В 2020 году компания «Мостком», резидент «Сколково» со штаб-квартирой в Рязани, завершила этап разработки рабочей конструкторской документации и отработки составных частей аппаратуры для двух типов терминалов оптической космической связи.
Фото: Reuters
Фото: Reuters
Один из терминалов предназначен для построения каналов связи между спутниками на низкой орбите с дальностью связи более 4,5 тыс. км и скоростью передачи не менее 10 Гбит/с, второй ориентирован на связь между космическими аппаратами на низкой и геостационарной орбитах с длиной пролета более 45 тыс. км и скоростью передачи более 1,25 Гбит/с — это уникальные параметры, благодаря которым терминалы не имеют аналогов ни в России, ни в мире.
Интерес к технологии межспутниковой связи возрос в связи с активной деятельностью по созданию низкоорбитальных космических группировок для обеспечения глобального доступа к информационным ресурсам и связи. Сейчас безусловный лидер в этом направлении — компания SpaceX (США), отправившая в космос более 800 аппаратов, но межспутниковой связи у них пока нет, хотя в проекте сети заложены оптические каналы. Другая разработка американских ученых — спутниковая система Iridium Next — обеспечивает связь между аппаратами в радиодиапазоне со скоростью 65 Мбит/с. В этом направлении двигаются и другие страны, достаточно упомянуть проекты OneWeb (Великобритания) и «Созвездие Тяньци» (Китай). Создание подобной системы в России анонсировал президент Владимир Путин в июне 2018 года. Проект, получивший название «Сфера», предполагает запуск более 200 космических аппаратов, которые будут решать задачи различного масштаба.
Низкая орбита расположена на высоте от 200 до 1500 км над поверхностью Земли, что обеспечивает значительно большие скорости доставки данных по сравнению с геостационарной орбитой, высота которой около 36 тыс. км. Кроме того, межконтинентальная связь через космос, по некоторым оценкам, дает меньшую задержку по сравнению с наземными оптоволоконными линиями связи, представляющими эталон в отношении скорости обмена данными. Для реализации этих преимуществ необходима космическая сеть. Допускается ее построение в радиодиапазоне, но, как отмечают сотрудники компании «Мостком», такое решение несет в себе риски по ограничению скорости передачи, электромагнитной совместимости между космическими аппаратами, а также нерациональному расходу мощности передатчиков.
Альтернатива — оптический диапазон, который в силу более короткой волны избавлен от большинства проблем радио, но имеет ряд своих подводных камней. Прежде всего это проблема наведения узких пучков излучения на удаленный приемник и поддержание направления связи в процессе движения абонента. Инженерам компании «Мостком» удалось решить эти вопросы благодаря разработке уникальных по своим характеристикам оптической системы, приводов и алгоритмического обеспечения. Подобные решения разрабатываются еще несколькими компаниями, в том числе Mynaric (Германия), SpaceMicro (США), LeoBit (Китай), Sony (Япония), Transcelestial (Сингапур). Работающий образец, испытанный в космической среде, есть только у компании Теsat-Spacecom (Германия), но за счет своей высокой стоимости и массы он пока недоступен для широкого круга конечных пользователей. Задача, которую решают разработчики «Мостком», состоит в получении лучших характеристик при существенно более низкой стоимости конечного продукта по сравнению с зарубежными аналогами. Одновременно с этим решения «Мосткома» обеспечивают передачу квантовых ключей шифрования, что позволит будущим космическим группировкам выйти на качественно новый уровень защиты информации.
По словам руководства компании, в этом году должны быть изготовлены образцы космических терминалов и пройден этап наземной экспериментальной отработки. Далее предстоят летные испытания, в связи с чем возникает проблема выбора борта. Один из рабочих вариантов — проведение космического эксперимента в сотрудничестве с компанией «Спутникс», которая разрабатывает малые космические аппараты по полному циклу (с системами ориентации, стабилизации, навигации и т. д.) и, как и «Мостком», находится в экосистеме «Сколково». В соответствии с другими сценариями летные испытания планируется провести на Международной космической станции.
В компании уверены в успехе: «Мостком» работает в области беспроводной оптической связи уже 20 лет, двигаясь сообразно американской модели развитияот классического стартапа с коммерческими продуктами к сложным космическим системам. Основной рынок сбыта для коммерческой продукции компании — зарубежные страны (экспорт составляет в среднем больше 70%, в отдельные годы — больше 90%). У компании огромный опыт решения практических и теоретических задач, 15 патентов и множество научных публикаций.