Современное состояние и перспективы развития аэрокосмической техники Цели и

ФЦП «Сфера»
дтн, снс Клюшников В.Ю.
(ЦНИИ машиностроения)
Кафедра 611Б «Системный анализ

и управление»

обеспечения спутниковыми услугами всех отраслей экономики России, создание условий для

цифровизации экономических, производственных, образовательных, научных, административных и культурных процессов развития страны с помощью спутниковых технологий, расширение присутствия отечественных космических продуктов на международных рынках, максимальное использование возможностей существующих и перспективных космических систем и комплексов в интересах национальной, общественной и экономической безопасности страны

КА нового поколения, включая разработку целевой и служебной аппаратуры, развитие

НАКУ и НКПОР, технологическое переоборудование и создание новых производств, модернизацию средств метрологического и фундаментального обеспечения, интеграцию продуктов и сервисов, основанных на космических данных, совершенствование нормативно-правовой и нормативно-технической базы в области космической деятельности и использования данных;
Развитие имеющихся космических систем и комплексов ДЗЗ, создание и развертывание многоспутниковых орбитальных группировок с КА нового поколения;
Развитие имеющихся космических систем персональной спутниковой связи и передачи данных, вещания и ретрансляции и развертывание телекоммуникационных космических систем нового поколения на высокоэллиптических орбитах, низких и средневысотных орбитах;
Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС.

Социальный,
законодательно-правовой
Соответствие мировым трендам - использование ОГ МКА
Интеграция орбитальных

группировок на базе совместно решаемых задач пользователей
Интеграция ОГ МКА на базе единых технологических решений,
Реализация согласованных планов по серийному производству МКА и развертыванию ОГ
Реализация сжатого по времени цикла разработки ОГ МКА по схеме:
НИР – НИР с изготовлением летного демонстратора – ОКР – серийное производство

Отличительные характеристики КИТС «Сфера»

и услуг.
ВЗАИМОСВЯЗАННОСТЬ
КА в ОГ и КС между собой –

эффективное управление много-спутниковыми системами и перераспределение информационных трафиков

СЕТЕВОЕ ПОСТРОЕНИЕ – эффективное перераспределение вычислительных мощностей и выполнение обработки больших объемов данных на борту в рамках целостной орбитальной группировки

МАКСИМАЛЬНАЯ УНИФИКАЦИЯ платформ, целевой аппаратуры – обеспечение массового производства, снижение стоимости и сроков производства.

КИТС «Сфера» : принципы построения

СИНЕРГИЯ и ИНТЕГРАЦИЯ
Проектирование, создание , эксплуатация и предоставление сервисов и услуг от всех составных частей «Сферы» как единой космической инфо-телекоммуникационной среды

DESIGN–TO-COST
ориентация на экономическую эффективность на всех этапах ЖЦ (проектирование, создание КА и ПН, испытания, пуск, эксплуатация) .

ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И СИСТЕМ.
Повышение ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

НАВИГАЦИОННЫХ УСЛУГ В ТОМ ЧИСЛЕ ДЛЯ ШИРОКОМАСШТАБНОГО ВНЕДРЕНИЯ САМОУПРАВЛЯЕМЫХ РОБОТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ в объектах вооружения, военной и специальной техники, транспортном, агропромышленном комплексах и других отраслях экономики.

ШИРОКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ за счет
создания и развития цифровых платформ, основанных на взаимодействии с космическими системами различного целевого назначения (космическая связь, навигация, ДЗЗ), обеспечивающих возможность их бесшовного взаимодействия.

Целевое СОЗДАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДЕЛА для автоматических космических систем и комплексов нового поколения.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ создания автоматических космических систем и комплексов с целью


ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА, НАДЕЖНОСТИ, СОКРАЩЕНИЯ СРОКОВ И ФИНАНСОВЫХ ЗАТРАТ при создании космической техники.

Создание условий для КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ И ШИРОКОМАСШТАБНОГО ВНЕДРЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (навигационных, геоинформационных, телекоммуникационных) на российском и зарубежном рынках в интересах всех категорий потребителей.

