Спутниковая система связи "Флитсатком"Подполковник-инженер А. Кондратьев Милитаристские круги США в своих агрессивных планах, направленных против Советского Союза и стран социалистического содружества, важную роль отводят военно-морским силам, эффективное управление которыми невозможно без использования современных средств связи, обладающих высокой пропускной способностью, надежностью и скрытностью работы. Поэтому командование ВМС США уделяет значительное внимание совершенствованию различных средств радиосвязи, в том числе спутниковых. В последние годы в США разрабатывались спутниковые системы тактической связи по четырем взаимосвязанным между собой программам: LES, "Таксагком", "Марисат" и "Флитсатком". По своей целевой направленности эти программы в той или иной степени отражали интересы всех видов вооруженных сил США. Ведущим ведомством и основным будущим "потребителем" создаваемых но программам "Марисат" к "Флитсатком" систем связи является министерство ВМС. В ходе выполнения в 1967-1972 годах программ LES (ИСЗ LES-5 и LES-6) и "Таксатком" (ИСЗ "Таксат"1) была проведена серия экспериментов по связи с подвижными объектами различных типов (кораблями, подводными лодками, самолетами, подразделениями сухопутных войск) и получены данные, послужившие основой для дальнейших разработок. На базе спутников LES-6 и "Таксат"1 создали опытную систему тактической связи для проведения исследований и решения в ограниченной степени отдельных оперативных задач в интересах всех видов вооружепных сил США. В 1972 году спутник связи "Таксат"1, израсходовав ресурс бортовых систем, прекратил свою работу, a LES-6 в 1974 году еще продолжал функционировать с ухудшенными параметрами. Система "Марисат", создаваемая с 1973 года {другие названия "Гэпфиллер" и "Гэпсатком"), будет обеспечивать ВМС тактической связью в период между прекращением работы экспериментальной системы (спутники LES-6 и "Таксат"1) и началом оперативного использования системы "Флитсатком" (1975-1977 годы). Командование ВМС не исключает возможности продления срока оперативного использования системы "Марисат" еще на три года из-за задержки по техническим причинам создания системы "Флитсатком". Зарубежные военные обозреватели считают, что решение командования ВМС США использовать космические системы тактической связи вызвано рядом причин, среди которых моральное устаревание состоящих на вооружении традиционных средств дальней связи, несоответствие их тактико-технических характеристик современным требованиям и подверженность используемых каналов дальней связи KB диапазона воздействию естественных и преднамеренных помех. Эксплуатационная система тактической связи "Флитсатком" создается с 1972 года главным образом в интересах ВМС, а также ВВС и армии. Она призвана обеспечивать циркулярные передачи по флоту, а также двустороннюю связь кораблей, подводных лодок и самолетов на расстояниях, превышающих дальность прямой радиовидимости. Американские специалисты считают, что это позволит им отказаться от использования средств KB диапазона и повысить надежность дальней связи. Общее руководство программой "Флитсатком" возложено на ВМС США, ВВС занимаются разработкой только спутника связи. Командования видов вооруженных сил приобретают оконечные станции в соответствии со своими потребностями. Финансируют закупки спутников связи для системы "Флитсатком" военно-морские силы, запускать их планируют с полигона космического центра НАСА на м. Канаверал (ракета-носитель НАСА "Атлас-Центавр"). По данным зарубежной печати, первоначально расходы на всю программу "Флитсатком" (от начала разработки до конца 10-летнего срока оперативного использования системы при девяти запланированных к закупке ИСЗ) оценивались в 500 млн. долларов. Однако в 1974 году расходы уже оценивались в 822,4 млн, долларов (в ценах 1973 года), из них 405 млн. долларов приходится на космические аппараты и ракеты-носители. Увеличение расходов по программе обусловлено главным образом возрастанием стоимости спутников, которые получились более сложными и тяжелыми, чем предполагалось ранее, а также другими причинами, в числе которых организационные, технические и финансовые затруднения. Фирма TRW является головным подрядчиком по разработке и производству космических аппаратов для системы "Флитсатком", а субподрядчиком по бортовому ретранслятору - фирма "Электроник коммуникейшнз". Оконечные станции для ВМС и ВВС создают фирмы "Коллинз радио" (дли кораблей основных классов н самолетов ВМС), "Электроник коммунпкейшнз" (для подводных лодок и