Внешний вид космического аппарата типа AEHF

В Соединенных Штатах спутниковая связь является важнейшим элементом информационно-телекоммуника­ционной инфраструктуры министерства обороны и вооруженных сил, обеспечива­ющим надежное управление группиров­ками войск (сил) в глобальном масштабе. Американское военное ведомство уделяет значительное внимание совершенствова­нию средств спутниковой связи в целях повышения их пропускной способности, безопасности и защищенности.

Согласно принятой в США классифи­кации военная спутниковая связь подразделяется на три категории: защищенную, широкополосную и узкополосную.

Ресурсы всех военных систем спутнико­вой связи (ВССС) между пользователями распределяет комитет начальников штабов. Основу орбитальной группировки состав­ляют около 30 космических аппаратов (КА) на геостационарной орбите (высота около 36 тыс. км), зоны обслуживания которых охватывают земную поверхность в преде­лах ± 65° от подспутниковой точки. Для организации связи в северных широтах наряду с аппаратурой так называемого полярного дополнения, размещенной на военных КА на высоких эллиптических орбитах типа «Молния» (высота в апогее/перигее 40000/1000 км, период обращения 12 ч), используются ресурсы коммерческой системы IRIDIUM на базе низкоорби­тальных спутников. Радиолинии военной спутниковой связи функционируют в диапазонах EHF (44/20 ГГц), SHF (8/7 ГГц), Ка (30/20 ГГц) и UHF (225-400 МГц).

СИСТЕМЫ ЗАЩИЩЕННОЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Системы защищенной спутнико­вой связи (Protected Military Satellite Communication) обеспечивают засекре­ченной помехоустойчивой связью органы управления и боевые подразделения стра­тегических сил, а также оперативно-такти­ческие группировки сил общего назначе­ния на ТВД в любых условиях обстановки.

Связь организована в EHF-диапазоне с помощью находящейся в эксплуатации системы «Милстар», а также комплектов аппаратуры, установленных в качестве дополнительной полезной нагрузки на КА типов FLTSAT и UFO системы узко­полосной связи и на спутниках поляр­ного дополнения. Для замены системы «Милстар», функционирующей уже около 20 лет, создается военные системы спутниковой связи нового поколения AEHF, начало оперативного использования которой ожидается в 2015 году.

Защищенность линий и каналов связи этих систем от средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) противника имеет в настоя­щее время наивысший уровень среди всех зарубежных военных систем спутниковой связи. Это достигается с помощью псевдослучайной перестройки рабочей частоты в широком частотном диапазоне, узких управляемых лучей диаграммы направ­ленности (ДН) и ее адаптации к источнику радиопомех, криптографического закрытия гарантированной стойкости и использова­ния межспутниковых линий связи.

Система стратегической и тактиче­ской связи «Милстар» (MilSTAR – Military Strategic and Tactical Relay) разрабаты­валась в 1980-х годах для обеспечения надежной связью военно-политического руководства и ВС США в условиях веде­ния ядерной войны.

Эти требования реализованы в конструкции и характеристиках двух КА первого поколения «Милстар-1», запущенных в 1994 и 1995 годах. В дальнейшем руководство Пентагона пересмотрело программу в целях увели­чения возможностей по использованию системы оперативно-тактическим звеном управления, а также снижения расходов на ее разработку и эксплуатацию.

На борту ИСЗ типа «Милстар-1» для связи в EHF-диапазоне устанавливалась только 150-канальная аппаратура низко­скоростной связи LDR (Low Date Rate, до 2,4 кбит/с), а на спутниках второго поколения — дополнительно 32-канальная аппаратура среднескоростной связи MDR (Medium Data Rate, до 1,5 Мбит/с). Ком­плект связного оборудования UHF-диапазона обеспечивает сопряжение с системой спутниковой связи ВВС США «Афсатком» (AFSATCOM — Air Force SATellite COMmunication system).

