25 октября 2020 г. в 22:08:42.441 ДМВ (19:08:42 UTC) с пусковой установки №4 площадки №43 1-го Государственного испытательного космодрома Плесецк был произведен успешный пуск РН «Союз-2.1Б» № с разгонным блоком семейства «Фрегат» №112-12 и навигационным космическим аппаратом «Глонасс-К» №15Л.
В 22:11 ракета была принята на сопровождение наземными средствами Главного испытательного космического центра имени Г.С.Титова Космических войск ВКС. Отделение головного блока состоялось по программе в 22:19. Дальнейшее выведение обеспечил РБ «Фрегат».
26 октября в 01:41 ДМВ произошло отделение КА на близкой к расчетной орбите, параметры которой, по данным Космического командования США, составили:
* наклонение – 64.81°;
* минимальная высота – 19126 км;
* максимальная высота – 19151 км;
* период обращения – 676.1 мин.
Как сообщил Департамент информации и массовых коммуникаций Минобороны РФ, спутник был взят на управление наземными средствами ВКС России. С КА установлена и поддерживается устойчивая телеметрическая связь, его бортовые системы функционируют нормально, прожиг двигателей перед успокоением проведен, механические системы раскрылись.
Спутник, получивший официальное наименование «Космос-2547» и системный номер 705, выведен во вторую плоскость российской Глобальной навигационной системы и, как ожидается, заменит в рабочей позиции №10 находящийся там аппарат «Глонасс-М» №23. Последний был выведен на орбиту 22 декабря 2007 г. и успешно отработал около 13 лет, почти вдвое перекрыв гарантированный срок активного существования.
Запущенный спутник разработан и изготовлен АО «Информационно-спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва в г. Железногорске Красноярского края с целью плановой замены в орбитальной группировки системы ГЛОНАСС и улучшения потребительских свойств системы.
По состоянию на 31 октября 2020 г. все 24 орбитальные позиции в трех плоскостях заполнены аппаратами, работающими по целевому назначению, из которых 23 относятся к типу «Глонасс-М», а еще один – экспериментальный спутник «Глонасс-К» №12Л (системный номер 702). Кроме того, КА «Глонасс-К» №11Л (701) все время после запуска находится на этапе летных испытаний, «Глонасс-М» №16 (716) находится в орбитальном резерве, а №31 (731) временно выведен из системы.
Состоявшийся запуск является этапным и знаменует собой долгожданное начало перехода от спутников «Глонасс-М» к более совершенным и надежным аппаратам «Глонасс-К». В ближайшей перспективе – летные испытания экспериментальных спутников «Глонасс-К2», а затем испытания и переход на модернизированные спутники этого поколения – импортонезависимые и полностью отечественного производства. Наконец, рассматривается возможность дополнения орбитальной группировки ГЛОНАСС высокоэллиптическим сегментом.
Сегодня АО ИСС ведет параллельно шесть (!) проектов навигационных КА на разных этапах жизненного цикла, и не удивительно, что в них путаются даже некоторые высокие руководители. Есть смысл вернуться к истории системы и разобраться, как сложилась нынешняя ситуация и каковы перспективы России в поддержании и совершенствовании национальной спутниковой навигационной системы.
Начало
Уже ведущиеся проектные работы были санкционированы Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 16 декабря 1976 г. №1043-361 «О развертывании Единой космической навигационной системы ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система)». Первые спутники спроектировали и изготовили в НПО прикладной механики (ныне АО ИСС), а серийное их производство возложили на ПО «Полет» в Омске.
Первый запуск был выполнен 12 октября 1982 г.: на РН «Протон-К» с РБ серии ДМ был выведен спутник с заводским номером 11Л и два массогабаритных макета. После третьего запуска в декабре 1983 г. впервые стало возможно протестировать аппаратуру местоопределения пользователя по сигналам от четырех спутников. В период до 1985 г. проводились испытания и уточнялась концепция, итогом которых стало постановление от 27 января 1986 г. №136-46 о модернизации системы.
В 1991 г. была впервые развернута группировка из 12 спутников, а 24 сентября 1993 г. распоряжением Президента Российской Федерации №658-рпс первая очередь системы была принята в опытную эксплуатацию. К концу 1995 г. группировка была доведена до штатной конфигурации из 24 аппаратов, а система предложена миру для свободного использования на долгосрочную перспективу постановлением Правительства РФ от 7 марта 1995 г. №237… и заброшена. У позднеельцинской России оказались иные приоритеты: бюджет был пуст, олигархи делили госсобственность.
Трехлетнего перерыва в запусках (1996-1998) при трехлетнем гарантированном сроке активного существования КА первого поколения было бы достаточно для полной гибели всей группировки, если бы не высокое качество сибирских аппаратов и изобретательность их управленцев из Краснознаменска. Спутники проработали в среднем по 4.5 года, и за счет этого к декабрю 1998 г. в системе все еще оставалось 11 бортов. На фоне начавшегося пополнения минимум численности (шесть КА) был пройден во второй половине 2001 года.
Распоряжением Президента РФ от 18 февраля 1999 г. №38-рп системе ГЛОНАСС был присвоен статус системы двойного применения. Вслед за этим постановлением от 29 марта 1999 г. №346 Правительство РФ провозгласило ее открытой для международного сотрудничества.
С целью воссоздания системы была подготовлена Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на 2002-2011 гг., утвержденная постановлением Правительства РФ от 20 августа 2001 г. №587. В число основных ее целей входили модернизация спутника «Глонасс» и создание аппарата третьего поколения «Глонасс-К» на негерметичной платформе.
«Глонасс-М»
«Глонасс-М» был спроектирован с гермоконтейнером, как и его прототип, и имел практически такую же массу (1415 кг). В его системах была широко применена ставшая доступной импортная электронная компонентная база, доля которой приблизилась к 40%. Система электропитания располагала 1450 Вт мощности, из которых 580 Вт отводилось полезной нагрузке. Гарантированный срок службы КА был доведен до семи лет, что обещало более чем двукратное снижение расходов на поддержание полной орбитальной группировки. Был модернизирован навигационный сигнал, и в частности, введен второй сигнал для гражданских потребителей в диапазоне L2.
Следует пояснить, что исходный КА передавал в двух диапазонах, L1 и L2, сигналы высокой точности для авторизованных потребителей. Получая два сигнала, военный приемник мог определить величину ионосферной задержки, которая зависит от частоты, учесть ее и дать значительно более точное определение местоположения. Для гражданских приемников передавался только один сигнал стандартной точности, так что учесть ионосферную задержку они не могли.
Система ГЛОНАСС была спроектирована с частотным разделением FDMA, то есть каждый аппарат передавал навигационные сигналы на своих уникальных частотах. Было выделено по 25 номиналов частот с номерами от 0 до 24 в диапазонах L1 (начиная с 1602 МГц вверх с шагом 562.5 кГц) и L2 (начиная с 1246 МГц вверх с шагом 437.5 кГц). Впоследствии число номиналов было сокращено до 13, так что спутники в противоположных точках орбиты вынуждены были излучать на одной и той же паре частот. Наконец, уже в 2000-е годы на спутниках «Глонасс-М» по рекомендации Международного союза электросвязи для защиты интересов радиоастрономии перешли к современному комплекту номиналов частот с номерами от -7 до +6.
Количество одновременно используемых КА всегда задавалось структурой передаваемой навигационной информации и не могло превышать 24.
На КА «Глонасс-М» в обоих диапазонах были внедрены двухкомпонентные сигналы высокой и повышенной точности – сейчас их обычно обозначают L1SF, L1OF, L2SF и L2OF, где буква F означает «частотное разделение», O – «открытый» и S – «специальный». «Несправедливость» по отношению к гражданским пользователям была устранена, точность навигации улучшилась.
Если мы посмотрим на программу восполнения орбитальной группировки, какой она была в момент утверждения программы в 2001 г., то увидим, что планировались запуски всего 11 спутников «Глонасс-М» на «Протоне»: двух попутных, вместе с парой КА первого поколения, и трех целевых, по три спутника в каждом. Им предстояло работать до 2013-2015 гг.
Далее намечались запуски 20 аппаратов «Глонасс-К»: по два на ракетах «Союз-2» с РБ «Фрегат» и сразу по шесть на «Протоне». Первый из них планировался на 2005 год, а последние спутники серии должны были проработать до 2022 г.