самолетов ВВС), "Моторола" (приемные устройства для кораблей различных классов), RCA (для самолетом ВВС) и другие. В 1974 году фирма TRW завершила создание образца спутника связи для наземных испытаний. Изготовление летных образцов спутников (серия из пяти единиц) планировалось начать в 1975 году. Последующие закупки ИСЗ (по два в год) запланированы на 1975/76 и 1977/78 финансовые годы. Первый запуск спутника связи намечен на 1976 год. Создаются и устанавливаются эксплуатационные береговые и корабельные оконечные станции, испытываются прототипы самолетных станций для ВМС. Разработку прототипов оконечных станций для армии предполагают закончить в 1975 году. Основные работы по развертыванию наземных и корабельных элементов системы для ВМС планируется завершить в I976 году. В основу построения системы "Флитсатком" положены следующие баллистические и технические принципы. Баллистическое построение. В системе будут использоваться космические аппараты на стационарных орбитах Глобальная зона обслуживания по долготе образуется с помощью трех спутников. Зона обслуживания по широте (от 70-75° с.ш. до 70-75° ю.ш.) определяется границей радиовидимости ИСЗ из районов высоких широт или так называемым радиогоризонтом. В состав группы космических аппаратов на стационарной орбите будет входить и четвертый спутник -резервный (на случай выхода из строя одного из работающих). Кроме того, еще один спутник будет находиться на полигоне в состоянии готовности к запуску. Такой метод обеспечения постоянной боеготовности системы (резервный спутник на орбите и резервный на полигоне) принят и в других космических системах связи, например в системе стратегической связи министерства обороны (DSCS-2). Поэтому необходимое количество космических аппаратов для развертывания системы "Флитсатком" определено в пять единиц. Диапазон рабочих частот. Для радиолиний системы "Флитсатком" выбран участок 240-320 МГц дециметрового диапазона исходя из факторов временного экономического и технического характера. Оконечные станции дециметрового диапазона, по оценке специалистов США, более совершенны и лучше отработаны, чем станции сантиметрового диапазона. Кроме того, они в 5-10 раз дешевле станций сантиметрового диапазона. Поэтому считается, что можно значительно быстрее решить вопросы их разработки и серийного производства для оснащения подвижных объектов ВМС, ВВС и армии. В станциях дециметрового диапазона используются относительно простые нестабилизированные антенны, что значительно облегчает задачу их размещения на самолетах, подводных лодках и малых надводных кораблях. Они значительно меньше по габаритам антенн станций сантиметрового диапазона. Радиоэлектронную аппаратуру космических аппаратов и оконечных станций дециметрового диапазона можно создать полностью на твердотельных элементах, а это, как считают за рубежом, в свою очередь способствует достижению высокой надежности и относительно низкого уровня потребляемой мощности. Меньшая пропускная способность радиоканала, получаемая в рассматриваемом диапазоне, по сравнению с диапазоном сантиметровых волн признана приемлемой для большинства подвижных средств ВМС, ВВС и армии. Радиолинии этого диапазона, хотя и значительно меньше коротковолнового, все же подвержены влиянию ионосферы, проявляющемуся в мерцании сигнала. Однако это влияние является серьезной проблемой только вблизи геомагнитного экватора и полюсов, при нахождении Земли в точках равноденствия и в ночное время. Ионосферные помехи, по мнению американских специалистов, считаются допустимыми для оконечных станций, установленных на малых кораблях и самолетах, ибо на них редко находятся командиры тактического звена. В этом случае нарушение связи сможет повлиять только на действия корабля или самолета, а не соединения флота или авиации в целом. Штабы же командиров имеют в своем распоряжении и другие средства связи. Учитывая все эти факторы, специалисты министерства обороны США решили, что космическая связь в дециметровом диапазоне будет более дешевым и быстро реализуемым видом связи для подвижных объектов. Однако выбор этого диапазона в качестве основного для системы "Флитсатком" не означает отказа командования ВМС от диапазона сантиметровых волн, который может быть использован в космических системах в будущем для специальных целей. Например обеспечения более скрытной связи с применением широкополосных методов модуляции или передачи разведывательной информации. Каналы связи. Состав абонентов системы "Флитсатком" и предполагаемые типы каналов связи приведены на рис. 1.
Американские специалисты считают, что необходимость иметь удовлетворительные энергетические -характеристики радиолиний "абонент- спутник" и "спутник - абонент" в условиях ограниченной излучаемой мощности передатчиков абонента и спутника требует использовать достаточно узкую полосу бортового ретранслятора Однако уровни легко обеспечиваемой в настоящее время эффективной излучаемой мощности в корабельных и самолетных оконечных станциях все же таковы, что сужение полосы канала до значений менее 10-20 кГц уже не дает дальнейшего выигрыша. И наконец, более узкая полоса, по-видимому, потребовала бы введения в схему ретранслятора дополнительной частотно-преобразующей ступени для обеспечения надлежащей фильтрации полосы. Космический аппарат. Корпус космического аппарата состоит из двух пристыкованных друг к другу модулей (рис. 2), имеющих форму шестигранной призмы (общая высота около 1,3 м. расстояние между двумя противоположными гранями около 2,5 м), В одном из них размещено связное оборудование (ретранслятор, антенно-фидерные устройства), в другом (служебном) смонтированы РДТТ, аппаратура управления полетом и работой космического аппарата, система электропитания, бортовые устройства для траекторных и радиотелеметрическнх измерении, приема команд и другие. Электронная аппаратура обоих модулей размещается на 12 приборных панелях, группируется она с учетом выполняемых функций, с тем чтобы при каких-либо изменениях в одной функциональной группе аппаратуры не затрагивать компоновку других групп. Модульный принцип конструирования спутника, по мнению иностранных специалистов, позволяет осуществлять в будущем модернизацию или полную замену связной аппаратуры без изменения служебных систем космического аппарата, а также использовать служебный модуль в качестве унифицированной платформы для создания ИСЗ другого целевого назначения.
Стартовый вес спутника 1725-1770 кг, вес на орбите после выгорания топлива
апогейного двигателя 880-910 кг. Расчетный срок работы
На борту спутника будет находиться ретранслятор, обеспечивающий различные каналы связи раздельными радиотрактами преобразовании и усиления сигналов. Выбор такого ретранслятора обусловлен тем, что борьба с перекрестными помехами и потерями мощности, как показали эксперименты по запуску спутников с ретрансляторами с общей широкой полосой, оказалась трудно разрешаемой проблемой в подвижных станциях тактической связи. В системе "Флитсатком" эта проблема решена путем использования в ретрансляторе спутника отдельного радиотракта для одного радиоканала в период сеанса связи. Ретранслятор космического аппарата имеет 12 раздельных радиотрактов усиления (10 предназначены для обслуживания каналов связи ВМС и два - ВВС). Один из 10 радиотрактов ВМС предназначен для канала циркулярных передач по флоту, осуществляемых в направлении "земля - спутник" в сантиметровом диапазоне волн. В направлении "спутник - земля" используется принятый для системы дециметровый диапазон. Остальные девять радиотрактов усиления (выходная мощность каждого 40 Вт) обслуживают каналы двусторонней связи ВМС, работающие в полудуплексном режиме в дециметровом диапазоне в обоих направлениях. Каждый из радиотрактов по времени использования распределен между многими абонентами. Из двух радиотрактов ВВС один предназначен для 12 узкополосных (телетайпных) каналов, ретранслируемых в общей полосе частот с уплотнением, а другой для широкополосного. Таким образом, общее количество каналов, обслуживаемых каждым спутником связи, составит 23. При этом на долю ВМС придется 75 проц. излучаемой мощности, на долю ВВС - 25 проц. Для армии, возможно, будет выделен канал или время работы в одном из них.
Выходные сигналы от 12 усилителей мощности ретранслятора через многоканальный
ответвитель, выполняющий одновременно и функцию антенного разделительного
фильтра для принимаемых и передаваемых сигналов, подаются на антенну.
Многоканальный ответвитель, применяемый вместо суммирующих усилителей для
нескольких несущих, должен иметь малые потери и хорошую фильтрацию сигналов. Сигналы канала циркулярных передач по флоту, передаваемые в сантиметровом диапазоне волн, принимаются рупорной антенной, смонтированной па корпусе спутника. Для траекторных измерении радиотелеметрии и приема команд используется отдельная спиральная антенна закрепленная на конце держателя облучателя параболической антенны и работающая на частотах S-диапазона (1,55-5,2 ГГц). Система управления ИСЗ ориентирует его по трем осям и корректирует орбиту. Ориентирование спутника относительно оси тангажа производится с помощью электромаховичной системы. Для гашения кинетического момента маховика при его насыщении применяется газореактивная система, работающая на продуктах разложения гидразина. С ее же помощью спутник ориентируется относительно оси крена, Газореактивная система используется также в качестве исполнительного органа при коррекции орбиты. Источником опорной информации по углам тангажа и крена является датчик направления на Землю. Управление космическим аппаратом по углу рыскания производится гироскипической подсистемой, Запас гидразина для газореактивной системы достаточен дли семи лет функционирования спутника связи. Переход космическою аппарата с эллиптической орбиты на стационарную осуществляется с помощью твердотопливного апогейиого двигателя (вес пустого двигателя 77 кг. длина 152 см, диаметр 95 см, вес выгорающею топлива около 850 кг).
