Главная страница | Античность | Средние века | Новое время | Двадцатый век | Техника | Самолеты | Корабли | Вооруженные силы | США | Технологии и наука Развитие спутниковых систем связи США

 

Развитие спутниковых систем связи США

 

Министерство обороны США, постоянно усиливая гонку вооружений, в своих перспективных планах предусматривает также совершенствование систем управления вооруженными силами и их важнейшего компонента — систем связи. В течение прошедшего десятилетия в США при решении задач военной связи все большее значение приобретали искусственные спутники Земли (ИСЗ). По мнению американских военных специалистов, эта тенденция сохранится и в дальнейшем.

Спутниковые системы связи будут широко использоваться всеми видами вооруженных сил, в том числе и ВМС. Одной из особенностей их развития предстоящий период, как считает американское командование, станет дальнейшая специализация по характеру решаемых задач.

В 70-х годах в США были созданы спутниковые системы связи DSCS-2, «Марисат», «Флитсатком», «Афсатком», которые используются и в интересах ВМС. Их тактико-технические характеристики приведены в таблице.

DSCS-2 обеспечивает связью высшее политическое руководство страны и стратегическое звено управления вооруженными силами. Ее оконечные станции размещены, кроме берега, на флагманских ко-раблях командующих оперативными флотами и некоторых авианосцах. В планах дальнейшего развития системы предусматривается замена существующих спутников (DSCS-2) спутниками нового поколения — DSCS-3. Характер и объем задач, решаемых ВМС с помощью этой системы, в основном сохранятся прежними.

«Марисат» обеспечивает связью торговый флот США и ВМС в период разработки и ввода в строй эксплуатационной системы «Флитсатком». По мере развертывания последней ВМС в меньшей степени используют систему «Марисат», которая в дальнейшем будет обслуживать только торговый флот.

«Флитсатком» (введена в строй с 1978 года) — одна из основных систем дальней связи ВМС, с помощью которой осуществляются циркулярные передачи по флоту, двусторонняя связь береговых станций, кораблей, подводных лодок и самолетов на расстояниях, превышающих дальность прямой видимости. Часть каналов бортовых ретрансляторов ИСЗ используется армией США. На спутниках системы «Флитсатком» в качестве дополнительной полезной нагрузки устанавливаются специальные ретрансляторы ВВС для работы в системе «Афсатком». «Флитсатком» дублирует каналы дальней связи КВ диапазона и повышает ее надежность.

В соответствии с программой планировалось запустить пять спутников, из которых четыре рабочих и один резервный. До настоящего времени на орбиту выведено четыре ИСЗ, запуск последнего намечался на июнь 1981 года. Расчетный срок их активного существования пять—семь лет, что должно обеспечить работу системы «флитсатком» до середины 80-х годов.

Американские военные специалисты оценивают проект системы «Флитсатком» как достаточно трудный для реализации. Так, спутники получились более сложными и тяжелыми, чем планировалось. По заявлению разработчиков, главная причина этого состоит в том, что при проектировании ИСЗ было использовано значительное количество новых, не проверенных ранее технических решений. В результате в проект были внесены изменения на этапе испытаний экспериментального образца ИСЗ, что привело к увеличению его стоимости и расходов на программу в целом, а также к задержке сроков развертывания и ввода системы в строй.

Технические и финансовые трудности, возникшие при создании системы «Флитсатком», заставили военно-политическое руководство США отказаться от дальнейшего продолжения этой программы.

Как отмечает западная пресса, министерство обороны уделяет большое внимание обеспечению надежной связи со средствами стратегического назначения, в том числе и с ПЛАРБ, в условиях применения ядерного оружия. В 1979 году на вооружение была принята спутниковая система связи «Афсатком». Ее оконечными станциями в настоящее время продолжают оснащаться как носители ядерного оружия (самолеты стратегической авиации), так и другие важнейшие элементы стратегических ядерных сил (пункты управления пуском МБР «Минитмэн», воздушные командные пункты, арсеналы ядерного оружия). Как сообщает зарубежная печать, устанавливаются они и на самолетах-ретрансляторах ТАСАМО, предназначенных для связи с ПЛАРБ в погруженном состоянии. В условиях применения ядерного оружия са- молеты-ретрансляторы будут осуществлять дополнительную к системе «Флитсатком» и другим (неспутниковым) системам связь.

