Спутник ГЛОНАСС-К2: Уйти от иностранной электронной компонентной базы

Первый спутник ГЛОНАСС К2 на отечественной радиационно-стойкой ЭКБ выведен на орбиту! Причём произошло это 7 августа 2023 года как-то незаметно, хотя запуск и анонсировался. Исходя из новостей Роскосмоса, в этот день с Плесецка в 16:20 по московскому времени с стартовала ракета-носитель «Союз-2.1б» с космическим аппаратом «Космос-2569» (COSMOS-2569) в интересах Минобороны России, который в новостях за тот день почему-то никак не ассоциировали с ГЛОНАСС К2.

14 августа стало известно, что в тот день был запущен именно спутник ГЛОНАСС К2 — первый спутник на преимущественно отечественной радиационно-стойкой электронной компонентной базе.

В СМИ творится какая-то путаница. Одни говорят, что «Космос-2569» и ГЛОНАСС К2 — один и тот же спутник, другие — что «Космос-2569» разведывательный радиолокационный спутник, способный получать детальное изображение поверхности с разрешением в один метр, который был вообще запущен ещё в мае 2023-го года, и к ГЛОНАСС не имеет никакого отношения.

На специализированном сайте, отслеживающем спутники всех глобальных систем позиционирования, запуск К2 зафиксирован. То есть, скорее всего, действительно был запущен ГЛОНАСС К2.

Что за К2?

Спутники «Глонасс-К2» — это четвертое поколение отечественных навигационные космических аппаратов.

Новые аппараты излучают больше навигационных сигналов. Если у «Глонасс-М», из которых сейчас преимущественно состоит орбитальная группировка, пять сигналов, то у «Глонасс-К» их семь, а у «Глонасс-К2» — девять.

Выведение полного набора космических аппаратов «Глонасс-К2» обеспечит в итоге точность навигации менее 30 см.

Поколения спутников ГЛОНАСС:

  • Глонасс (1982—2005) — масса — 1415 кг, расчётный срок службы — 3 года. мощность системы электропитания (СЭП) — 1000 Вт. В настоящий момент выведены из эксплуатации.
  • Глонасс-М (2003—2022) — масса — 1415 кг, гарантированный срок активного существования — 7 лет, особенности — 2 сигнала для гражданских потребителей, по сравнению со спутниками предшествующего поколения («Глонасс») точность определения местоположения объектов повышена в 2,5 раза, мощность СЭП — 1400 Вт
  • Глонасс-К (2011—…) — масса — 935 кг, гарантированный срок активного существования — 10 лет, новые навигационные сигналы в формате CDMA, совместимые по формату с системами GPS/Galileo/Compass, точность навигационных определений в формате ГЛОНАСС повысилась вдвое по сравнению со спутниками «Глонасс-М», мощность СЭП — 1600 Вт
  • Глонасс-К2 (2023—…) — масса — 1800 кг, расчётный срок службы — 10 лет. мощность системы электропитания (СЭП) — 4370 Вт. Отличается от предшественников большей точностью определения пользователями своих координат благодаря новейшим хронометрам и новым типом сигналов с кодовым разделением (CDMA), которые передаются на трёх частотах L-диапазона (L1, L2 и L3).
  • Глонасс-В (2023—2025) — Планируется запустить шесть спутников «Глонасс-В» в трёх плоскостях по высокоэллиптической орбите «Тундра», что позволит обеспечить повышенную доступность и увеличенную на 25% точность в России и Восточном полушарии. Спутники «Глонасс-В» создаются на платформе «Глонасс-К» и будут передавать только новые сигналы с кодовым разделением.
  • Глонасс-КМ (2030—…) — в состав орбитальной группировки войдут модернизированные высокоэллиптические спутники «ВКК-М», малогабаритные аппараты «МНКА-М», в том числе дополнительные «ДКА», среднеорбитальные «Глонасс-КМ» и геостационарные «ГСО-М». Погрешность определения местоположения (только за счет космического сегмента) должна достигнуть 10 см.

Что насчёт ЭКБ?

На смену спутникам «Глонасс-М» с 2011 года должны были постепенно приходить спутники третьего поколения «Глонасс-К» со сроком эксплуатации в 10 лет, но в самый разгар работ по ним грянули санкции 2014 года и доступ к западной электронике для «ИСС им. Решетнёва» оказался закрыт.

Использование импортной компонентной базы в спутниках ГЛОНАСС в худшие годы доходило до 50-60%, из которых 80-85% составляла продукция производства США, которая и стала в первую очередь недоступной. Всего успели изготовить 11 единиц «Глонасс-К», из которых на сегодняшний день запущены 5.

Чтобы не остаться без спутниковой навигации, были начаты работы по созданию импортозамещённой версии, получившей название «Глонасс-К2», также со сроком гарантированной работы 10 лет. Всего ныне действующий контракт включает изготовление 11 спутников «Глонасс-К2».

Для решения проблемы импортозамещения ЭКБ задача была разбита на три этапа:

  1. Проведён анализ используемых типономиналов электрорадиоизделий импортного производства и осуществлена их унификация. Более шести тысяч типономиналов для системы ГЛОНАСС сократили до нескольких сотен. Как результат, возникла унификация приборов и их составных частей. Это, в свою очередь, обеспечило удешевление и сокращение времени их производства.
  2. Для трети из полученного количества типономиналов нашлись отечественные аналоги. Они не применялись, потому что при создании бортовой аппаратуры использовались западные системы автоматизированного проектирования, которые имели только западные базы, каталоги и библиотеки электронных компонентов.
    Кроме того, треть элементов российского производства сейчас не используются, потому что они не квалифицированы на работу в течение 15 лет в жестких условиях космического пространства. Поэтому была организована работа по доквалификации и доработке таких электрорадиоизделий.
  3. Изменены схемные решения в бортовой аппаратуре, произведено перепроектирование электронных схем приборов с импортных комплектующих на отечественные, проведены опытно-конструкторские работы по недостающей отечественной ЭКБ.

Всё это позволило произвести и запустить первый в целом импортозамещённый спутник поколения К2. Полное импортозамещение, вероятно, станет возможным к 2025-26-м годам, но уже сейчас промышленность позволяет производить спутники поколения К2, что весьма отрадно.

Кстати, косвенным признаком того, что спутник поколения «К2» использует в основном российскую ЭКБ, стало возрастание его массы по сравнению с поколением «К» в 2 раза, а энергопотребления — в 2,5 раза. Но это, кстати, может быть связано также и с дополнительной нагрузкой военного назначения.

Заключение

Работа над ГЛОНАСС продолжается, группировка модернизируется по мере выхода из строя старых спутников краткосрочной эксплуатации. При этом мы видим сильное отставание от планов модернизации, связанное с вынужденной переориентацией разработчиков на собственную ЭКБ.

Но, на мой взгляд, такая плата отставанием является хорошей сделкой — ведь мы снова приобретаем фактическую независимость в космосе, практически полную, которая не случилось бы без нынешнего противостояния с США.

Да, мы бы уже имели точность позиционирования 30 см, но все наши спутники могли бы мгновенно отключиться в случае большого конфликта. Так что лучше временно поиметь некоторое отставание сейчас с возможностью нагнать, чем внезапно уйти в 19-й век позже.

Оригинал публикации: https://dzen.ru/a/ZOntO_thzAHxIvkO


Об авторе: Специалист в области отечественной микроэлектроники, ведёт свой тематический канал «Электромозг» о российской микроэлектронике на платформе «Дзен».

ПОДЕЛИТЬСЯ В СОЦСЕТЯХ: