Эмблема международной космической системы КОСПАС-SARSAT.

Система КОСПАС (Космическая система поиска аварийных судов) разрабатывалась для обнаружения судов и самолетов, терпящих бедствие в любой точке земного шара. Сигнал от аварийного радиобуя поступает в систему, которая с заданной точностью определяет координаты места бедствия судна. Цель системы КОСПАС — существенно (до 10 раз), по сравнению с традиционными методами, сократить время проведения поисковых операций.

Быстрое определение координат места бедствия повышает шансы на выживание потерпевших бедствие, значительно сокращает расходы на поисковые работы, а также снижает риск аварий для экипажей самих поисковых судов и самолетов. Для России, обладающей обширными малонаселенными территориями суши и большими площадями акваторий, создание эффективной системы поиска и спасания имеет огромное социальное и хозяйственное значение.

Система КОСПАС, получившая в официальных документах название «Надежда», создавалась как самостоятельная система одновременно с аналогичной американо-канадо-французской системой SARSAT (Search And Rescue Satellite-Aided Tracking). В то же время обе системы разрабатывались как взаимодействующие по единым согласованным требованиям, что позволило обеспечить их полную техническую совместимость и в конечном счете создать единую глобальную международную систему КОСПАС-SARSAT.

Работы по проекту начались на основании Межправительственного соглашения между СССР и США, подписанного В Москве 24 мая 1977. 3атем к этой программе присоединились Франция и Канада. Летные испытания системы КОСПАС начались 30 июня 1982 года с запуска отечественного спутника КОСПАС-1 (КОСМОС-1383). Уже 10 сентября 1982 года с его помощью был спасен экипаж канадского самолета. В 1984 году система КОСПАС была принята в опытную, а в 1987-м в штатную эксплуатацию в СССР. За эту работу группа сотрудников Института была отмечена правительственными наградами.

КА КОСПАС («Надежда»). (1982 г.)

Бортовой радиокомплекс КОСПАС первого поколения. (1981 г.)

В июле 1988 года было подписано новое, действующее и поныне, Межправительственное соглашение о сотрудничестве СССР, США, Канады и Франции и использовании системы КОСПАС-SARSAT в качестве международной в интересах всего мирового сообщества.

Международные морская и авиационная организации (ИМО и ИКАО) приняли решение об обязательном использовании всеми судами с 1995 года и самолетами с 2005-го системы КОСПАС-SARSAT.

Основная кооперация участников разработки, внедрения и эксплуатации системы КОСПАС в целом возглавляется Институтом, им же создавалась бортовая и наземная радиоаппаратура системы. Ракетно-космический комплекс разрабатывался в ПО «Полет», г. Омск. Оператор системы — ГП «Морсвязьспутник». Такая же кооперация действует и в настоящее время.

Контрольная станция системы КОСПАС-SARSAT на территории института. (Второе поколение, 1990 г.)

В системе КОСПАС-SARSAT используются несколько спутников, расположенных на круговых околополярных орбитах высотой 800-1000 км и оснащенных радиоаппаратурой для обнаружения сигналов бедствия, передаваемых АРБ, и ретрансляции их на наземные станции приема и обработки информации (СПОИ). В соответствии с Межправительственным соглашением как минимум два из нескольких спутников, находящихся на орбите, должны быть российскими.

На СПОИ определяются с использованием эффекта доплера координаты места бедствия, которые передаются в национальные Центры системы (в России — в международный координационно-вычислительный центр (МКВЦ) и затем — в соответствующие поисково-спасательные службы).

Аппаратура российских СПОИ в Москве, Архангельске, Находке, Новосибирске также создавалась в Институте, включая контрольную станцию.

Поскольку покрытие системы с низкоорбитальными спутниками КОСПАС-SARSAT не непрерывно, то в 1998 году ретрансляторы сигналов АРБ были установлены на трех геостационарных ИСЗ, что сократило время обнаружения аварийных сигналов до 5 минут на всей планете для широты 75°.

Различные типы аварийных радиобуев (АРБ) системы КОСПАС-SARSAT.

Перспективный КА «Стерх» (масса 160 кг) для системы КОСПАС.

С 2000 года в России, США и Европе ведутся работы по размещению ретрансляторов сигналов АРБ на спутниках глобальных навигационных систем ГЛОНАСС, GPS и «Galileo». В этом случае система КОСПАС-SARSAT получит возможность принимать аварийные сигналы с задержкой не более 5 минут и с повышенной точностью определения координат.

За 23 года эксплуатации, благодаря системе КОСПАС-SARSAT, спасено более 18500 человек — граждан всего мира, из них более 900 граждан России и СНГ, что свидетельствует о ее социальной и экономической эффективности. В настоящее время в системе участвуют 35 стран.