По данным иностранной прессы, в настоящее время в США разрабатываются новые спутниковые системы связи, которые учитывают и потребности военно-морских сил. К ним относятся «Лисат» (Leasat — Leased Satellite), «Афсатком» второго этапа создания (получила также наименование SSS — Satellite Strategic System) и система лазерной связи с подводными лодками.

«Лисат», как следует из сообщений западной печати, в середине 80-х годов заменит систему «Флитсатком». Она предназначается для обеспечения связью мобильных средств ВМС и армии США.

В отличие от «Флитсатком» система «Лисат» будет использоваться министерством обороны США на арендной основе. Арендатором от лица министерства обороны выступают ВМС, на которые возлагается обязанность координировать оперативное применение ИСЗ в интересах видов вооруженных сил США. Стоимость аренды в течение пятилетнего периода, по оценкам американских специалистов, составит около 335 млн. долларов. Система разрабатывается фирмой «Хьюз» с 1978 года, запуск первого спутника намечен на середину 80-х годов.

В «Лисат» планируется иметь спутники на стационарных орбитах. Глобальная зона обслуживания по долготе будет обеспечиваться четырьмя ИСЗ, расположенными над западной и восточной частями Ти-хого, а также над Атлантическим и Индийским океанами. Me исключено выведение еще одного спутника в точку стояния над Атлантикой для использования объединенными вооруженными силами НАТО. Зона обслуживания по широте будет определяться границей радиовидимости спутников из районов высоких широт (или так называемым радиогоризонтом) и простираться от 70 — 75° сев. широты до 70 — 75° юж. широты.

Система «Лисат», как и «Флитсатком», будет работать в дециметровом диапазоне (290 — 320 МГц для направления связи «земля — спутник» и 240 — 270 МГц — «спутник — земля»).

ИСЗ «Лисат» на маловысотную промежуточную орбиту планируется выводить с помощью космического корабля, а на рабочую стационарную орбиту переводить, применяя разгонные двигатели самих ИСЗ. Спутники «Лисат» создаются на основе ИСЗ «Синком-4», разработанного ранее фирмой «Хьюз» в инициативном порядке. Стартовый вес спутника «Лисат» около 7940 кг, на орбите после окончания работы разгонных двигателей до 1350 кг. Он имеет цилиндрический корпус (диаметр 4,22 м) с внутренней силовой конструкцией. На силовых элементах его переднего днища смонтирована платформа антенного блока. В заднем днище находится выходное отверстие для сопел разгонных двигателей. Общая высота спутника со сложенными антеннами 4,36 м, с развернутыми в рабочее положение — 6,16 м. Диаметр его корпуса в максимальной степени приближается к внутреннему диаметру грузового отсека космического корабля.

Расчетный срок службы ИСЗ пять лет, ожидаемый — семь — десять. Американские военные специалисты не исключают возможности возвращения их на землю с помощью космического корабля для последующей модернизации.

Спутник «Лисат» имеет 12 ретрансляторов дециметрового диапазона, из них шесть (ширина полосы каждого 25 кГц) предназначены для радиотелефонной связи, пять (5 кГц) — для телетайпной и один (500 кГц) — для широкополосной. С помощью одного из ретрансляторов радиотелефонной связи могут осуществляться циркулярные передачи по флоту, при этом для связи в циркулярном канале в направлекии «земля — спутник» используется сантиметровый диапазон волн.