СФЕРА

КИТС «Сфера» : приоритеты

– 268 КА
всего - 651
Результаты СП

км
КС обзорного наблюдения
12 КА
Н600 км
Сфера X, L, P
26 КА
Н600 км
Сфера

X

Высокоорбитальная КС ОЭН

2 МКА
Н600 км

Космический картографический комплекс

Многоярусная СФЕРА (КА ДЗЗ ОЭН и РЛН)

Периодичность наблюдения

специальная связь, доступ населения со всей территории страны к услугам

цифрового теле- и радиовещания, включая телевидение высокой четкости, широкополосный доступ в Интернет;
- современные, качественные услуги непосредственного телерадиовещания на территории России, зарубежных стран в интересах населения и корпоративных клиентов;

КС «Экспресс-РВ»

4 КА на ВЭО

- высокоскоростная связь и широкополосный доступ в Интернет во всех регионах страны, включая Арктическую зону, пересеченную и горную местность;
- президентская, правительственная и специальная связь на всей территории Северного полушария Земли;
- высокоскоростную связь на подвижных платформах (самолёты, суда, автомобили, ж/д транспорт и т.п.);
- цифровое непосредственное спутниковое радиовещание на наиболее населенной части территории Российской Федерации;
- срочная организация резервных каналов связи при ЧС

КС «Ямал»

6 КА на ГСО

- организация технологической сети связи АО «Газпром», магистральных каналов связи, широкополосной передачи данных, цифрового телерадиовещание, высокоскоростного доступа в Интернет;
- инфокоммуникационное обеспечение воздушных, морских и сухопутных транспортных маршрутов

КС «Гонец»

28 КА на НОО

- предоставление в зоне обслуживания услуг на базе технологий межмашинного взаимодействия и Интернета вещей, в том числе - автоматизированный сбор данных с датчиков (в том числе необслуживаемых) контроля состояния объектов мониторинга;
- непрерывное покрытие территории Российской Федерации радиотелефонной связью и М2М/1оТ-услугами

КС «Луч»

4 КА на ГСО

- обслуживание абонентов ракетно-космической техники на околоземных орбитах высотами до 20 тыс. км и наземных потребителей

КС «Скиф»

12 КА на ВЭО

- предоставление услуг высокоскоростного широкополосного доступа в сеть интернет широкому кругу пользователей на всей территории Российской Федерации, включая районы Крайнего Севера и Арктику, в том числе - на воздушном, морском, речном и наземном транспорте;

КС «Марафон IoT»

240+ КА на НОО

- обеспечение передачи данных для организации глобально-распределенной международной спутниковой сети интернета вещей ( M2M / IoT).
- сопряжение с системами идентификации судов (АИС) и управления воздушным движением (АЗН-В), передача поправок для ГЛОНАСС;

Космический сегмент телекоммуникационного обеспечения

орбиты с малым эксцентриситетом
Космическая геодезическая система
КГС «Гео-ИК-2М»
КГС-СГ
КГС-3
Космический сегмент навигации
24 КА

на круговых орбитах

5 КА на НОО

Целью Программы в части навигационного обеспечения является поддержание навигационной независимости Российской Федерации за счет развития системы ГЛОНАСС в обеспечение широкомасштабного использования предоставляемых услуг, в том числе в самоуправляемых роботизированных системах в объектах вооружения, военной и специальной техники, транспортном, агропромышленном комплексах и других отраслях экономики.

базовая услуга - Точность: с 2,76 м до 2,65м; Помехоустойчивость: с 30 дБ до 90 дБ;
услуга повышенной надежности и точности - Точность: с 1,0 м до 0,5 м; Доступность РФ: с 60% до 100%;
Помехоустойчивость: с 30 дБ до 70 дБ;
услуга относительной навигации - Точность: с 0,03 м до 0,015м; Помехоустойчивость: с 30 дБ до 60 дБ.
услуга высокой точности - Точность: с 0,1 м до 0,05 м; Доступность (РФ/мир): с 10% / 0% до 100% / 66%;
Помехоустойчивость: с 30 дБ до 60 дБ

+ микроволновый радиометр + ДЗЗ (среднее или высокое разрешение)
Затменное

зондирование атмосферы (температура и влажность) и ионосферы (электронная концентрация) (томография ионосферы

Мониторинг температуры поверхности океана и первичной биопродуктивности: инфракрасный радиометр + спектрометр в ближнем УФ

Высота поверхности океана: СВЧ альтиметрия

Прогноз и управление промысловой обстановкой: данные о состоянии морской поверхности + позиционирование объектов

Оптические камеры наблюдения небесного свода на НО КА: объекты в околоземном пространстве

Синергия сервисов, достигаемая на основе взаимодополнения услуг в системах связи, ДЗЗ и навигации

НЕФТЕ И ГАЗОПЕРЕРАБОТКИ
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
ДОБЫЧА НЕФТИ И ГАЗА, РУДЫ, МЕТАЛЛОВ
Передача данных

от датчиков, камер

Определение местоположения, отклонений

Съемка

Передача данных от датчиков, камер

Определение местоположения, отклонений

Съемка

Передача данных от датчиков, камер

Определение местоположения, отклонений

Съемка

Передача данных от датчиков, камер

Определение местоположения, отклонений

Съемка

Охранные комплексы
Контроль перемещения грузов, изделий
Мониторинг персонала и транспорта
Удаленный контроль работы оборудования
Распределенные вычисления

