Одним из ключевых направлений деятельности ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнёва» (ОАО «ИСС») является разработка и производство навигационных космических аппаратов. Обладая многолетним уникальным опытом в этой области, предприятие занимает передовые позиции не только в России, но и в мире. На сегодняшний день среди важнейших проектов решетнёвской фирмы особое место занимает создание навигационных спутников нового поколения «Глонасс-К», знаменующее существенную модернизацию российской навигационной спутниковой системы.
Космические аппараты «Глонасс-К» с 10-летним сроком активного существования создаются в ОАО «ИСС» в соответствии со следующими нормативными документами:
– Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на 2002–2011 гг. В ней обозначены все направления космической деятельности страны в области спутниковой навигации, основные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, все исполнители по созданию системы ГЛОНАСС, а также этапы её восполнения и модернизации.
– Концепция развития навигационных сигналов глобальной навигационной системы ГЛОНАСС. Этот документ конкретизирует требования ко всей системе в части навигационных сигналов, то есть определяет, когда и какие сигналы должны быть введены.
Эскизный проект космического аппарата «Глонасс-К», который определил его проектный облик в соответствии с требованиями тактико-технического задания, был разработан специалистами ОАО «ИСС» в 2002 году. Уже тогда было известно, что и конструктивно, и функционально новый спутник будет превосходить своего предшественника – космический аппарат (КА) «Глонасс-М». При этом следует отметить, что лётные испытания КА «Глонасс-М» начались годом позже, в 2003 году, поэтому перед проектантами предприятия стояла непростая задача: определить облик навигационного спутника третьего поколения ещё до запуска и начала эксплуатации спутника второго поколения.
КА «Глонасс-К» создаются на базе негерметичной платформы «Экспресс-1000», разработанной в ОАО «ИСС». Основа конструкции космических аппаратов представляет собой корпус в форме параллелепипеда, изготовленный из сотовых конструкций, которые также производятся решетнёвской фирмой. На него устанавливается бортовая аппаратура, способная работать в условиях открытого космоса. Отсутствие гермоконтейнера даёт существенный выигрыш по массе спутника, которая составляет 935 кг (для сравнения, масса КА «Глонасс-М» – 1415 кг). Мощность системы электропитания нового космического аппарата, обеспечивающая работоспособность всей бортовой аппаратуры, увеличена и составляет порядка 1,6 кВт.
По сравнению с КА предыдущего поколения спутники «Глонасс-К» будут выполнять дополнительные функции. В частности, на них устанавливается бортовой радиокомплекс спасания в рамках международной системы спасания терпящих бедствие Коспас-Сарсат. Одно из самых важных функциональных усовершенствований заключается в том, что перспективные спутники будут излучать новый гражданский навигационный сигнал с кодовым разделением в частотном диапазоне L3. Это позволит обеспечить высокую точность навигационных определений, а также существенно усовершенствовать наземную аппаратуру потребителей. На современных космических аппаратах «Глонасс-М», составляющих сегодня основу орбитальной группировки, предусмотрено 4 сигнала с частотным разделением в диапазонах L1 и L2.
В процессе разработки космических аппаратов серии «Глонасс-К» неоднократно возрастали требования заказчиков к их выходным характеристикам. Отсюда поэтапность в создании этих спутников. В процессе проведения лётно-конструкторских испытаний первого космического аппарата «Глонасс-К» будут проверены функционирование и логика работы всех бортовых систем спутника, подтверждены его точностные характеристики и соответствие требованиям тактико-технического задания, после чего космический аппарат будет введён в состав орбитальной группировки ГЛОНАСС. При необходимости, по результатам лётно-конструкторских испытаний на последующих спутниках этой серии могут быть проведены доработки. За этим последуют зачётные испытания, призванные подтвердить выходные характеристики системы, включая наземный комплекс управления. Запуск второго космического аппарата «Глонасс-К» запланирован на конец 2011 года.
Одновременно с лётными испытаниями специалисты ОАО «ИСС» продолжают работу по созданию усовершенствованного навигационного спутника. В 2010 году специалисты предприятия успешно защитили эскизный проект космического аппарата «Глонасс-К» второго этапа, определивший его окончательный проектно-конструкторский облик. Первый такой космический аппарат планируется вывести на орбиту в 2013–2014 гг. Точная дата запуска будет определена в соответствии с Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная система» на 2012–2020 гг. На спутниках «Глонасс-К» второго этапа появятся два сигнала в диапазонах частот L1 и L2 и открытый сигнал в диапазоне L1 (все три с кодовым разделением). На космических аппаратах будет устанавливаться дополнительная бортовая аппаратура, что повлечёт увеличение их массы и энергопотребления.
С вводом в эксплуатацию космических аппаратов нового поколения (при условии функционирования полной орбитальной группировки) гарантированная точность навигационных определений глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС повысится в 2–2,5 раза и составит порядка 2,8 м для гражданских потребителей. Однако обеспечение таких точностных характеристик невозможно без наземного комплекса управления. Поэтому в настоящее время ведётся большая работа по его модернизации, которая должна завершиться к концу 2011 года.
Многие технические решения, внедряемые на космических аппаратах «Глонасс-К» впервые, заблаговременно получили лётную квалификацию. Для этого специалисты ОАО «ИСС» разработали метод, суть которого заключается в упреждающем размещении на навигационных спутниках предыдущей модификации дополнительной полезной нагрузки, реализующей задачи новых космических технологий перспективного навигационного спутника. Так, на КА «Глонасс-М» прошла лётные испытания и отработку бортовая аппаратура КА «Глонасс-К» (в частности, литий-ионные аккумуляторные батареи, бортовой интегрированный вычислительный комплекс, межспутниковая лазерная навигационная система, датчиковая аппаратура системы ориентации и стабилизации и т. д.). При необходимости, дальнейшее получение лётной квалификации перспективных узлов и приборов возможно и при помощи новых навигационных спутников.
Николай Алексеевич Тестоедов – генеральный конструктор и генеральный директор ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнёва» (д-р техн. наук, профессор)
