CNews: Какие космические технологии, сервисы и ПО будут созданы в России за 481 млрд руб.

На сайте «CNews» опубликована статья «Какие космические технологии, сервисы и ПО будут созданы в России за 481 млрд руб.» Полностью с материалом можно ознакомиться по ссылке.

Дорожная карта «Спутниковые системы и сервисы» предполагает создание в России новых спутниковых группировок — в том числе для ШПД и ДЗЗ, развитие космических технологий интернета вещей, 5G и квантовых коммуникаций, платформы для сбора космического мусора, ПО и нейросетей для обработки космических снимков и т.д. Общие затраты на реализацию данных проектов составят 481 млрд руб.

В распоряжении CNews оказалась дорожная карта «Спутниковые системы и сервисы». Документ был утвержден Правительственной комиссией по цифровому развитию в начале 2023 г. Он был подготовлен «Газпром — Космические Системы» (ГКС), госпредприятием «Космическая связь» (ГПКС), «Ситроникс», «Бюро 1440» (входит в состав «ИКС Холдинг»), НПК «Барл», «МТ-Лаб», группой компанией «Сканэкс» и МФТИ (Московский физико-технический институт).

По данным газеты «КоммерсантЪ», общие затраты на реализацию заложенных в данную дорожную карту мероприятий составят 481 млрд руб за период до 2030 г. Из них федеральный бюджет выделит 369,4 млрд руб., из внебюджетных источников будет выделено 111 млрд руб.

За поднаправление «Сервис по предоставлению данных с МКА» (малых космических аппаратов) отвечает «Ситроникс». В рамках него запланировано создание нескольких продуктов. В части продукта «Предоставления данных ДЗЗ (дистанционное зондирование Земли)» планируется создание нескольких сервисов. Первый из них — предоставление данных ДЗЗ с МКА оптико-электронного наблюдения Земли высокого пространственного разрешения.

Он предоставит данные ДЗЗ в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне с пространственным разрешением 2,5 мм (4 спектральных канала), а также обеспечит региональную мониторинговую съемку любой территории (аналог данных с группировки Planet) и еженедельную съемку территории России (без учета облачного покрова). Максимальный уровень технологической готовности (УГТ-9) будут достигнут в 2025 г.

Сервис «Предоставления данных ДЗЗ с МКА оптико-электронного наблюдения Земли сверхвысокого пространственного разрешения» обеспечит данные ДЗЗ в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне с пространственным разрешением 0,8 м (панхроматический канал) и 3,2 м (4-ре спектральных канала), а также объектовую регулярную мониторинговую съемку любой территории. УГТ-9 будет достигнут в 2030 г.

Сервис «Предоставления данных с ДЗЗ с МКА радиолокационного наблюдения Земли» обеспечит радиолокационные данные ДЗЗ в X-диапазоне (3,1 см) с пространственным разрешением до 1 м в детальном режиме, до 5 м в маршрутном режиме и до 10 м в обзорном режиме. Также будет обеспечен регулярный оперативный мониторинг акватории Северного морского пути (ледовая обстановка) и предоставлены данные для высокогорного мониторинга смещений земной поверхности и мониторинга деформаций зданий и сооружений. УГТ-9 будет достигнут в 2030 г.

Следующий продукт — «Предоставление данных с МКА с полезной нагрузкой системы АИС (автоматическая идентификационная система)». Предполагается обеспечить предоставление оперативных данных спутникового АИС, получаемые с помощью низкоорбитальных космических аппаратов для мониторинга и контроля навигационно-судовой обстановки в режиме, близком к реальному времени. Скважность (отношение периода следования импульсов к длительности импульса) обновления информации для акватории Северного морского пути составит не более 10 минут. УГТ-9 должно быть достигнуто в 2025 г.

Еще один продукт — «Предоставление данных с МКА с полезной нагрузкой интернета вещей». Предполагается обеспечить предоставление оперативных данных спутникового интернет вещей, получаемых с помощью низкоорбитальных космических аппаратов для мониторинга и контроля показателей от различных датчиков критически важной инфраструктуры, не обеспеченной другими средствами связи. УГТ-9 будет достигнут в 2025 г.

Второе поднаправление — «Отечественные космические системы дистанционного зондирования Земли и геоинформационные сервисы». За него отвечает консорциум ПНК «Барл» и «МТ-Лаб». Первый продукт в данном поднаправлении — «Космическая система сверхвысокодетальной съемки земной поверхности в видимом диапазоне с пространственным разрешением 0,5 м». Данная система предназначена для выполнения сверхвыосокодетельной съемки земной поверхности с высокой периодичностью в интересах выполнения задач мониторинга часто меняющейся обстановки и предоставления различных аналитических сервисов на основе данной информации.

В рамках данного продукта предполагается разработка нескольких подпродуктов. Первый из них — «Универсальная мало-массогабаритная платформа космических аппаратов ДЗЗ». Данная платформа предназначена для размещения бортовых систем и приборов, она будет состоять из силовой рамки, сотопанелей и тепловых труб. УГТ-9 будет достигнут в 2025 г.

Подпродукт «Бортовая оптико-электронная система (разрешение 0,5 м с высоты 425 км)» будет представлять из себя телескоп для съемки земной поверхности из космоса в видимом и мультиспектральном диапазонах длин волн. Масса телескопа составит 190 кг, пространственное разрешение — 0,5 м, полоса захвата — 12 км. УГТ-9 будет достигнута в 2025 г.

Подпродукт «Высокоскоростная радиолиния с электронным наведением луча и системой адаптивный модуляции на основе АФАР (активно-фазированная антенная решетка)» будет предназначен для передачи данных сверхвысокодетальной съемки с борта космических аппаратов ДЗЗ на наземные станции приема данных ДЗЗ. Масса аппарата составит 15 кг, скорость — 240 Мбод, электропотребление (максимальное) — 150 Вт. Будет поддерживаться модуляция — BPSK, QSPK, 8PSK< 16APSK и 32APSK. УГТ-9 будет достигнут в 2025 г.

Подпродукт «Интеллектуальный ЦУП (центр управления полетами) с минимальным количеством обслуживающего персонала» предназначен для формирования и закладки команд на борт космических аппаратов ДЗЗ и анализа телеметрии систем таких аппаратов. УГТ-9 будет достигнут к 2030 г.

Подпродукт «Интеллектуальная роботизированная система управления и приема целевой информации с космических аппаратов ДЗЗ совмещенного диапазона частот (X+S)» будет представлять из себя наземные станции (X+S диапазонов частот) , предназначенных для приема данных и закладки управляющих команд на борту космических аппаратов ДЗЗ. Диаметр зеркала составит 2,4-4 метра, масса — до 400 кг, точность наведения — лучше 0,1 Поддерживаемый частотный диапазон — S+X. УГТ-9 будет достигнут в 2025 г.

Подпродукт «Интеллектуальный приемник-демодулятор с технологией адаптивной модуляции» предназначен для демодуляции, оцифровки и записи на жесткие носители принимаемого сигнала с борта космического аппарата ДЗЗ. УГТ-9 будет доступен в 2025 г.

Подпродукт «Интеллектуальная обработка больших данных в близком к реальному масштабе времени» предназначен для потоковой обработки данных космической съемки. За счет применения математических моделей и алгоритмов обработки продукт позволит значительно сократить время обработки данных дистанционного зондирования Земли и, как следствие, повысит эффективность их применения по целевому назначению и снизит стоимость эксплуатации наземной инфраструктуры. УГТ-9 будет достигнут в 2030 г.

Подпродукт «СПО (свободное программное обеспечение) постобработки данных на основе методов машинного обучения» предназначен для вторичной обработки большого объема данных. Продукт позволит кратно увеличить эффективность применения космической съемки, так как мониторинг и обнаружение изменений местности (зоны интереса) будет происходить практически в автоматическом режиме с минимальным участием оператора. УГТ-9 будет достигнут в 2030 г.

Второй продукт по указанному поднаправлению — «Космическая система комплексного наблюдения земной поверхности в видимом, ИК (инфракрасном) и СВЧ (сверхвысокие частоты) диапазонах». Он будет предназначен для комплексного наблюдения и всепогодного мониторинга земной поверхности, в том числе территории Северного морского пути. Продукт будет использоваться для решения задачи прогноза движения судов с учетом ледовой обстановки и, как следствие, увеличения объема перевозимых грузов по данному пути. УГТ-9 будет достигнут в 2030 г.

В рамках данного продукта будет разработано несколько подпродуктов. Первый из них — «Платформа космических аппаратов ДЗЗ (разработанная с учетом энергопотребления и терморегулирования радиолокатора на базе АФАР»). Она предназначена для размещения бортовых систем и приборов, в ее состав входят силовая рама, сотопанели и тепловые трубы. УГТ-9 будет достигнут в 2030 г.

Подпродукт «Малогабаритный космический радиолокатор C-диапазона с синтезированной апертурой на основе АФР» предназначен для сканирования земной поверхности в СВЧ-диапазоне длин волн и получения всепогодной съемки. Его масса составит 195 кг. Он будет поддерживать диапазон частот 5,250 — 5,57 ГГц (длинна волны — 5,6 см) и различные режимы съемки: детальный с разрешением 1 м, маршрутный с разрешением 3-10 м с полосой от 20 до 60 км и обзорный с разрешением 20-40 м с полосой 280 км. Время работы на витке составит 7 мин.

Подпродукт «СПО синтеза радиолокационных голограмм на борту космического аппарата в целях селекции движущихся объектов» предназначен для селекции движущихся в зоне объектов интереса, а также выявления «темных» судов с отключенным транспондером AIS в масштабе, близком к реальному.

Подпродукт «СПО комплексирования данных в видимом, инфракрасном и СВЧ-диапзаонах электромагнитного спектра» предназначен для совместного многоканального представления оптических, инфраскрасных и радиолокационных данных с целью объединения информации об объектах в разных диапазонах волн, упрощения автоматического анализа снимков и классификации и измерения параметров объектов.

Подпродукт «СПО создания карт ледовой обстановки для мониторинга Северного морского пути» предназначен для автоматического анализа комплексированных данных с краткосрочным прогнозом и генерации предпочтительных маршрутов судов для минимизации рисков и снижения времени движения.

Группировки малых спутников ДЗЗ «Смотр-Р» и «Смотр-В»
За поднаправление «Продукты и сервисы в области дистанционного зондирования Земли, связи и телекоммуникаций (создание перспективных систем в составе многоспутниковых группировок с различной полезной нагрузкой)» отвечает «Газпром Космические Системы». В нем содержится несколько направлений.

Первое из них — «Продукты, сервисы и космические системы ДЗЗ». В рамках него запланировано создание и запуску двух группировок малых спутников разработка двух групп продуктов. Первая из них — это «Смотр-Р» с радиолокационным комплексом для всепогодного мониторинга. Соответствующие комические аппараты и ракеты-носители предназначены для оказания услуг по изучению земной поверхности и позволяют осуществлять глобальный всепогодный мониторинг поверхности Земли в X-диапазоне (9,3-9,9 ГГц).

В детальном режиме продукт обеспечивает пространственное разрешение — 3 м, полосу захвата — 10 км. В маршрутном режиме продукт обеспечивает пространственное разрешение — 5 м, полосу захвата — 25 км. В обзорном режиме продукт обеспечивает пространственное разрешение — 15 м, полосу захвата — 115 км. Производительность составит 5 минут за один виток в любом режиме. Космическая система будет включать в себя группировку из космических аппаратов — 5 МКА «Смотр-Р» и один МКА-демонстратор «Смотр-Р-Д», а также наземный комплекс управления и ракетно-космический комплекс, обеспечивающий запуск. УГТ-9 будет достигнут в 2030 г.

Масса космического аппарата «Смотр-Р» составит 600 кг, он будет вращаться на круговой, солнечно-синхронной орбите, срок активного существования составит 7 лет, энергетика составит 3 тыс. Вт.