За пределами срока действия программы предполагалась разработка спутника четвертого поколения «Глонасс-КМ» с началом летных испытаний в 2015 г. и эксплуатацией до 2035 г. В плане действующей программы стояло лишь определение требований к нему.
Фактически первый «Глонасс-М» №11Л вышел на орбиту 10 декабря 2003 г., а мини-группировка из четырех спутников, пригодная для летных испытаний с проверкой местоопределения по новым сигналам, была сформирована в начале 2006 г. Перейти на новые аппараты удалось «впритык»: вместе с №13Л и №14Л в декабре 2005 г. запустили последний старый «Глонасс» №98. Из 88 спутников первоначальной модели шесть было утрачено в аварийных запусках, а остальные успешно работали в системе.
Между тем уже 18 января 2006 г. поручением Президента РФ №440 были установлены сроки минимальной (18 КА) и полной (24 КА) оперативной готовности группировки – конец 2007 и конец 2009 года соответственно. Как следствие, ФЦП была уточнена постановлением Правительства РФ от 14 июля 2006 г. №423. Чтобы выполнить задание, в программу добавили три пуска «Протонов» в 2008-2009 гг. со спутниками «Глонасс-М».
С декабря 2006 г. система пополнялась спутниками этого типа, и до весны 2010 года в семи пусках вывели на орбиту 21 серийный аппарат – до №35 включительно. Полную штатную группировку удалось восстановить к декабрю 2011 г., при этом ошибка местоопределения снизилась на порядок, с 35 до 2.8 м. На многие спутники серии «Глонасс-М» устанавливались дополнительные полезные нагрузки, для чего проектом был предусмотрен резерв по массе и энергопотреблению.
«Глонасс-К»
Эскизный проект КА «Глонасс-К» был разработан в 2002 году, но позднее многократно уточнялся. Основными характеристиками КА по заданию были: масса не более 750 кг, позволяющая запускать по два спутника на «Союзе» или по шесть на «Протоне», срок активного существования 10-12 лет, негерметичное исполнение, добавление третьего сигнала в диапазоне L3 или L5, возможность установки дополнительных полезных нагрузок, в том числе аппаратуры ретрансляции сигналов бедствия для международной системы КОСПАС/SARSAT.
«Глонасс-К» проектировался на негерметичной платформе, унифицированной с платформой «Экспресс-1000» перспективных связных аппаратов, с самым активным использованием электрорадиоизделий иностранного производства, доля которых доходила до 68%. До определенного времени аппарат удавалось вписать в 850 кг – предельную величину для запуска двух спутников на «Союзе» с «Фрегатом». Однако с добавлением новых функций его масса вышла за указанный предел, и в мае 2009 г. была названа новая величина: 995 кг.
О парных запусках спутников «Глонасс-К» пришлось забыть. Два первых экспериментальных аппарата «вписали» на «Протоны» с парами спутников «Глонасс-М» в 2010 и 2011 гг., а снятые с них «эмки» перенесли на «Союзы». Следующую пару планировалось вывести на орбиту в 2013 и 2014 гг. Впрочем, это решение продержалось недолго и сменилось обратным: пускать старые спутники на «Протонах», а новые – на «Союзах».
Тем временем в рамках инициативы по взаимодополняемости и совместимости систем ГЛОНАСС и GPS американо-российская рабочая группа обсуждала возможность реализации на КА «Глонасс» сигналов с не с частотным, а с кодовым разделением CDMA, как на спутниках США и перспективной европейской системы Galileo. Потенциально это обещало увеличение численности группировки, а также упрощение и удешевление пользовательских приемников, но Российская Федерация, естественно, не могла отказаться от существующих сигналов с частотным разделением – на них уже очень много было завязано. Поэтому речь могла идти лишь о вводе новых сигналов при сохранении старых.
Первоначально предполагалось ввести гражданский сигнал L3PT с частотным разделением с базовой частотой 1201.5 МГц и два новых сигнала с кодовым – L1CR и L5R. Однако к весне 2009 года было принято иное решение: вводить новые сигналы в трех диапазонах L1, L2 и L3 и только с кодовым разделением. На спутнике «Глонасс-К» первого этапа (два первых опытных КА №11Л и 12Л) добавили экспериментальный сигнал L3OC на частоте 1202.025 МГц. На втором этапе разработки его планировали заменить постоянным и добавить сигналы L1SC, L2SC и L1OC, а на перспективные аппараты «Глонасс-КМ» (с 2021 г.) «примеряли» дополнительные сигналы L3SC, L2OC, L5OC и L1OCM. Буква C, как несложно догадаться, означала «кодовый».