Система электропитания ИСЗ включает солнечные батареи с двумя ориентируемыми
панелями (размер каждой 2,14х3,97 м), содержащие в общей сложности 19000
солнечных элементов (размер 2х4 см) и имеющие суммарную мощность 1200 Вт, а
также три никель-кадмиевые батареи с подзарядом от солнечных батареи,
обеспечивающие работу спутника на затененном участке орбиты. Береговые станции по назначению и техническому исполнению будут подразделяться на станции для односторонней связи берега со всеми кораблями; станции для двусторонней связи берега с надводными кораблями основных классов, подводными лодками (в том числе с ПЛАРБ) и базовыми патрульными и корабельными противолодочными самолетами. Их планируют развернуть для поддержании связи в акваториях Тихого и Атлантического океанов, а также Средиземного моря. Согласно установленным требованиям корабельные оконечные станции должны работать па любой из 7000 частот (разнос между ними 25 кГц) в диапазоне 225-400 МГц. иметь выходную мощность передатчика не менее 100 Вт в режиме космической связи и обеспечивать традиционную связь на дальностях прямой радиовидимости. При этом будут использоваться частотная модуляция для узкополосной телефонной связи, амплитудная-для телефонной связи в пределах прямой радиовидимости и фазовая манипуляция для телеграфной или телефонной связи с использованием вокодера. Для односторонней связи берега с кораблями различных классов фирмой "Моторола" создана приемная станция AN/SRR-I. Стоимость одного комплекта 25000 долларов. По данным зарубежной печати, корабельные оконечные станции обеспечивают устойчивую связь при волнении моря до пяти баллов. С увеличением волнения моря вероятность связи уменьшается, особенно для малых кораблей Поставка станций AN/SRR-I флоту планировалась на два года и должна завершиться в конце 1975 года. Антенно-фидерное устройство этой станции состоит из четырех ненаправленных антенн. Поступающие от них сигналы синфазно суммируются по промежуточной частоте для обеспечения некоторого эквивалентною усиления и пространственной селекции. Зарубежные специалисты считают, что ненаправленные антенны в сочетании с преддетекторных суммированием сигнала позволяют при сохранении приемлемых эквивалентных характеристик по усилению и направленности отказаться от более дорогих и сложных в изготовлении и обслуживании направленных антенн с механическим наведением. Приемопередающие оконечные станции AN/WSC-3 и AN/WSC-5 разработаны для двусторонней связи. Станция AN/WSC-3 создана фирмами "Электроник коммуникейшнз" (аппаратура связи) и "Коллинз рэдио" (антенно-фидерное устройство). Антенна выполнена в виде решетки из четырех пар взаимно перпендикулярных дипольных элементов, смонтированных на плоском рефлекторе, и не имеет гиростабилизированной платформы. Она оборудована сервоприводом с гироскопическим управлением для поддержания нужного азимута, а также ручным дистанционным управлением для наведения по углу места. Станции AN/WSC-3 в течение нескольких месяцев испытывались на двух подводных лодках, эскадренном миноносце и на берегу. Среднее время наработки на отказ одной оконечной станции по результатам испытаний составило более 2000 ч. В 1974 году фирма "Электроник коммуникейшнз" получила контракт ВМС на производство станций. Срок реализации контракта - четыре года. Станция спутниковой связи AN/WSC-5 создана для кораблей основных классов фирмой "Коллинз рэдио" на основе AN/WSC-1, разработанной для экспериментов с ИСЗ "Таксаг"1. Станция AN/WSC-5 поставляется промышленностью (стоимость одного комплекта 200000 долларов). Оба типа оконечных станции устанавливаются на кораблях. Фирма "Коллинз рэдио" на основе станции RT-1017/ARC (связь на дальности прямой радиовидимости), уже находящейся в производстве, для базовых патрульных и корабельных противолодочных самолетов ВМС создала модифицированный вариант, имеющий также режим космической связи. Она выполнена на твердотельных элементах и обеспечивает работу на любой из 7000 частот диапазона 225-400 МГц. Зарубежное военное обозрение №7 1975 С. 75-83 Смотрите также | |||||
|
| |||||
| Просмотров: 22725 | | | |||||
| Всего комментариев: 0 | |