В антенный блок входят спиральные, рупорная и направленная антенны. Для связи в дециметровом диапазоне предназначены раздельные приемная и передающая спиральные антенны, имеющие излучатели длиной около 3,6 м (в спутнике «Флитсатком» применяются две раздельные антенны: спиральная и параболическая с рефлектором диаметром 4,9 м). Сигналы циркулярных передач по флоту, передаваемые береговой станцией в сантиметровом диапазоне, будут приниматься рупорной ан-тенной, смонтированной на основании держателей спиральных антенн. Для аппаратуры траекторных измерений, радиотелеметрии и приема команд предназначается отдельная ненаправленная антенна. Антенный блок соединен шарниром с корпусом спутника и ориентируется в направлении Земли с помощью специальных датчиков и системы противовращения.

Спутник стабилизируется путем вращения его корпуса со скоростью 30 об/мин. Первоначальная ориентация оси вращения корпуса относительно поверхности Земли, последующая коррекция ее положения • пространстве, а также регулирование скорости вращения корпуса ИСЗ обеспечиваются с помощью 12 осевых и четырех радиальных микродвигателей, работающих на продуктах разложения гидразина. По оценке американских военных специалистов, такой метод стабилизации лучше отработан и более простой по сравнению с методом независимой ориентации по трем осям, применяемым в спутниках «Флитсатком».

Источником электропитания служат солнечные батареи (смонтированы на цилиндрической поверхности корпуса спутника), рассчитанные на обеспечение мощности около 1240 Вт после семилетнего пребывания на орбите, а также никель-кадмиевые батареи с подзарядкой от солнечных элементов, которые позволяют работать ИСЗ на затененном участке орбиты.

Блок разгонных двигателей включает «перигейную» и «апогейную» двигательные установки. Первая (реактивный твердотопливный двигатель, тяга 15,5 т, удельный импульс 282 кг-с/кг, продолжительность работы 60 с) после выгорания топлива отделяется от спутника, а вторая (два жидкостных реактивных двигателя, один из них резервный, тяга каждого 45 кг) доводит высоту апогея промежуточной орбиты до 36 ООО км и затем переводит ИСЗ на стационарную орбиту. Жидкостные реактивные двигатели были созданы в свое время для космического корабля «Аполлон». Перемещение спутника на стационарной орбите для вывода его в расчетную точку стояния, удержания в этом положении, а также для перевода при необходимости в другую точку стационарной орбиты осуществляется с помощью 12 осевых микродвигателей, которые были разработаны для связного спутника «Интелсат-4А».

Военно-морскими силами США в системе «Лисат» будут использоваться оконечные станции связи, работающие в настоящее время в системе «Флитсатком». Ниже описываются основные из них. AN/SRR-1 — станция для приема циркулярных передач по флоту. Устанавливается практически на кораблях всех классов.

Работает в режиме частотной модуляции или фазовой манипуляции. Прием осуществляется на четыре ненаправленные антенны с последующим суммированием сигнала на промежуточной частоте с целью получения некоторого его эквивалентного усиления и пространственной селекции,

AN/WSC-3 — приемопередающая станция, размещаемая на надводных кораблях и подводных лодках. Обеспечивает два вида связи: через спутник-ретранслятор и обычную — на дальностях прямой видимости. Работает в режимах амплитудной (телефонная связь в пределах прямой радиовидимости) и частотной модуляции, а также фазовой манипуляции (телефонная с засекречиванием переговоров и телеграфная связь). В корабельном варианте прием ведется на направленную антенную решетку с гироскопическим сервоприводом для удержания ее в заданном направлении и с ручным дистанционным управлением для наведения по углу места.

AN/WSC-5 — большая приемопередающая станция с двумя антеннами типа Кас- сегрейна (диаметр 1,2 м), устанавливаемая на кораблях основных классов. Имеет режим как спутниковой связи, так и обычной — в пределах прямой радиовидимости.

Управлять работой спутников «Лисат» планируется с помощью создаваемого фирмой «Хьюз» специализированного комплекса, В его состав входят: центр управления (Эль-Сегундо, штат Калифорния); четыре (по числу рабочих ИСЗ в системе) стационарные станции управления, каждая может обслуживать два ИСЗ (о. Гуам; Гавайские о-ва; Стоктон, штат Калифорния; Норфолк, штат Виргиния); две станции, транспортируемые по воздуху, которые используются в период выведения спутников, а в последующем становятся резервными.