Спутнику второго этапа с многофункциональной полезной нагрузкой присвоили наименование «Глонасс-К2». После этого аппараты первого этапа в прессе и даже в официальных презентациях стали называть «Глонасс-К1», хотя официально такого обозначения не существовало.
Чехарда с составом полезной нагрузки и ряд других обстоятельств привели к тому, что «Глонасс-К» №11Л был запущен с Плесецка на «Союзе-2.1Б» с РБ «Фрегат» лишь 26 февраля 2011 г. В апреле он начал передачу навигационных сигналов во всех трех диапазонах.
Это был революционный аппарат: негерметичный корпус, выполненный в виде коробчатой конструкции из сотопанелей с тепловыми трубами, эффективные арсенид-галлиевые фотоэлементы, благодаря которым площадь солнечных батарей сократилась вдвое, до 17 м2, повышенная точность ориентации КА в целом и его солнечных батарей, низкий уровень немоделируемых ускорений, открытая архитектура борта, новые стандарты частоты («часы») двух типов, обещающие повысить точность местоопределения. Система электропитания располагала 1600 Вт мощности, из которых 750 Вт шло на полезную нагрузку. Срок активного существования КА был определен в 10 лет, масса первого спутника составила 935 кг.
В ходе летных испытаний изделия №11Л выявились замечания к новому бортовому информационно-навигационному комплексу, а затем к бортовому синхронизирующему устройству. В двух новых, впервые примененных стандартах на рубидиевой газовой ячейке были отмечены отказы, связанные с использованием некачественных комплектующих элементов. У двух бортовых стандартов частоты на цезиевой атомно-лучевой трубке, заимствованных с КА «Глонасс-М», отмечалась деградация параметров с перспективой снижения срока службы.
Спутник №11Л работает до настоящего времени, но он так и не был введен в систему для использования по целевому назначению. Правда, еще в марте 2016 г. и еще дважды в октябре 2019 г. и октябре 2020 г. объявлялось об успешном завершении его летных испытаний, но статус КА в общей таблице так и не изменился.
Устранение замечаний к БСУ и «часам» заняло много времени, и в итоге спутник №12Л был запущен не в декабре 2011 г., как планировалось, а на три года позже – 1 декабря 2014 г. Аппарат слегка потяжелел по сравнению с первым, до 974 кг, и подвергся глубокой доработке. В частности, на солнечных батареях применили трехкаскадные фотопреобразователи вместо однокаскадных. Убрали отдельную антенну для передачи сигнала CDMA – ее совместили с основной антенной сигналов FDMA. В оптическом ретрорефлекторе применили уголковые отражатели с полным внутренним отражением.
Аппарат №12Л успешно прошел летные испытания и дал наконец «путевку в жизнь» рубидиевому БСЧ, в несколько раз более стабильному, чем цезиевый. С 15 февраля 2016 г. спутник начал работу по целевому назначению. Помимо навигационной аппаратуры, на нем успешно работает радиокомплекс КОСПАС/SARSAT, выполняются и другие задачи.
«Глонасс-К2» и ОКРовская серия
Экспериментальные КА «Глонасс-К2» №13Л и 14Л очень сильно отличались от предыдущей модели. С учетом возможности парного запуска и потребностей многоцелевой полезной нагрузки пришлось вдвое увеличить высоту корпуса (с 3 до 6 м) и удвоить площадь солнечных батарей с трехкаскадными фотопреобразователями. Мощность системы электропитания увеличилась с 1600 до 4370 Вт, из которых 2618 Вт выделялось на полезную нагрузку. Никель-водородные аккумуляторные батареи заменялись на литий-ионные. Проектная масса спутника достигла 1645 кг и вновь уперлась в предел грузоподъемности «Союза».
Набор сигналов для версии К2 в конечном итоге включал L3OC с новой структурой, L1SC, L1OC, L2SC и L2OC (только пилотный сигнал). Для их передачи на надирной панели аппарата скомпоновали две отдельные антенны с расстоянием между фазовыми центрами 960 мм, причем лазерный ретрорефлектор совместили с антенной CDMA. Планировалось также применить оптический канал межспутниковой связи.