В рамках разработки МКА «Смотр-Р» будет создана «Универсальная модульная космическая платформа СПКА (сборочная платформа космических аппаратов) для МКА». Платформа сможет использоваться для обеспечения работы любой полезной нагрузки для создания МКА подобного класса. Масса платформы составит 350 кг, высота орбиты — 450-800 км, срок активного существования — 7 лет, мощность, выделяемая полезной нагрузки, составит до 500 Вт (средневитковая) и до 3 тыс. Вт ( пиковая), погрешность ориентации — один угол/минута, погрешность определения координат — 5 м.

Второй компонент МКА «Смотр-Р» — это «Радиолокационная система — полезная нагрузка МКА». Радиолокатор будет работать в диапазоне частот — 9300-9900 МГц, его масса составит 200 кг, пиковое энергопотребление — не более 3 тыс. Вт, радиометрическая чувствительность — 20 дБ, погрешность геопривязки — 90-30 метров.

Вторая спутниковая группировка — это «Смотр-В» с оптико-электронной полезной нагрузкой, включая газоанализатор. Космическая система будет включать в себя группировку из спутников — 1-МКА демонстратор «Смотр-В- Д» и 2 МКА «Смотр-В», наземный комплекс управления и ракетно-космический комплекс, обеспечивающий запуск. Система позволит осуществлять глобальный мониторинг поверхности Земли в видимом диапазоне с пространственным разрешением 0,5 м, а также обнаружение локальных источников выбросов метана и измерение их интенсивности от 240 куб/час. УГТ-9 будет достигнут к 2030 г.

Масса космического аппарата «Смотр-В» составит 748 кг, он будет вращаться на круговой, солнечно-синхронной орбите, срок активного существования составит 7 лет, энергетика — 1,5 тыс. Вт. Полезная нагрузка будет представлять из себя оптико-электронную аппаратуру видимого и ближнего ИК диапазона. Полоса захвата составит 11 км, полоса обзора — 1 тыс. км. У газоанализатора метана пространственное разрешение составит 16,7 м, полоса захвата — 8,5 км, полоса обора — 1 тыс. км.

В рамках создание МКА «Смотр-В» будет разработана «Универсальная модульная космическая платформа СПКА». Масса платформы составит 350 кг, высота орбиты — 450-800 км, максимальное энергопотребление — до 500 Вт, среднепиковая мощность выделяемая полезной нагрузки — до 500 Вт, пиковая — до 3 тыс. Вт, погрешность ориентация составит один угол в минуту, погрешность определения координация — 5 метров.

Также будет создана оптико-электронная камера видимого диапазона. Масса полезной нагрузки составит 253 кг, пиковое энергопотребление полезной нагрузки — 170 Вт, погрешность геопривязки — 30 м, производительность — 1 час в сутки (не менее 217 тыс. кв км). Третий компонент МКА «Смотр-В» — газоанализатор. Он будет использоваться для определения интегральной концентрации парниковых газов (метана и углекислого газа) дистанционным методом из космоса. Его масса составит 50 кг, пиковое энергопотребление — 80 Вт, пространственное разрешение — 16,7 м, полоса захвата — 8,5 км, полоса обзора — 1 тыс. км, погрешность геопривязки — 30 м, производительность — 1 час в сутки.

Для работы со спутниками будет разработано прикладное ПО для МКА и МКА — демонстраторов (бортовое) и наземного комплекса (наземное). Прикладное ПО будет использоваться на борту спутника и на Земле, обеспечивая управление функционированием всех систем как единого целого как внутри страны, так и извне. ПО включает в себя: бортовое ПО (БПО), ПО технических средств управления (ПО-У ТСУ), ПО резервного пункта управления (ПО-У РПУ), ПО динамического программного имитатора (ПО ДПИ), ПО автоматизированного испытательного комплекса (ПО АПК). ПО контроля, диагностики и управления земными станциями (ПО АПК КДУ).

Также будет построен комплекс управления и приема данных МКА «Смотр-В-Д», «Смотр-В», «Смотр-Р» и «Смотр-Р-Д». Продукт включает в себя основной и резервный пункты управления (г. Щелково Московской области и г. Переславль-Залесский Ярославской области), Центр обработки информации (г. Щелково) и две объединенные земные станции для управления космическими аппаратами и приема целевой информации (населенный пункт Ордынка Новосибирской области и г. Переславль-Залесский).

