СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОМАНДНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ВВС США

ЗАРУБЕЖНОЕ ВОЕННОЕ ОБОЗРЕНИЕ № 3/2008, стр. 55-59

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОМАНДНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ВВС США

Полковник Е. БОРОВИКОВ

Командно-измерительный комплекс (КИК, AFSCN - Air Force Satellite Control Network) ВВС США является одной из основных структур американской системы управления космическими аппаратами (КА) различного назначения и принадлежности.

Этот комплекс предназначен для обеспечения функционирования космических группировок видовой, радиотехнической и радиоэлектронной разведки, а также ряда военных систем (передачи данных и связи, обнаружения пусков баллистических ракет, радионавигационной и метеорологической), военных экспериментальных спутников, орбитальных ступеней КК «Шаттл» и отдельных гражданских ИСЗ. Средства комплекса используются при запусках космических аппаратов, а кроме того, при проведении испытаний различных образцов ракетного оружия на Восточном, Западном и Тихоокеанском ракетных полигонах (мыс Канаверал, штат Флорида, АвБ Ванденберг, штат Калифорния, и Бар-кинг-Сэндз, о. Кауаи, штат Гавайи).

С помощью КИК ВВС осуществляется контроль параметров движения ИСЗ, прием и обработка телеметрии, диагностика и устранение неполадок в работе бортовых систем, передача команд и программ управления на этапах запуска, вывода на рабочую орбиту, технологических испытаний и эксплуатации спутников.

Организационно силы и средства КИК входят в состав 21,22 и 23-й эскадрилий космических операций 50-го космического крыла 14-й воздушной армии космического командования ВВС США.

Функционально комплекс состоит из четырех систем: управления космическими аппаратами (Command and Control Segment), радиотехнических средств слежения (Range Segment), управления ресурсами комплекса (Network Management Segment) и связи (Communication Segment).

К 2010 году из структуры КИК предполагается вывести систему управления космическими аппаратами с одновременным перераспределением ее функций среди других систем комплекса. На ее базе создается объединенная наземная система управления действующими (ДСЦС - Defence Satellite Communications System, DSCS и МИЛСТАР - Military Strategic and Tactical Relay, MilSTaR) и перспективными (ВГС и АЕХФ) военными спутниковыми системами связи CCS-C (Command and Control System-Consolidated). В составе КИК ВВС функционируют два оперативных центра управления OCN (Operational Control Node), размещенные на авиабазах Шривер (основной) и Онизука, штат Калифорния (запасной), восемь стационарных пунктов слежения (ПС), подразделение контрольной проверки бортовой аппаратуры ИСЗ, центр связи и два мобильных радиотехнических комплекса. В связи с закрытием АвБ Онизука планируется до 2011 года провести комплекс мероприятий по переводу запасного центра оперативного управления и соответствующих структур КИК на АвБ Ванденберг.

В интересах совершенствования архитектуры комплекса с 2006 года ведутся работы по созданию единого многоцелевого центра управления КИК ВВС MMSOC (Multi-Mission Satellite Operations Center). Проект направлен на формирование структуры, способной осуществлять эффективное централизованное управление спутниками ныне функционирующих, а также перспективных военных, гражданских и коммерческих орбитальных группировок. Кроме того, новый центр управления должен обеспечить функционирование военно-экспериментальных ИСЗ в рамках программ исследований в области разработки перспективных космических систем. Территориально этот объект планируется разместить на АвБ Шривер. Начать его оперативное использование намечается в январе 2010 года, а эксплуатацию - в 2011-м.

На вооружении стационарных ПС находятся 15 станций типа АРТС (ARTS -Automated Remote Tracking Station), три РБЦ (RBC - Remote tracking station Block Change), три ДЛТ (DLT - Data Link Terminal), а также аппаратно-программные средства сбора, обработки и приема/передачи данных.

Мобильные средства представлены мобильными радиотехническими комплексами TVCF (Transportable Vehicle Checkout Facility) и TSTR (Transportable Space Test and evaluation Resource).

В их состав в зависимости от характера выполняемых задач может включаться антенная система с зеркалом диаметром 7 м. Для переброски комплексов используются автомобильные тягачи, железнодорожный и морской транспорт, а также самолеты военно-транспортной авиации. Время подготовки к передислокации не превышает 24 ч с момента получения соответствующего распоряжения. Перевод антенной системы и радиотехнических комплексов в рабочее положение осуществляется расчетом из пяти человек через 12 ч после прибытия в новый район.

Одним из основных направлений модернизации КИК ВВС является замена радиотехнических станций типа АРТС станциями третьего поколения типа РБЦ (серия 1453 Х-диапазона частот) производства компании «Датрон эдванст текнолоджиз».

Новая станция оснащена параболической антенной системой диаметром 13 м с надувным радиопрозрачным куполом диаметром 27 м, изготовленным из материала, обеспечивающего его эксплуатацию в течение 20 лет. Радиоэлектронное оборудование состоит из приемников сопровождения, средств управления и контроля, а также из вспомогательной аппаратуры слежения и приема телеметрии. Для частотно-временной синхронизации всех элементов радиотехнического комплекса станция включает средства космической радионавигационной системы NAVSTAR.

Диапазоны рабочих частот станции в направлении «Земля- ИСЗ» 1,75-1,85 (стандартный для средств КИК ВВС) и 2,025-2,12 ГГц (КИК НАСА), а «ИСЗ - Земля» 2,2-2,3 ГГц. Это позволяет управлять как военными, так и гражданскими спутниками. Точность настройки частоты 1 Гц, а ее относительная нестабильность ± 1x10'° («Земля-ИСЗ») и ±0,01% («ИСЗ - Земля»). Передача и прием данных осуществляются по одному из 20 выделенных каналов связи со скоростью до 20 Мбит/с.

В дополнение к стандартным видам модуляции радиоэлектронное оборудование станции способно принимать и обрабатывать сигналы со ступенчатой (SQPSK -Staggered Quadrature Phase Shift Keyed) и асимметричной (AQPSK - Asymmetrical QPSK) квадратурной фазовой манипуляцией. Эти возможности новой станции, не реализованные в станциях типа АРТС, позволят обеспечить деятельность ряда перспективных космических систем. Алгоритм функционирования станции типа РБЦ предусматривает полную автоматизацию процессов подготовки и проведения сеансов связи с космическими аппаратами. В архитектуре станции реализован принцип многократного резервирования наиболее важных узлов в сочетании с использованием встроенных систем контроля. Время поиска неисправности и восстановления работоспособности станции не будет превышать 1 мин.

Основные работы по созданию и развертыванию новых станций слежения выполняют фирмы «Датрон эдванст текнолоджиз», «Титан системз» и «Интеграл системз» совместно с центром ракетных и космических систем ВВС США.

В период с 2005 по 2006 год станции типа РБЦ развернуты на ПС на АвБ Шривер (сдача в эксплуатацию - II квартал 2008 года), Ванденберг (II квартал 2007-го) и о. Гуам (I квартал 2009-го). Ведется строительство станции данного типа на ПС Оукхангер.

Завершение комплексной программы замены всех действующих станций слежения на пунктах КИК станциями типа РБЦ намечено на 2016 год. В 2006 году в военном бюджете на эти цели выделялось более 23 млн долларов (в 2005-м - 11 млн).

В целях расширения возможностей комплекса проводятся работы по созданию перспективной антенной системы Geodesic Dome Phased Array Antenna, представляющей собой фазированную антенную решетку (ФАР), с помощью которой формируется многолучевая диаграмма направленности. Конструктивно новую антенну намечается выполнить в виде полусферы диаметром около 10 м, состоящей из плоских панелей (в каждой из них имеется 78 широкополосных приемопередающих модулей).

В течение 2007 года проводились мероприятия по проверке технической осуществимости проекта, формировалась архитектура перспективной антенны, тестировались прототипы приемопередающих модулей, излучающих элементов, блока формирования лучей, а также управляющего компьютера. На 2008 год запланировано изготовление составных элементов и создание опытного образца антенной системы с ФАР, а на 2009-й намечены подготовка и проведение ее демонстрационных испытаний по действующим космическим аппаратам.

По расчетам американских специалистов, каждая антенная система с ФАР должна заменить не менее четырех параболических антенных систем действующих радиотехнических станций пунктов слежения.

Одновременно американцы ведут разработку транспортабельного варианта антенной системы с ФАР, которую в ближайшей перспективе планируется использовать в сочетании с радиотехническими станциями типа АРТС и РБЦ, а также универсальным переносным комплектом наземного оборудования обработки данных PUGPU (Portable Universal Ground Processing Unit).

В случае успешных НИОКР и технологических испытаний решение о производстве серийных образцов разрабатываемой антенной системы с ФАР и оснащении ими радиотехнических станций КИК ВВС может быть принято после 2010 года.

С начала 2006 года в рамках программы модернизации радиотехнического оборудования КИК американское командование приступило к оснащению действующих станций слежения типа АРТС новыми аппаратно-программными средствами обработки телеметрических сигналов. Работы выполняются с целью подготовки КИК к развертыванию перспективных космических систем оптоэлектронной разведки и раннего предупреждения о пусках БР СЕЮС, а также сопровождения ракет СТСС (Space Tracking and Surveilance System - STSS) и их компонентов.

Проводимые мероприятия предполагают укомплектование ПС КИК техническими средствами обработки сигналов с манипуляцией SQPSK. В состав комплекта нового оборудования входит блок преобразователей частоты «Телеметрикс-FCS», цифровой процессор «Телеметрикс-70ХL», коммутатор и интерфейс сопряжения, а также автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора.