Интерфейсные контрольные документы на новые сигналы были опубликованы в 2016 г. Кстати, именно они описывают 64 возможных кода сигнала и тем самым позволяют увеличить состав группировки с сигналами CDMA до 64 спутников. В варианте с частотным разделением по-прежнему можно будет использовать только 24 КА.
Планы запуска экспериментальных спутников «Глонасс-К2» в 2013 и 2014 гг., естественно, оказались сорваны, и не только из-за трехлетней задержки №12Л, но и по «внешним» причинам.
Во-первых, в декабре 2010 г. после 22 лет безупречной работы ракета «Протон» потерпела аварию из-за ошибки при расчете заправки разгонного блока ДМ-03. Кроме того, две партии успешно запущенных спутников с номерами от 24 до 29 не могли отработать расчетный срок из-за дефектной микросхемы в блоке, отвечающем за выбор одного из трех бортовых стандартов частоты. С выходом работающего устройства за границы допуска невозможно было переключиться на следующее и нужно было снимать с эксплуатации весь аппарат. Так оно и случилось – последний из шести закончил работу в августе 2014 г.
Безвременно погибшие спутники нужно было возместить, так что производственную программу продлили сначала до №49, а в июле 2012 г. – до №61 включительно. Понятно, что это загружало специалистов и влекло сдвижку сроков по перспективным аппаратам.
В июле 2013 г. еще один «Протон» погиб из-за неправильной установки на носителе датчиков системы управления. Авария с падением и взрывом в прямом телевизионном эфире негативно сказалась на репутации всей космической программы. После нее «Протоны» оставались в плане запусков по программе ГЛОНАСС, но лишь на случай экстренной необходимости, которой так и не возникло. Задачу восполнения выходящих из строя спутников переложили на «Союзы».
И как раз в 2013 г. в связи с растущей напряженностью в российско-американских отношениях наметились проблемы с поставками зарубежных электрорадиоизделий, а в 2014 г. США просто перестали выдавать разрешения на продажу в Россию компонентной базы класса military и space. А поскольку в «Глонассах» в среднем было 50% иностранной ЭКБ, и из них 85% американской, выполнение новой Федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 гг.», утвержденной постановлением Правительства РФ от 3 марта 2012 г. №189, оказалось под угрозой.
В проекте «Глонасс-К2» из-за санкционных ограничений предстояла глубокая переработка технической и технологической документации со сдвигом по срокам как минимум на год-два. К моменту, когда потребуется очередное обновление группировки, новые спутники не уже успевали.
Как следствие, в августе 2014 г. было решено завершить производство в Железногорске КА «Глонасс-М» последнего заказа, до №61 включительно, продолжить работу по созданию двух экспериментальных спутников «Глонасс-К» второго этапа и параллельно изготовить девять дополнительных спутников первого этапа с началом запусков в 2017 г. На такую партию удалось закупить доступную импортную элементную базу.
Что же касается серийных аппаратов второго этапа, то их предстояло полностью перепроектировать под отечественные электрорадиоизделия, а при необходимости организовать производство недостающих.
Таким образом, единый когда-то проект спутника третьего поколения в 2014 г. разделился на три самостоятельных разработки: серия «Глонасс-К» первого этапа, экспериментальный и импортозамещенный «Глонасс-К2». Устоявшихся обозначений у последних как не было, так и нет, и каждый старается во что горазд. К примеру, представитель Роскосмоса Иван Ревнивых в презентации от 7 ноября 2016 г. обозначил экспериментальный «Глонасс-К2» с полным набором навигационных сигналов как Enhanced Glonass K, а импортозамещенный – как Glonass K Evolution (K2).
Что же было дальше?
Изготовление последней партии КА «Глонасс-М» завершилось в июле 2015 г. в соответствии с планом. Они были оставлены в ИСС на ответственном хранении и последовательно запускались на замену исходя из технического состояния спутников на орбите. Всего сибирское предприятие произвело 51 спутник этого типа вместо 11 по первоначальным планам. 44 аппарата работали или работают на орбите, шесть были потеряны в двух авариях, а последний (№61) все еще находится на предприятии в ожидании решения о запуске.