Диаметр рефлектора земной станции составит не менее 7,3 м, ЭИИМ (эффективная изотропно излучаемая мощность) — не менее 70 дВТТ, добротность — не мене 31 дБ/к. Диапазон приемных частот составит от 8025 до 8400 МГц, диапазон передающих частот — от 7190 до 7290 МГц, коэффициент ошибок по битам принимаемой телеметрической информации — не более 1*10-6, коэффициент ошибок по битам передаваемой телеметрической информации — не более 1*10-8. Будет поддерживаться правая и левая круговая поляризация.

Запуск и выведению МКА «Смотр-Р» и «Смотр-В» планируется осуществлять на ракетоносителях «Союз-2.1Б», «Го 81 КС» и РБ «Фрегат». Запланировано не менее трех пусков, в первых из них будет запущено 2 МКА, во втором — пять, в третьем — два. После запуска спутников будут доступны услуги и сервисы на основе данных глобального мониторинга ДЗЗ, включая данные с МКА радиолокации, данные с оптико-электронных МКА, включая данные газоанализатора».

Будет производиться: геотехнический и геодинамический мониторинг производственной инфраструктуры объектов на основе методов космической радиолокационной интерферометрии для обнаружения и мониторинга деформаций земной поверхности и самих объектов; мониторинг ледовой обстановки на маршруте Северного морского пути, акватории морей Арктической зоны РФ, континентальном шельфе и в исключительной экономической зоне; обнаружение и контроль распространения разливов нефтепродуктов на суше и водной поверхности.
…
Третье направление — «Космические технологии». Первый продукт в данном направлении — «Технологии геотехнического мониторинга». Речь идет о технологиях, направленных на развитие и повышение качества услуг по дистанционному зондированию Земли с использованием космических систем. К 2030 г. по данному продукту будет достигнут УГТ-8.

В рамках данного продукта будет создан калибровочный полигон. Он предназначен для обеспечения проведения периодической калибровки и верификации характеристик радиолокационной аппаратуры, установленной на радиолокационных космических аппаратах, во всех режимах съемки. Периодическая калибровка радиолокационной аппаратуры с использованием внешних калибровочных средств, в частности, калибровочного полигона с размещенными на нем эталонными целями, необходима для подтверждения радиометрических характеристик радиолокационной аппаратуры, точности географической привязки, геометрии съемки, пространственного разрешения съемки и др.

Также будет создан клиентский веб-сервис , предназначенный для осуществления онлайн заказа съемки, работы с архивом, службой поддержки и предоставления информации по системам и ПО для работы с данными и др. В планах создание ПО для планирования и формирования программы съемки. Речь идет о математической модели космической системы с учетом орбитальных параметров системы, режимов съемок, программы калибровок, сети наземных станций и др. для моделирования, подтверждения реализуемости и формирования плана съемок, в том числе калибровочных.

Также планируется разработать ПО первичной (предварительной) обработки до стандартных уровней, калибровки и контроля качества. Оно предназначено для производства информационной продукции межотраслевого уровня (PL0, PL1A, Pl1B, PL1C) на основе данных радиолокационного космического аппарата.

Кроме того, планируется создать клиентское ПО для обработки снимков: интерферометрия, поляриметрия, геокодирование, фильтрация, мультилукинг и др. Речь идет о ПО для обработка данных радиолокационной съемки и получения на их основе данных для производства геоинформационных продуктов на основе следующих подходов: геотехнического и геодинамического мониторинга (мониторинг смещений и деформаций земной поверхности и сооружений), оценки хода и последствий наводнений, всепогодного мониторинга судоходства, выявления нефтеразливов на водной поверхности, мониторинга ледовой обстановки в акваториях и т.д.

Следующий продукт — «Технологии мониторинга локальных источников выбросов парниковых газов на основе космических снимков». Речь идет о технологиях, направленных на развитие и повышению качества услуг по дистанционному зондированию Земли с использованием космических систем. УГТ-9 будет достигнуто к 2030 г.