В итоге были созданы четыре менее дорогих и более совершенных КА второ­го поколения типа «Милстар-2». Запуск первого из них в 1999 году был неудачным из-за отказа ракеты-носителя. Второй и последующие аппараты были успешно выведены на расчетные орбиты в 2001, 2002 и 2003 годах.

Спутники этой серии являются первы­ми военными телекоммуникационными КА, оснащенными бортовой аппаратурой обработки сигналов и оборудованием межспутниковой связи.

Антенная система КА серии «Милстар» состоит из параболических антенн и решеток, формирующих раз­личные зоны обслуживания, в том числе узкие диаметром менее 1000 км с обнулением ДН в направлении источника помех, а также из рупор­ных (для диапазона EHF) и спиральных (UHF) антенн земного охвата.

Полярное дополнение этой системы представлено комплектами аппаратуры IPS (Interim Polar System), предназначенными для обе­спечения информационного обмена в EHF-диапазоне с абонентами в Арктическом регионе, прежде всего с эки­пажами подводных лодок и самолетов стра­тегической авиации. Данная аппаратура размещается на борту двух американских военных КА, функционирующих на орби­тах типа «Молния».

Система защищенной спутниковой связи нового поколения AEHF (Advanced Extremely High Frequency) на базе шести КА данного типа должна значительно превосходить по своим оперативно-техни­ческим возможностям «Милстар».

Три первых аппарата были запущены в 2010, 2012 и 2013 годах с отставанием на несколько лет от запланироваванных сроков. В входе вывода на орбиту КА AEHF-1 произошел отказ апогейной дви­гательной установки, однако его все-таки удалось разместить в заданной позиции с помощью вспомогательных двигателей, на что потребовалось более года. Первый и второй ИСЗ в настоящее время находятся в опытной эксплуатации, а третий проходит орбитальные испытания.

Спутник типа AEHF создан корпорацией «Локхид-Мартин» на основе платформы A2100. Масса КА на старте около 6 т. Связное оборудование спутника состоит из аппаратуры LDR и MDR, аналогичной установленной на КА «Милстар», и аппа­ратуры высокоскоростной передачи дан­ных XDR (extreme Data Rate, до 8 Мбит/с), которая разработана в интересах абонентов оперативно-тактического звена. Согласно заявлению разработчиков, возможности одного такого аппарата (по пропускной способности и производительности) по­зволят обеспечить бесперебойной связью до 6 тыс. абонентов.

Антенная система КА AEHF формирует в пределах зоны земного охвата райо­ны диаметром до 2000 км с различным уровнем сигнала для разных категорий пользователей, в том числе районы диа­метром около 600 км с высоким уровнем помехозащищенности (обнулением ДН в направлении помех) для абонентов, находящихся в непосредственной близости от средств РЭБ противника.

Комплекты аппаратуры полярного дополнения системы AEHF создаются в рамках программы EPS (Enhanced Polar System) для замены находящихся в эксплуатации комплектов аппаратуры IPS системы «Милстар». Запуски на орбиты типа «Молния» двух комплектов на борту американских военных КА намечены на 2015 и 2017 годы, а начало оперативного использования ожидается не ранее 2018-го.

Терминал связи типа SMART-T СВ США

Аппаратура межспутни­ковой связи КА «Милстар» и AEHF работает в диапа­зоне 60 ГГц. Она позволяет формировать в глобальном масштабе телекоммуника­ционные сети и управлять функционированием спутников на орбите непосредственно с территории континентальной части США.

Защищенность линий и каналов связи в обеих системах реализуется с помо­щью криптографической аппаратуры TRANSEC и COMSEC, которая входит в состав оборудования спутников, терминалов абонентов и наземных станций управления.

Терминалы абонентов защищенной спут­никовой связи каждый вид вооруженных сил США заказывает и финансирует по собственным программам, ориентируясь при этом в первую очередь на свои специ­фические оперативные потребности. Для большинства терминалов скорости переда­чи данных являются стандартными, а диа­метр антенн находится в пределах от 13 см (подводные лодки) до 3 м (стационарные и транспортабельные станции).