Тестирование нового сигнала L3OC на одном спутнике «Глонасс-К» №12Л было невозможно, и соответствующей аппаратурой дооснастили семь последних «Глонассов-М», с №55 до №61. Но так как запускались они по мере выхода из строя работающих аппаратов, группировка из четырех спутников, излучающих сигнал L3OC, была создана лишь в мае 2019 г.
Новые спутники «Глонасс-К» для запуска в 2017-2019 гг. требовали поэтапной модернизации с заменой по сравнению с двумя опытными машинами части электронно-компонентной базы на вновь заказанную на предприятиях Минпромторга. Необходимо было изменить статус их изготовления с серийного производства на опытно-конструкторскую работу, а это требовало перераспределения средств ФЦП ГЛОНАСС 2012-2020.
В конце 2015 г. Роскосмос выдал АО ИСС государственный контракт на 62 млрд руб на ОКР «ГЛОНАСС-КК-В-Независимость» с целью создания двух экспериментальных КА «Глонасс-К2» и изготовления девяти аппаратов первого этапа с началом запусков в 2018 г. Первые сохранили номера 13Л и 14Л, вторые получили номера от 15Л до 23Л, а перспективным модернизированным («импортозамещенным») спутникам достались номера от 24Л и далее. Изменения в ФЦП были узаконены задним числом постановлением Правительства РФ от 19 июля 2016 г. № 693.
Сборка изделия №15Л, то есть первого аппарата «ОКРовской серии», началась в начале 2017 г. с расчетом на готовность осенью 2018 года. В реальности аппарат был собран к концу 2019 г., проходил испытания весной и летом 2020 г., в сентябре после закрытия Государственной комиссией всех оставшихся вопросов был отправлен на космодром Плесецк и 25 октября доставлен на орбиту.
Напомним основные достоинства запущенного спутника: негерметичное исполнение и соответственно низкая масса (около 990 кг), большее количество навигационных сигналов, более стабильный БСЧ и соответственно более высокая точность местоопределения, меньшая чувствительность к возмущениям при движении по орбите.
Интересно, что по крайней мере в одном источнике упоминалось о возможности тестирования дополнительного сигнала L2SC уже на первом аппарате «ОКРовской серии». Увы, других упоминаний об этом мы не нашли.
В 2014 году экспериментальный «Глонасс-К2» №13Л планировалось запустить в 4-м квартале 2016 г., а первый аппарат новой серии – в 4-м квартале 2018 г., всего же планировалось вывести на орбиту 30 таких спутников. Вскоре, однако, запуски №13Л и 14Л сдвинулись на 2017 и 2018 гг., а к концу 2017 г. «уплыли» еще вправо – на 2-й квартал и конец 2019 г.
Одной из причин задержки стало то, что в сентябре 2017 года на заседании Военно-промышленной комиссии РФ президент Владимир Путин поставил задачу повысить точность ГЛОНАСС до уровня американской GPS. Для выполнения этого поручения Роскосмос и ИСС разработали программу улучшения характеристик спутников «Глонасс-К2» – и по такому случаю стали классифицировать их как четвертое поколение отечественных навигационных КА.
В мае 2019 г. в составе Стратегии развития ГЛОНАСС до 2030 года Роскосмос представил новый график запусков для поддержания орбитальной группировки КА «Глонасс-М» и «Глонасс-К». На тот момент планировалось запустить экспериментальные аппараты этапа К2 в 4-м квартале 2019 и 1-м квартале 2020 г. Спутники серии «Глонасс-К» стояли в плане с 3-го квартала 2019 г. по 1-й квартал 2023 г.
Тестовый «Глонасс-К2» №13Л начали изготавливать примерно в одно время с №15Л, и сейчас он стоит в планах на 2021 год. Последняя отсрочка была связана с тем, что в ходе наземной экспериментальной отработки два прибора потребовали модернизации и были отправлены на доработку в кооперацию, а испытания соответствующих систем приостановили.
Помимо отработанных цезиевых и рубидиевых «часов», на №13Л должен быть испытан экспериментальный стандарт частоты на пассивном водородном мазере, а на изделии №14Л – его следующая версия. Стабильность этих «часов» – на уровне 5·10-15, на порядок лучше, чем у используемых в настоящее время. Если испытания пройдут успешно, пассивный водородный мазер станет штатным прибором на модернизированных КА этапа К2.