В будущем для замены системы «Лисат» или в дополнение к ней американские военные специалисты предлагают создать систему спутниковой связи общего назначения GPSCS (General Purpose Satellite Communications System), проект которой был выдвинут в 1976 году. Она предназна-чается для обслуживания подвижных средств всех видов вооруженных сил, исключая средства стратегического назначения. Проектом предусматривается использовать в системе новейшие конструктивносхемные решения в технике связи. На 1987 год намечен запуск экспериментального ИСЗ с целью проверки технических решений, предлагаемых для спутников системы GPSCS, в условиях космического полета. SSS представляет собой систему связи стратегического назначения, которая в конце 80-х годов заменит «Афсатком» первого этапа. По данным зарубежной печати, она будет обслуживать более широкий состав ядерных сил, в том числе самолеты ВМС и корабли, несущие ядерное оружие, а также ПЛАРБ и атомные торпедные подводные лодки. В ней предполагается использовать дециметровый, сантиметровый и миллиметровый диапазоны волн. Основное требование к новой системе — высокий уровень живучести в условиях применения ядерного оружия и средств борьбы с космическими объектами. Для этого американские специалисты предлагают включить в нее специализированные спутники «Стратсат» (Stratsat— Strategic Satellite), расположенные на полярных круговых орбитах высотой около 200 ООО км, которые труднодоступны для средств борьбы с космическими целями (в системе первого этапа специализированные спутники не используются; бортовые ретрансляторы устанавливаются в качестве дополнительной полезной нагрузки на ИСЗ различного назначения). Предусматривается возможность маневрирования спутников на орбите, повышение помехоустойчивости каналов связи, а также введение каналов межспутниковой связи, устраняющих необходимость применять достаточно уязвимые наземные станции-ретрансляторы для связи в глобальном масштабе. Создавать космические аппараты «Стратсат» намечается на основе конструктивно-схемных решений, отработанных на спутниках LES-8 и -9.

Спутниковая система лазерной связи. И

сследования по ее созданию ведутся в США со второй половины 70-х годов. При этом учитывается такое качество лазерного излучения, как его способность в сине-зе- леной области спектра проникать сквозь толщу воды на значительную глубину. Лазерный канал связи, как отмечается в зарубежной печати, обеспечивает по сравнению с радиоканалом большие скрытность связи и помехозащищенность в силу узкого луча лазера, а также, что особенно важно, значительно повышает пропускную способность. Поэтому спутниковая система лазерной связи с гюдводными лодками не потребует обязательного применения других систем связи.

Министерство обороны США изучает два возможных варианта спутниковой системы лазерной связи: в первом используются лазеры наземного базирования в сочетании с ИСЗ — ретрансляторами (пассивными отражателями) лазерного излучения, во втором — лазеры орбитального базирования (связь в направлении «земля — спутник» осуществляется по радиоканалу). В обоих случаях рассматриваются спутники на стационарных орбитах, хотя в целях повышения живучести системы связи не исключается возможность размещения ИСЗ на еще более высоких орбитах. Каждый из вариантов системы, по оценке американских военных специалистов, имеет свои достоинства и недостатки. Перспективными планами министерства обороны предусматривается проведение в 80-х годах экспериментов в целях исследования прохождения лазерного излучения сквозь атмосферу, облачность и толщу воды, выявления предпочтительного варианта лазерной связи и испытания возможных технических решений для создания эксплуатационной системы. По оценкам специалистов министерства обороны США, техника достигает уровня, необходимого для создания эксплуатационной спутниковой системы лазерной связи с погруженными подводными лодками, не ранее конца XX — начала XXI века.

Полковник-инженер А. Кондратьев

Источник - "Зарубежное военное обозрение" №9 1981.

Последнее обновление 27.12.2015 год

        Антропов Петр, 2001 - 2016.   Обратная связь:   petivantropov@gmail.com