В сухопутных войсках по-прежнему будут использоваться транспортабельные терминалы типа SMART-T, размещае­мые на базе многоцелевого автомобиля «Хамви». Они были созданы для работы в системе «Милстар» и после интеграции в них высокоскоростного оборудования XDR обеспечивают в полном объеме связь в системе AEHF.

В военно-воздушных силах в перспекти­ве планируется использовать терминалы семейства FAB-T (Family of Advanced Beyond-line-of-sight Terminals). Ими будут оснащаться воздушные командные пун­кты, самолеты стратегической авиации и основные типы беспилотных летательных аппаратов (БЛА), а также ряд объектов наземной инфраструктуры.

Для военно-морских сил создаются несколько вариантов многодиапазонных терминалов типа NMT (Navy Multiband Terminal), размещаемых на подводных лодках, надводных кораблях и береговых объектах (всего около 300 комплектов).

Кроме того, порядка 40 терминалов NMT планируется поставить государствам-партнерам (Великобритании, Канаде и Ни­дерландам).

СИСТЕМЫ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Системы широкополосной спутни­ковой связи (Wideband Military Satellite Communication) обеспечивают передачу основного объема трафика, проходящего по спутниковым линиям, для систем связи, АСУ и компьютерных сетей министерства обороны и вооруженных сил США.

В настоящее время широкополосная спутниковая связь представлена находя­щейся в эксплуатации системой DSCS и развертываемой для ее замены системой нового поколения WGS, а также системой глобального спутникового вещания GBS. Связь организована в SHF- и Ка-диапа­зонах. Общее руководство и управление ресурсами этих систем осуществляют министерство армии и управление инфор­мационных систем Пентагона (DISA).

Спутниковая система стратегической связи МО США DSCS (Defense Satellite Communication System) предназначена для обеспечения непрерывной связи высшего американского руководства, объединенных и специальных командований с соединениями и частями в различных районах мира, а также для связи госдепартамента с американскими диппредставительствами за рубежом.

Внешний вид КА типа DSCSIII

В составе космического элемента исполь­зуются пять-семь КА третьего поколения типа DSCS III, выведенных на геостацио­нарную орбиту в 1992-2003 годах. Спутни­ки оснащены основной аппаратурой связи SHF-диапазона (пропускная способность 100 Мбит/с для первых экземпляров и более 200 Мбит/с для последующих) и дополнительной UHF-диапазона. В соот­ветствии с оперативной необходимостью и требуемыми зонами охвата связь может быть организована в двух полуглобальных, региональном или узких лучах. Антенная система SHF-диапазона включает в свой состав многолучевые (с управляемой ДН), параболические (диаметр около 1 м) и рупорные антенны.

Наземные станции связи системы DSCS, создававшиеся в 1970-1980-х годах, пред­ставлены в настоящее время модернизи­рованными стационарными и транспор­табельными терминалами различного типа, имеющими относительно большие массогабаритные характеристики, что затрудняет их быструю пе­реброску и развертывание в районах оперативного пред­назначения. По этой причине для обеспечения связи на ТВД широкое распростра­нение получают компактные и универсальные многодиа­пазонные (SHF, Ku, Ка) тер­миналы спутниковой связи более поздней разработки.

Система широкополосной спутниковой связи нового поколения WGS (Wideband Global Satcom) создается для повышения эффективности и надежности управления в глобальном масштабе оперативно-такти­ческими группировками ВС США и их союзников в вооруженных конфликтах различной интенсивности. Новой важной задачей, возлагаемой на WGS, является предоставление высокоскоростных кана­лов связи для управления БЛА и ретранс­ляции получаемых ими разведывательных данных на наземные центры.

