Наука, техника, изобретения

Техника

наука

Космонавтика

оглавление

ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ КОСМОНАВТИКИ В РОССИИ

КАЧЕСТВЕННЫЙ СКАЧОК В РАЗВИТИИ ОРБИТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ

Учитывая перспективы развития и совершенствования науки и технологий, прогнозируемые потребности государственных и коммерческих структур в использовании космоса,можно сделать вывод, что характерной чертой космической деятельности в XXI в. будет не только стремление к достижению новых количественных и качественных рубежей в развитии космических систем, но и создание новых высокотехнологичных космических средств и систем различного целевого назначения, затрагивающих и кардинально меняющих многие сферы человеческой деятельности.

Перспективы применения орбитальных средств в XXI в.

Основные этапы развития орбитальных средств

Среди перспективных направлений развития космических средств (КС) на период до 2025 г. можно выделить в первую очередь разработки, напрямую связанные с построением глобальных адаптивных космических сетей различного назначения (связи и передачи данных, навигации и т.д.), малые, микро- и наноспутники, нейросетевые технологии, системы управления на основе технологии искусственного интеллекта, специализированных миниатюрных чипов и программных средств для обработки больших объемов информации, высокоточных микромеханических систем, высокоэффективных источников энергии и т.п.

На период 2025...2050 гг. технологические достижения и созданная научно-техническая база позволят на качественно новой основе применять воздушно-космические аппараты самого разного назначения, орбитальные энергосистемы, снабжающие по различным каналам как космические, так и наземные объекты, космические лаборатории и заводы. Дальнейшее развитие получат межпланетные исследования, которые логически должны завершиться пилотируемыми экспедициями.

Исследования на стыке биофизики, медицины, радиобиологии, электроники и т.д. получат свое завершение в создании К А энергоинформационного контроля и коррекции, которые позволят решать задачи мониторинга медико-биологического состояния и коррекции негативных факторов внешней среды. Развитие космических систем связи и передачи данных будет направлено на дальнейшее обеспечение глобальной,устойчивой и непрерывной связи абонентов различных классов с учетом интеграции разнотипных систем, увеличения пропускной способности сетей связи и организации многоуровневых телекоммуникационных пространств.

Создание распределенных космических систем,в том числе с использованием нанотехнологий, не только повысит доступность информационных каналов, но и качественно изменит сам процесс организации информационного взаимодействия - телекоммуникации охватят практически все сферы человеческой деятельности. Данный процесс приведет к тому, что орбитальный связной сегмент станет неотъемлемой частью любых коммуникационных систем, которые позволят в широком масштабе реализовать функции не только передачи информации, но и удаленного управления и контроля различных объектов и процессов.

В XXI в. наряду с существующими и перспективными технологиями связи (рис. 1...4) широкое распространение получат высокоскоростные лазерные каналы межспутникового обмена, видеоканалы на основе систем передачи и отображения голографи-ческих изображений. Развитие цифрового телевидения наряду с обеспечением высокого качества передаваемых сигналов позволит реализовать интерактивный процесс получения необходимой потребителю информации, где информационный компьютерный терминал придет на смену обычному телевизору.

Рис. 1. КА связи "Гонец"

Перспективы развития космических систем связи

КА связи "Экспресс"

КА связи "Купон"

Нельзя обойти вниманием и необходимость развития в XXI в. сетей связи с подвижными объектами (особенно в Северном полушарии и в отдаленных и труднодоступных районах), совместимых со средствами международной системы подвижной связи Inmarsat и подобными ей перспективными разработками. Приоритетное развитие космических систем связи особенно актуально для России, где при большой территориальной протяженности отсутствуют развитые наземные каналы связи и передачи данных, без которых невозможно решение вопросов не только административного государственного управления и обороны, но и обеспечения эффективной хозяйственной, производственной, коммерческой деятельности.

Однако необходимо учитывать, что помимо широких возможностей по удовлетворению социально-экономических и научных потребностей все энергоизлучающие системы, в том числе и космические системы связи, имеют один немаловажный побочный эффект воздействия, исследованию которого в XXI в. будет уделяться огромное внимание. Имеется в виду так называемое энергоинформационное воздействие электромагнитных полей, состоящее в возникновении изменений в живых организмах при длительном нахождении в области действия полей низкой интенсивности. Данный фактор необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации самых разных космических систем связи и передачи информации. Это, в свою очередь, обусловит появление и приоритетное развитие космических систем энергоинформационного мониторинга и контроля энергоизлучающих средств. Они также будут играть важную роль при решении задач градостроительства, производства, обеспечения энергоинформационной безопасности человека и т.д.

Все это создаст предпосылки для того,чтобы в XXI в. было обеспечено повышение роли спутниковой связи в системе связи России до уровня 30...50% (сейчас эта величина составляет около 6 %) при суммарной пропускной способности более 400 стволов (сейчас - около 60). В основе этого будет лежать повышение пропускной способности аппаратуры связи, устанавливаемой на одном КА, до 30...40 тыс. эквивалентных телефонных каналов (сейчас - около 500) при обеспечении автономного функционирования КА связи до 60 сут (сейчас не обеспечивается).

Однако сегодня реальное государственное финансирование программ создания орбитальных средств связи делает возможным достижение рассмотренных характеристик лишь при значительном внебюджетном финансировании. А это практически сводит на нет государственное регулирование единого телекоммуникационного пространства,что в XXI в. может привести к снижению информационной безопасности России, так как федеральные потребности в связи и телевещании в начале XXI в. будут обеспечиваться только за счет использования каналов коммерческих КА,а также за счет аренды каналов, предоставляемых зарубежными операторами связи.