Низкий «Рассвет»: стало известно, как была выбрана орбита для российских аналогов «Старлинка»

Ракета-носитель «Союз 2.1б» вывела спутники «Рассвет-3» на низкую опорную орбиту

Неделю назад Россия запустила первые 16 серийных космических аппаратов для низкоорбитальной отечественной группировки связи «Рассвет». Аппараты выведены на опорную орбиту. После проверки бортовых систем спутники должны начать движение на целевую орбиту. Такой перелёт обеспечивают плазменные электроракетные двигатели, установленные на каждом аппарате.

Россия приступила к построению низкоорбитальной  спутниковой группировки, которая должна обеспечить доступ к широкополосному Интернету пользователям в любой точке на территории страны. Разработчики рассчитывают на обеспечение скорости Интернета до 1 Гбит в секунду, при задержке сигнала до 70 мс. Эту группировку намечено сформировать в ближайшие годы.

В 2026 году число спутников «Рассвет-3» на орбите должно составить 156 аппаратов, в 2027-м — 292, а в 2028-м — 383. В перспективе группировку требуется увеличить до 886 космических аппаратов.

Ранее были запущены нескольку спутников «Рассвет-1» массой около 80 кг и «Рассвет-2» массой 120 кг.

Наш проект не является прямым аналогом американской системы «Старлинк» (Starlink) фирмы SpaceX Илона Маска. Дело в том, что спутников в группировке «Рассвет» должно быть в десятки раз меньше. Это предполагается достичь за счёт работы на более высоких орбитах – 800 км вместо 300 – 500 км, как у Маска. 

Вторая причина, почему наших спутников будет меньше, состоит в том, что приём сигнала обеспечивается только на специальные приёмо-передающие устройства. Масса их оценивается в 15 кг. Предполагается, что такое оборудование будет иметь в своём составе антенну с фазированной решёткой. В то же время, связь со «Старлинком» возможна даже с обычного смартфона.

Если сравнивать нашу систему «Рассвет» с чем-то заграничным, то лучше всего подойдёт английская One Web («Ван веб»). Всего её спутников должно быть 588, и работают они на околополярной орбите высотой 1200 км. Они располагаются в 18 плоскостях, по 36 аппаратов в каждой. Масса одного спутника — 148 кг.  

Нам интересна эта система из-за того, что мы сформировали её почти всю, выводя спутники для неё на наших ракетах-носителях «Союз 2.1б» с разгонным блоком «Фрегат-М», с космодромов Восточный и Байконур.

Вот как проходил этот процесс. По окончании работы третьей ступени ракеты-носителя оказывалась сформирована низкая опорная орбита высотой 300 км, с заданным наклонением. Затем включался «Фрегат-М», который выводил все 36 спутников в пакете на рабочую орбиту 1200 км.

Затем отделялись два спутника, расположенные в верхней части всего пакета. Потом начинали отстыковываться все 32 космических аппарата, группами по четыре штуки, с интервалом примерно в 20 минут. До заданных точек на окружности орбиты спутники совсем немного перемещались с помощью собственных плазменных двигателей. Кстати, двигатели разработаны и изготовлены у нас, как и те, что используются на спутниках «Рассвет-3».

А как же выглядел процесс выведения наших «Рассветов-3»? Для их запуска применялся такой же «Союз 2.1б», но без разгонного блока «Фрегат-М». Третья ступень носителя вывела пакет наших спутников на орбиту с наклонением 83 градуса и высотой 300 км. Здесь они отделились от конструкции, на которой были закреплены. Затем Центр управления полетом провёл необходимые проверки и включил оборудование на аппаратах. После этого спутники на своих плазменных двигателях отправились в полёт до орбиты высотой 800 км, чтобы занять свои рабочие точки на ней.

И тут принципиальная разница в способах выведения наших спутников и английских. Аппараты One Web мы доставляли практически на их рабочие точки. А нашим надо ещё лететь и лететь до высоты  800 километров и расходиться по орбите. Почему же такая несправедливость? 

А всё дело в том, что наш «Рассвет-3» весит 370 кг и имеет существенно большие размеры, чем аппараты One Web. Вот почему 16 наших спутников «Союз 2.1б» смог вывести только на низкую опорную орбиту.

Действительно, 36 «англичан» вместе имеют массу 5,3 тонны, а наши 16 — 5,92 т. Надо прибавить ещё вес конструкции, на которой закреплены спутники. Поэтому использовать «Фрегат-М» мы никак не могли, так как «Союз 2.1б» не вывел бы такую сборку ни на какую орбиту.

Такая разница в массе и габаритах получилась потому, что у нас нет собственной микроэлектроники с малым размером элементов. Серийная продукция должна изготавливаться на отечественной элементной базе. Тем не менее, спутники мы изготовили, и функционально они должны быть на уровне английских.

Тогда в чём же проблема? Как будто, ничего страшного, пусть летят спутники до своих рабочих точек. Да, они долетят. Но при этом расходуется много газа, на котором работает плазменный двигатель. А газ этот нужен для поддержания стабильного пространственного положения космического аппарата в течение многих лет его работы. И если газ закончится, а работоспособность спутника ещё сохранится, то это приведёт к экономическому ущербу. Конечно, понадобятся новые спутники, дополнительные ракеты для их выведения.

Однако пока придётся запускать спутники какие есть. А параллельно делать и внедрять микроэлектронику с элементами меньшего топологического размера. В результате уменьшатся и масса спутника, и энергопотребление его оборудования.

Другой вариант — уменьшение количества спутников, выводимых за один запуск. Но – выводимых прямо на рабочую орбиту.

И ещё вариант – использовать другой, более грузоподъёмный носитель. У нас такого пока нет. Если только какая-то страна нам поможет. Да ещё мы можем рассчитывать, что заработает «Союз-5», который выводит в два раза большую массу, чем «Союз 2.1б».

Так что выход есть. Надо найти самый оптимальный, чтобы было не хуже, чем у того же One Web.