Связь организована в Ка- и SHF-диапазонах с поддержкой всех видов телекоммуникационного обмена, видеоконференцсвязи и передачи мультимедийных приложений. В составе системы предусматривается иметь до десяти геостационарных спут­ников и наземные шлюзовые станции, размещенные в США, Германии, Японии и Австралии. В финансировании про­граммы WGS принимают участие также страны-партнеры (Австралия, Канада, Дания, Нидерланды, Люксембург и Но­вая Зеландия), которым будут выделены соответствующие ресурсы создаваемой системы.

В ходе первого этапа развертывания кос­мического элемента (2007-2009) осуществлен вывод на орбиту трех КА модифика­ции Block 1. В процессе их эксплуатации были подтверждены высокие характеристики бортовой ап­паратуры, в том числе надежность, помехозащищенность и гибкость использования. На втором этапе с 2012 года начаты запуски спутников модификации Block 2, осна­щенных усовершенствован­ной бортовой аппаратурой.

Внешний вид КА типа WGS

КА типа WGS разработан корпорацией «Боинг» на основе платформы В 702НР. Антенная система форми­рует 19 управляемых лучей ДН и включает в свой состав параболические антенны Ка-диапазона, создающие на земной поверхности зоны обслуживания диаметром от 500 до 1500 км, и фазиро­ванные антенные решетки SHF-диапазона, формирую­щие изменяемые зоны диа­метром 700 — 2800 км.

В настоящее время в ВС США имеется более 4 тыс. терминалов, поддерживаю­щих широкополосную связь в Ка-диапазоне. В средне­срочной перспективе пла­нируется развернуть более 6 тыс. терминалов, в том числе стационарные станции с диаметром антенны около 12 м.

Спутниковая система глобального вещания GBS (Global Broadcasting System) предназначена для обеспечения высоко­скоростной односторонней трансляции данных в целях оперативного доведения разнородной информации до органов управления оперативно-тактического звена и отдельных абонентов.

Система включает в себя вещательный, трансляционный (космический) и при­емный сегменты. Вещательный сегмент представлен четырьмя основными пере­дающими центрами, размещенными на континентальной части США, Гавайских о-вах и о. Сицилия (Италия), а также ре­гиональными центрами на ТВД.

Трансляционный сегмент осуществляет вещание на заданные районы, в которых находятся группировки американских войск (сил). В настоящее время в системе используются ретрансляторы Ка-диапазона на военных КА типов UFO и WGS, а так­же арендованные Ка- и Ки-ретрансляторы коммерческих спутников связи. Приемный сегмент включает в себя стационарные и транспортабельные абонентские термина­лы, подключенные к системам обработки, анализа и распределения получаемой информации.

СИСТЕМЫ УЗКОПОЛОСНОЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Внешний вид КА типа UFO

Системы узкополосной спутнико­вой связи (Narrowband Military Satellite Communication) используются в опера­тивно-тактическом звене всех видов воо­руженных сил. Они обслуживают органы управления и отдельные подразделения на ТВД, а также экипажи кораблей и са­молетов.

По сравнению с другими американскими ВССС эти системы имеют более низкую пропускную способность и слабую защи­щенность от средств РЭБ, поскольку связь организована в UHF-диапазоне. Вместе с тем данный частотный диапазон широко используется в ВС США, так как позволяет обеспечивать связь в неблагоприятных условиях (горная местность, городская застройка) с помощью малогабаритных переносных терминалов.

Узкополосная спутниковая связь пред­ставлена находящейся в эксплуатации с 1980-х годов системой на базе КА типов FLTSAT и UFO и создаваемой для ее за­мены системой нового поколения MUOS. Кроме того, в резерве находится система AFSATCOM, развернутая в интересах ВВС США в 1970-х годах.

В составе космического элемента про­должают функционировать два КА типа FLTSAT (запущены в 1986 и 1989 годах), оснащенные 22-канальной аппаратурой, и пять-семь КА типа UFO (1993-2003) с 39-канальной аппаратурой UHF-диапа-зона. На спутниках установлены также дополнительные ретрансляторы EHF- и SHF-диапазонов, используемые в системах защищенной связи и глобального вещания.