В бюджете министерства обороны США на эти цели выделено более 9,5 млн долларов. Основные мероприятия данного сегмента программы совершенствования радиотехнического оборудования КИК выполняют специалисты фирм «Интеграл системз» (Ланам, штат Мэриленд) и «РТ лоджик» (Колорадо-Спрингс). Работы завершены в марте 2008 года.

Одновременно с этим проводятся работы по модернизации системы управления ресурсами КИКг предназначенной для планирования применения радиотехнических средств комплекса, измерения орбитальных параметров ИСЗ, анализа и доведения до потребителей телеметрии, формирования команд и программ управления на этапах запуска, вывода на рабочую орбиту, технологических испытаний и эксплуатации космических аппаратов. По планам американского командования, к середине 2009 года в составе системы будут функционировать следующие усовершенствованные подсистемы: планирования (Electronic Schedule Dissemination), анализа параметров орбиты ИСЗ второго поколения (Orbit Analyses Subsystem Follow-On), управления (Enterprise Management) и защиты информации (Information Assurance).

Мероприятия по совершенствованию подсистемы планирования предусматривают полную замену существующей аналогичной подсистемы, созданной в середине 1990-х годов и введенной в эксплуатацию в 1999-м. В ходе разработки и производства ее компонентов нашли широкое применение коммерческие технологии. В основу комплекта программного обеспечения вместо операционной системы DOS положена система MS WINDOWS. Новый комплект аппаратуры включает: аппаратные стойки коммутации/маршрутизации сообщений и контроля состояния каналов связи, автоматизированные рабочие станции, коммутаторы, контролеры, маршрутизаторы, а также вспомогательное оборудование. Ведущими производителями технических средств для данной подсистемы стали компании «Делл» и «Сиско». Работы по ее модернизации и вводу в эксплуатацию должны быть выполнены в первой половине 2008 года.

Также предполагается завершить очередной этап модернизации подсистемы анализа параметров орбиты ИСЗ, обеспечивающей измерение, анализ и доведение до потребителей орбитальных параметров спутников, слежение за радиоэлектронной обстановкой, а также расчет оптимального режима использования ресурсов ПС для проведения сеансов радиосвязи с КА. Наращивание ее возможностей осуществляется путем установки на основном центре оперативного управления и на ПС КИК усовершенствованных аппаратно-программных средств, позволяющих включить рабочие станции операторов дежурных смен в единую сеть передачи данных и тем самым обеспечить надежность управления ИСЗ различных космических систем.

С помощью нового оборудования орбитальные параметры спутников, а также данные о состоянии и динамике изменений состояния бортового оборудования будут отображаться не только в виде таблиц, но и в графической форме, что значительно облегчит их восприятие. В результате до минимума предполагается сократить численность обслуживающего персонала, стандартизировать и автоматизировать ряд процедур, выполнявшихся ранее вручную, и повысить производительность системы в целом.

В 2006 году в целях совершенствования системы связи комплекса проведена модернизация подсистемы коммутации сообщений (Operational Switch Replacement), предназначенной для управления ресурсами связи, распределения данных, а также для обнаружения и ликвидации нештатных ситуаций.

В архитектуру нового поколения данной подсистемы включена аппаратура сопряжения с сетью управления информационными системами министерства обороны DISN (Defense Information Systems Network), основанной на применении асинхронной передачи данных, а также территориальными компьютерными, телекоммуникационными сетями в районах дислокации подразделений, обеспечивающих деятельность КИК. Основу подсистемы составляют контроллеры распределенной связи (Distributed Communications Controller), с помощью которых осуществляется дистанционное управление потоками данных, коммутаторы и средства контроля оборудования передачи данных. Основной особенностью нового варианта данной подсистемы в сравнении с прежними аналогичными подсистемами является применение для организации связи принципа установления виртуальных коммутируемых соединений (Switched Virtual Circuits).

Усовершенствованный вариант подсистемы коммутации сообщений обеспечивает возможность предоставления заинтересованным учреждениям и ведомствам прямого доступа к базам данных, а также получения телеметрии от одного ПС одновременно несколькими географически разнесенными потребителями и конфигурирования необходимой для этого структуры связи без вмешательства центров оперативного управления.

Таким образом, по оценке американских экспертов, модернизация КИК ВВС позволит космическому командованию ВВС расширить возможности по обслуживанию действующих и перспективных космических систем военного и гражданского назначения, обеспечить устойчивое функционирование комплекса в различных условиях обстановки и снизить финансовые расходы. Сократится численность личного состава, привлекаемого для управления и контроля функционирования ИСЗ, при одновременном повышении надежности, быстроты и качества обработки данных. Замена аппаратно-программных средств будет способствовать более быстрому внедрению новых технологий, в том числе коммерческого назначения, и явится очередным шагом к включению наземных средств КИК различных федеральных структур в единую национальную сеть i управления космическими аппаратами США.