Модернизированный «Глонасс-К2»
Проработка проекта импортозамещенного аппарата «Глонасс-К2» показала, «лобовая» замена всех иностранных компонентов на отечественные аналоги невозможна и нецелесообразна. На научно-техническом совете в январе 2016 г. было принято решение перепроектировать бортовую аппаратуру с ориентацией на отечественную ЭКБ и новую схемотехнику. К сентябрю 2016 г. была открыта ОКР и по этой теме.
Опять же полный и одномоментный отказ от иностранных компонентов сочли нецелесообразным. Как следствие, и здесь появилось два этапа: «импортонезависимый» аппарат, в котором около 12% иностранных электрорадиоизделий гарантированной доступности, и полностью отечественное изделие. В качестве иллюстрации гарантированной доступности назовем производство твердотельных усилителей мощности, развернутое в России на СП «Синертек» по лицензии европейской Astrium DS. Что же касается импортозамещения, то программа создания отечественной ЭКБ согласована с разработчиками в системе Минпромторга и будет выполнена поэтапно в 2018-2023 гг.
Модернизированные спутники будут отличаться от №13Л и 14Л даже внешне. Разработчики ушли от формы «длинного чемодана» и приняли более кубическую компоновку, которая позволила уменьшить немоделируемые ускорения, перенести бак в центр масс КА и обеспечить постоянство взаимного положения центра масс и фазовых центров антенно-фидерной системы КА на протяжении всего срока активного существования. Кроме того, нашли возможность излучать весь ансамбль навигационных радиосигналов как с частотным, так и с кодовым разделением с помощью общей антенно-фидерной системы.
Дополнение к эскизному проекту по повышению точностных характеристик защитили летом 2018 года. Ключевой параметр – эквивалентная погрешность псевдодальности за счет космического сегмента – должен достичь 0.3 м против фактически достигнутой в 2014 г. на созвездии «Глонасс-М» величины 1.4 м.
По плану 2019 года первый этап начинается с запуска в 4-м квартале 2022 и 2023 г. двух спутников для летных испытаний №24Л и 25Л, на которых также пройдет испытания новый цезиевый стандарт частоты с оптической накачкой. Контракт на серийные аппараты должен быть заключен в 2021 году с запуском 11 изделий в 2024-2026 гг. Пять из них предполагается запустить «Союзами», а шесть – в трех пусках РН «Ангара-А5».
Второй этап модернизации отрабатывается на изделии №37Л в 4-м квартале 2026 г. и продолжается запусками 17 серийных спутников в 2029-2033 гг. Если эти планы будут выполнены, то уже к 2030 году вся группировка будет состоять из многофункциональных аппаратов «Глонасс-К2».
Геосинхронное дополнение
Наконец, стоит упомянуть о проекте «Глонасс-ВКК». Впервые это обозначение появилось летом 2015 г. в объявлении о НИР «Эллипс» по высокоорбитальному космическому комплексу и было конкретизировано в докладе «Стратегия Роскосмоса» в апреле 2017 г. Речь идет о шести спутниках на синхронных суточных орбитах наклонением 64.8° по типу китайских IGSO. Аппараты будут сгруппированы в две тройки, так чтобы общая трасса одной тройки пересекала экватор в точке 60°в.д., а второй – 120°в.д. Это позволит добавить к созвездию два спутника с большим углом места практически в любой точке России, улучшая точность местоопределения примерно на 25%.
Предполагается, что к созданию этих аппаратов ИСС приступит в 2021 году, первый спутник будет запущен в 2025 году, а вся шестерка будет развернута к концу 2027 года. Спутники массой около 1000 кг будут изготовлены на базе КА «Глонасс-К» и будут излучать только новые навигационные радиосигналы с кодовым разделением во всех трех частотных диапазонах.
Ну и для полноты стоит упомянуть, что в концепции ФЦП ГЛОНАСС на период с 2021 по 2030 год содержится предложение о создании узкоспециализированных КА массой порядка 500 кг, предназначенных только для передачи навигационных сигналов. Такие спутники можно было бы выводить по три на «Союзе» для быстрого обновления группировки. Эта идея пока находится на стадии системных исследований.
Автор: Liss