Внешний вид космического аппарата типа MUOS

Система узкополосной спутниковой связи нового поколения MUOS (Mobile User Objective System) создается в целях повышения пропускной способности и защищенности спутниковых UHF-линий связи и обеспечения связи в движении. При ее разработке использованы современные технологии построения сетей мобильной сотовой связи третьего поколения.

Космический элемент при полном раз­вертывании системы должен включать в свой состав пять КА типа MUOS на геоста­ционарной орбите, размещенных в зонах Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Запуск первых двух аппаратов был осуществлен в 2012 и 2013 годах, а остальные планируется вывести на орбиту в 2014-2016-м.

В наземном элементе используются четыре шлюзовые станции (на континентальной части США, Гавайских о-вах, в Италии и Австралии), соединенные волоконно-оптическими линиями связи. Система организована таким образом, что в зоне радиовидимости каждой шлюзовой станции будут находиться два КА, а в зоне обслуживания каждого спутника – две шлюзовые станции.

В системе MUOS применяется аппара­тура UHF-диапазона для передачи инфор­мации между терминалами пользователей и спутником и Ка-диапазона — между аппаратом и наземными шлюзовыми станциями. Пропускная способность всей системы составит около 40 Мбит/с, что на порядок превышает возможности системы предыдущего поколения.

Спутник типа MUOS создан на основе платформы А2100М корпорации «Лок-хид-Мартин». Расчетный срок функционирования – 14 лет.

Бортовая аппаратура связи UHF-диапазона состоит из нового широкополосного оборудования WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) и старого комплекта, аналогичного установленному на КА типов FLTSAT и UFO. Работу «но­вой» аппаратуры обеспечивает приемопередающая антенная система с рефлектором диаметром около 16 м, формирующая несколько отдельных лучей, которые покрывают зону земного охвата КА.

Зоны обслуживания многолучевых антенн космических аппаратов типа MUOS

В сухопутных войсках в качестве основного сред­ства спутниковой связи в UHF-диапазоне предпола­гается использовать унифи­цированные многофункцио­нальные программируемые радиостанции типа JTRS (Joint Tactical Radio Systems), адаптированные для работы с сигналами MUOS. Всего планируется иметь более 200 тыс. комплектов радио­станций этого типа.

Для сопряжения космиче­ских и наземных элементов всех систем связи министер­ства обороны США созданы узлы связи «Телепорт», осна­щенные станциями связи во­енных (EHF, SHF, Ka, UHF) и коммерческих (С, Ки, Ка) диапазонов. Они обеспечива­ют коммутацию и маршрути­зацию каналов и линий связи между различными системами, а также доступ к информационным ресурсам системы передачи данных DISN и другим ведомственным сетям.

Таким образом, американские подхо­ды к обеспечению спутниковой связью вооруженных сил основаны на достижении информационного превосход­ства в повседневных условиях и при ведении военных действий различного масштаба в любой обстановке. Фор­мируемая в настоящее время архитек­тура ВССС позволит Пентагону перей­ти на новый, более качественный уро­вень связных услуг, определяемый вы­сокими оперативно-техническими ха­рактеристиками систем AEHF, WGS и MUOS. В среднесрочной перспективе эти системы должны быть интегри­рованы в единую структуру, обеспечи­вающую подключение локальных сетей и отдельных абонентов на ТВД к сетям и системам связи на территории США.

(Материал подготовлен для портала «Современная армия» © http://www.modernarmy.ru  по статье полковника Р.Свитова, «ЗВО». При копировании статьи, пожалуйста, не забудьте поставить ссылку на страницу-первоисточник портала «Современная армия»).

Факт

К 2020 году в США планируют разработать робота, который будет сопровождать военнослужащего подобно служебной собаке. Предполагается, что управление роботом будет осуществляться голосом и/или жестами. При этом в память аппаратуры должны быть заложены физиологические особен­ности человека, управляющего роботом, чтобы исключить перехват управления…

Источник: www.modernarmy.ru