Экомониторинг в реальном времени
Контроль уровня энергоносителей, сред
Мониторинг персонала и транспорта
Удаленный контроль работы оборудования
Системы пожаробезопасности и ЧС

Анализ вегетации и бизнес-активности
Контроль использования земель
Мониторинг персонала и техники
Удаленный контроль работы оборудования
Системы предупреждения

Охранные системы и комплексы
Разведка ресурсов и кадастровые работы
Мониторинг персонала и техники
Удаленный контроль работы оборудования
Системы предупреждения ЧС

Синергия сервисов, достигаемая на основе взаимодополнения услуг в системах связи, ДЗЗ и навигации

ПАРКИ
ЧАСТНЫЙ СЕКТОР, ПРИГОРОДЫ, САДОВЫЕ УЧАСТКИ
ЛЕСА, ПРИРОДНО-ОХРАННЫЕ ЗОНЫ, МЕСТА МАССОВОГО ОТДЫХА,

ТУРИСТИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ

Передача данных от датчиков, камер видеонаблюдения, трекеров, спасательных буев, БПЛА

Дислокация БПЛА, камер, датчиков, персонала, транспорта, а также отклонений в геометрии

Съемка оптическая, радиолокационная, построение цифровых моделей

Связь

Навигация

ДЗЗ

Сбор данных счетчиков
Системы удаленного контроля приборов
Телемедицина
Интернет (Образование, развлечения, наука)
Глобальные он-лайн сервисы и электронная коммерция (такси, покупки, доставка)
Общественная безопасность

Общественный доступ в Интернет
Телемедицина
Интернет (Образование, развлечения, наука)
Глобальные он-лайн сервисы и электронная коммерция (такси, покупки, доставка)
Общественная безопасность

Контроль показаний приборов и систем
Охранные системы и комплексы
Глобальные он-лайн сервисы и электронная коммерция (такси, покупки, доставка)
Общественная безопасность
Космическая съемка в частных целях

Навигация и целеуказания
Контроль местонахождения людей, животных
Экологический мониторинг
Связь в труднодоступных районах
Поиск и спасание

Синергия сервисов, достигаемая на основе взаимодополнения услуг в системах связи, ДЗЗ и навигации

ВОЗДУШНЫЙ, МОРСКОЙ И НАЗЕМНЫЙ ТРАНСПОРТ
ЧАСТНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА
Съемка
Определение местоположения
Передача данных от

датчиков, камер

Основные и резервные каналы управления
Передача телеметрии
Ретрансляция данных, в т.ч. видео realtime
Системы опознавания свой-чужой

Каналы связи и управления
Передача телеметрии
Интернет для пассажиров
Связь при ЧС, системы поиска и спасания

Кнопка вызова помощи
Системы трекинга для такси, логистики
Удаленный контроль работы систем
Интернет и связь в движении

Глобальные системы управления движением транспортных объектов (АИС. АЗН-В)

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ОБЪЕКТОВ

Синергия сервисов, достигаемая на основе взаимодополнения услуг в системах связи, ДЗЗ и навигации

промышленности Российской Федерации.
Серийное производство КА на базе унифицированных платформ
2020
2030
2023
Технологии лазерной

связи

2024

Технологии управления «роем» спутников, унифицированные наземные комплексы управления космическими системами

2025

Технологии и методы искусственного интеллекта в автономном управлении КА

Высокоскоростная связь «спутник-спутник» и «спутник-Земля»

2022

Современные оптические и радиолокационные полезные нагрузки для КА ДЗЗ

2026

Двигатели для малых и сверхмалых КА

Цифровые полезные нагрузки для КА связи

Современное абонентское оборудование

Развитие ключевых технологий

Спутниковые СВЧ радиометры высокого разрешения для температурно-влажностного зондирования атмосферы

Мало-массогабаритные бортовые ОЭК и высокочувствительные ФПУ для обзорного и высокодетального наблюдения в видимом и ИК- диапазонах

Ключевые вопросы: Технологии

серийного производства космических аппаратов, ракетостроения.
При реализации программы будут модернизированы:
Регламенты и

стандарты создания и эксплуатации космической техники
Ключевые элементы космических систем
Отраслевые инструменты инновационного развития
Производственная база ракетно-космической промышленности

Гармонизация наземной инфраструктуры

Гарантированный доступ в космос

Новые партнерства

Единое цифровое пространство жизненного цикла изделий

Унифицированное приборное производство

Серийное производство КА

Ключевые вопросы: Производство