Российская часть международной системы — КОСПАС — в течение 23 лет обеспечивает выполнение международных обязательств по поддержанию космического и наземного сегментов. В ближайшие годы планируется запуск специализированного спутника нового поколения для системы КОСПАС, относящегося к категории малых КА, получившего название «Стерх». Проводится модернизация СПОИ и МКВЦ.

При создании системы КОСПАС были использованы многие новые технические решения и технологии, обеспечившие мировой уровень разработки. Создано большое количество типов АРБ.

Система КОСПАС-SARSAT по своей целевой направленности, методам создания и эксплуатации является ярким примером международного сотрудничества в космосе и проверенной моделью организации такого сотрудничества, пригодной для решения других задач, например предупреждения о стихийных бедствиях, антропогенных катастрофах и т.п.

За разработку системы КОСПАС в 2002 году несколько сотрудников Института были удостоены премии Правительства Российской Федерации.

В начале 1993 года в США состоялось совещание специалистов компании «Боинг» с ОАО РКК «Энергия» по нескольким направлениям сотрудничества, включая международную космическую станцию «Альфа» (МКС).

Плавучая платформа «Морского старта».

По инициативе ОАО РКК «Энергия» был поставлен на обсуждение и вопрос о возможности создания плавучего комплекса «Морской старт» как международного коммерческого проекта. Предложение получило поддержку.

Для разработки данного проекта имелись достаточно обоснованные предпосылки:

обеспечение старта ракеты-носителя с морской плавучей платформы, расположенной в районе экватора, позволяло на 20 % увеличить массу выводимой полезной нагрузки;

существенно упрощались вопросы с полями падения ступеней ракеты, а также таможенные проблемы;

технология автоматизированного так называемого «безлюдного старта», разработанная в Советском Союзе для запуска ракеты «Зенит», позволила оптимальным образом обеспечивать все стартовые операции; технология создания транспортабельных морских платформ достаточной грузоподъемности, освоенная в Норвегии, давала возможность обеспечить практическую реализацию данного проекта.

В апреле 1995 года состоялось заседание Совета главных конструкторов по рассмотрению концептуального проекта ракетного сегмента комплекса морского базирования.

Решением Совета Институту было поручено создать радиотехнический комплекс для сборочно-командного судна (СКС) и стартовой платформы, а также подготовить Соглашение о совместном предприятии и предварительный бизнес-план. В результате согласования в конце концов была создана международная компания ОАО «Морской старт» («Sea Launch»). В состав учредителей вошли «Боинг» (США) — полезные нагрузки, ОАО РКК «Энергия» (Россия) — ракетно — космический сегмент, КБ «Южное» (Украина) — ракета-носитель и «Кварнер» (Норвегия) — морской сегмент.

Это был первый большой коммерческий международный проект, в котором с самого начала были определены размер финансирования, объем и сроки порученных работ.

Институт переживал в эти годы далеко не лучший период: больших заказов не было, состав разработчиков неуклонно сокращался. В этих условиях выполнить полностью новую разработку не представлялось возможным и поэтому было принято решение максимально использовать ранее разработанное изготовленное оборудование.

Удалось использовать корабельный измерительный комплекс «Протон», антенную систему «Ромашка» и комплект контрольно-проверочной аппаратуры для бортовой системы «Квант-ВД».

После существенной модернизации и необходимых доработок указанные системы были поставлены на сборочно-командное судно и введены в эксплуатацию.

Заново разрабатывалась «Система радиоконтроля, управления и связи» (СРКУС), а также станция приема телеметрической информации разгонного блока. СРУКС предназначалась для организации широкополосного канала связи и управления между стартовой платформой и сборочно-командным судном.

При разработке СРКУС впервые в Институте была создана система телеметрического контроля, связи и управления системами подготовки и осуществления пуска со стартовой морской платформы в режиме «безлюдного старта».

Первый запуск с «Морского старта» был произведен 28 марта 1999 года, и уже к началу 2006 года было выполнено 17 успешных запусков.

Хорошо отработанная и весьма экономичная технология запуска с морской платформы и выполненная под эту задачу модернизация ракеты-носителя послужили основанием для рассмотрения возможности переноса этой технологии для реализации на космодроме Байконур (проект «Наземный старт»).

Бортовой радиокомплекс для систем дальнего космоса. (1988 г.)

Радиокомплекс аэрозонда для полета в атмосфере Венеры. (1984 г.)

Как уже было отмечено, первым космическим радиопередатчиком, разработанным в Институте, был передатчик первого в мире ИСЗ. Для последующих, более сложных космических аппаратов, требовалась установка не только передающих, но и приемных устройств. Такая приемопередающая система решала задачи, ставшие «классическими» для командно-измерительных комплексов.

Первый бортовой приемопередатчик был создан в 1959 году для автоматической лунной станции «Луна-3», предназначенный для фотографирования обратной стороны Луны. Он работал в диапазоне частот 102-183,6 МГц, для которых в те годы имелась элементная база — первые высокочастотные транзисторы и стержневые радиолампы.