В рамках данного продукта будут созданы средства калибровки газоанализаторов. С целью качественного и точного обнаружения источников парниковых газов и измерения их интенсивности на основе информации, получаемой с созданной космической системы, собственные средства позволят проводить периодическую калибровку газоанализаторов (1-2 раза в год), установленных на борту МКА. Состав средств: передвижной автогазозаправщик, наземные средства определения концентрации исследуемых парниковых газов, метеостанции.

Также, как и в случае с технологиями геотехнического мониторинга, будут созданы клиентский веб-сервис, ПО планирования и формирования программы съемки газоанализатора, ПО первичной (предварительной) обработки до стандартных уровней, калибровки и контроля качества и клиентское ПО для обработки снимков газоанализаторов.

Следующий продукт — «Технологии повышения качества съемки земной поверхности из космоса с использованием искусственного интеллекта». Данные технологии повысят разрешающую способность системы ДЗЗ (не менее чем на 25%) и пространственные характеристики изображения при обработке полученного сигнала без увеличения технических характеристик космических аппаратов и его полезной нагрузки. Также снижается затенение облаками полученного изображения (не менее чем на 50%). УГТ-9 будет достигнут к 2030 г.

За поднаправление «Развитие инфраструктуры глобального спутникового широкополосного доступа к сети интерне» отвечает «Бюро 1440», которое строит собственную глобальную группировку широкополосного доступа в интернет.

К 2025 г. планируется создать серийный космический аппарат спутниковой связи первого поколения с массой до 40 кг, обеспечивающий скорость до 8 Гбит/с. Серийный космический аппарат второго поколения, с массой до 500 кг, обеспечивающий скорость до 12 Гбит/с, будет создан к 2030 г.

Также к 2030 г. должны быть созданы: стационарный спутниковый абонентский терминал с поддержкой скорости download/upload до 100 Мбит/с, приемо-передающая антенна с использованием технологий метаповерхностей, мобильный спутниковый абонентский терминал с поддержкой скорости download/upload до 10 Мбит/с, приемо-передающая антенна по технологи АФАР и наземная станция спутникового сопряжения и контроля.

Перспективные технологии для космических систем и сервисов
В рамках поднаправления «Перспективные технологии для космических систем и сервисов» запланирована разработка ряда продуктов. В первую очередь, это перспективные технологии системы связи космический аппарат — Земля и между космическими аппаратами, в том числе оптимизированные для МКА, предназначенные для приема команд и отправки телеметрии. В 2025 г. по ним будет достигнут УГТ-7.

Среди них: системы радиосвязи МКА (высокоточная система связи МКА-Земля для МКА массой до 400 кг, скорость передачи данных — 1,5 Мбит/с, дальность связи — до 2 тыс. км); антенно-фидерные устройства (многолучевые антенные системы для возможности перераспределять трафик отдельным абонентам и обслуживания отдельных регионов); протоколы (сигнально-кодовые конструкции и алгоритмы формирования и обработки сигналов, алгоритмы синхронизации и методы множественного доступа, позволяющие улучшить характеристики системы передачи данных); телеметрическая радиолиния для малых спутников и нано-спутников, излучающая в полуплоскость (двух поколений).

Запланирована разработка технологии радиолокаторов космического базирования с использованием АФАР, в том числе с применением радиофотонных методов. Первое поколение будет иметь разрешение в прожекторном режиме 1 м, полоса съемки в маршуртном режиме — 10-40 км с разрешением 1-4 м, полоса съемки в широкозахватном режиме — 50-500 км с разрешением 5-50 м. В 2025 г. поэтому продукту будет достигнуто УГТ-7.

Второе поколение будет иметь разрешение в прожекторном режиме 0,5 м, полосу съемки в маршрутном режиме — 10-40 км с разрешением 1-2 м, солосу съемки в широкозахватном режиме — 50- 500 км с разрешением 3-10 м. В 2030 г. по данному продукту будет достигнут УГТ-7.