Следующей задачей было обеспечение посадки на Луну. Необходимо было создать легкий и экономичный приемопередатчик, выдерживающий большие механические перегрузки и большой температурный диапазон. Весь бортовой радиокомплекс, включая программно-временное и командное устройство, весил около 8 кг. Он работал в том же метровом диапазоне. В 1966 году на Землю была передана первая панорама с поверхности Луны. Впоследствии на основе этого радиокомплекса была создана аппаратура для луноходов.

Новые задачи возникли при обеспечении полетов к Марсу и Венере. Необходимо было увеличить точность траекторных измерений и скорость передачи информации, что требовало перехода в дециметровый и сантиметровый диапазоны волн. Перед этим в 1963 году произошло объединение Института с СКБ-567, что привело к расширению коллектива разработчиков приемопередающей аппаратуры и стало основой для создания специализированного подразделения в Институте.

За короткое время был освоен дециметровый диапазон волн (770-930 МГц), ставший на многие годы основным в отечественных системах дальней космической связи. В 1963 году был создан работающий в когерентном режиме приемопередатчик этого диапазона. Совместно с наземным комплексом управления он обеспечивал точность траекторных измерений по дальности 100 м и по скорости 1 см/с на расстояниях до 400 млн. км.

Впоследствии, в 1970 году, в состав радиокомплекса был включен когерентный передатчик сантиметрового диапазона волн, а в 1975 году — сантиметровый приемник. Для измерения дальности впервые в дальнем космосе была использована псевдошумовая фазовая модуляция. Точность измерения дальности была повышена до 10-15 м. Бортовой радиокомплекс такого состава использовался в дальнем космосе до 1988 года.

Радиосистема для пилотируемых кораблей.

Радиопередатчик КА «Горизонт». (1978г.)

Радиокомплекс КА «Стерх». (2005 г.)

В 80-е годы велись интенсивные исследования планеты Венера. Для передачи панорамы с ее поверхности было необходимо создать радиолинию Венера — Земля с информативностью несколько кбит/с. Задача решилась только с помощью ретранслятора сигналов, впервые установленного на спутнике Венеры.

На спускаемом аппарате был установлен передатчик мощностью 30 Вт, работающий в условиях больших механических (до 400 g) и тепловых (до 60°С) перегрузок. Для исследования атмосферы Венеры в рамках программы «Вега» (1984 год) с помощью аэростатного зонда был создан легкий малогабаритный радиокомплекс, содержащий передатчик мощностью 5 Вт на частоте 1610 МГц и высокостабильный генератор.

Другое направление в бортовой приемопередающей аппаратуре возникло в 1965 году в процессе создания многофункциональной широкополосной радиолинии для пилотируемых КА «Восток» и «Союз», а затем — корабля «Буран» и станции «Мир».

Кардинальным решением по увеличению продолжительности сеансов связи со станцией «Мир» было создание при активном участии Института спутника-ретранслятора «Луч». С того времени ретрансляторы стали самым обширным классом приемопередающих устройств.

Значительной вехой в истории предприятия стал ретранслятор КА «Горизонт». Для качественного спутникового телевизионного вещания необходимо было создать приемопередающие стволы с очень малой неравномерностью амплитудной и высокой линейностью фазовой характеристик. Первый КА «Горизонт» функционировал более 10 лет. КА этого типа работают до настоящего времени.

В дальнейшем были созданы и продолжают создаваться ретрансляторы для других систем связи (например, «Экспресс») на базе космических платформ, разработанных ФГУП «НПО ПМ им. Н. М. Решетнева».

Радиоаппаратура КА ГЛОНАСС.

Важным этапом было освоение бортовых цифровых приемников. Первый в стране (а может быть, и в мире) такой приемник был создан в Институте для бортового радиокомплекса системы КОСПАС («Надежда»). В дальнейшем разработка цифровых приемников потребовалась для спутниковых навигационных систем и других новых радиокомплексов.

Значительно участие Института в создании бортового и радиотехнического оборудования для двух поколений систем спутниковой навигации: низкоорбитальной («Цикада») и среднеорбитальной — ГЛОНАСС.

Большой сегмент системы ГЛОНАСС представляет аппаратура потребителей. Она включает аппаратуру для спутников, разгонных блоков и наземных транспортных средств. Эта аппаратура выполняется на основе цифровых навигационных приемников, созданных в Институте.

Отдельное направление в Институте представляют устройства для передачи информации со скоростью несколько сотен Мбит/с, необходимые для систем ДЗЗ «Ресурс-О», «Океан-О» (1980-1996 годы), «Метеор-3М» (2002 год), «Монитор» (2005 год), «Стерх» и др.

далее