Запланирована разработка технологий создания космических радиолокационных систем на основе принципов радиофотоники. Речь идет о составных элементы космических радиолокационных систем с использованием принципов радиофотоники — формирования, передачи и обработки СВЧ сигнала на оптической несущей. В 2030 г. будет достигнуто УГТ-6.

Также запланирована разработка технологии раскладных радиолокационных рефлекторов большого размера. Продукт будет представлять из себя разворачиваемый рефлектор для радиолокатора большого размера, использующий такие технологии, как жесткие, складывающиеся лепестки, жесткие складывающиеся секции и технологии затвердевающих пленочных антенн. В 2025 г. будет достигнуто УГТ-7.

Будут разработаны технологии, терморегулирующие покрытия класса «Оптические солнечные отражатели» с повышенной радиационной стойкостью на основе модифицированных наночастиц пигмента ZnO и связывающего литиевого жидкого стекла Li2SiO3 для стабилизации температуры космических аппаратов на заданном уровне при изменении внешних энергетических условий. В 2025 г. будет достигнут УГТ-7.

Ряд будущих продуктов будет объединен в группу «Информационно-сенсорные оптические и отоповолоконные системы космических аппаратов с применением технологий фотонных интегральных схем (ФИС)». Сюда относится архитектура оптоэлектронной системы передачи информационных сигналов и сигналов управления на основе решений, разработанных для оптоволоконных систем связи — «оптических борт». Речь идет о системе передачи информационных и управляющих сигналов по волоконным световодам вместо металлических проводов. В системе предусматривается многократное дублирование, распределение по разным длинам волн, передача и анализ в режиме реального времени больших объемов данных с использованием элементов искусственного интеллекта. Предполагается использование максимально унифицированного набора ФИС. УГТ-7 будет достигнут в 2025 г.

Следующий продукт в данной группе — «Архитектура оптической системы мониторинга температуры и состояния конструкции, комплиментарной к системе «оптического борта» . Речь идет о системе оптического мониторинга температуры и состояния конструкции на основе волоконно-оптических датчиков, обработки сигнала в интерроагаторе и искусственного интеллекта для предиктивного анализа. Предполагается максимальное использование в качестве сенсоров волоконных световодов, используемых для передачи управляющих и информационных сигналов. УГт-7 будет достигнут в 2025 г.

Следующий продукт — оптические приемопередающие бортовые устройства с применением фотонных интегральных схем. Они будут использоваться в системе ФИС и будут сконструированы и изготовлены с учетом предъявляемых требований к радиоационной стойкости. Первое поколение относится к 10-гигабитный классу, УГТ-7 по нем будет достигнут в 2025 г. Второе поколение относится к 50-гигабитному классу, УГТ-7 по нему будет достигнут к 2030 г. Бортовой интеррогатор с использованием фотонных интегральных схем будет использоваться в системе ФИС. УГТ-7 будет достигнут в 2025 г.

Будут разработаны технологии оптический связи на основе современных форматов модуляции, а также систем квантовой криптографии с применением фотонных интегральных схем. В современных оптических системах связи применяются сложные форматы модуляции, позволяющие передавать большое количество информации без необходимости увеличения ширины полосы передаваемых частот. В рамках данной части предполагается разработка ФИС для таких современных форматов модуляции для применения в системах космической связи с учетом требований радиационной стойкости. Первое поколение относится к 10-гигабитному классу, УГТ-7 будет достигнут к 2025 г. Второе поколение относится к 50-гигабитному классу, УГТ-7 будет достигнут к 2030 г.

Следующая группа продуктов — оптические стандарты частот (ОСЧ) для космических применений, они являются основными элементом полезной нагрузки навигационных космических аппаратов. Оптические стандарты частоты, предложенные к разработке в рамках перспективных исследований, могут устанавливаться на малые космические аппараты для формирования низкоорбитальной навигационной группировки. Кроме этого, они могут применяться в качестве высокостабильного опорного генератора частоты для различных научных задач.

В том числе, в рамках данной группы продуктов, будет разработан блок бортовых синхронизирюущих устройств — бортовое синхронизирующее устройство на базе оптического репера частоты для применения в космических аппаратов ГЛОНАСС и малых космических аппаратах. Первое поколение будет обеспечивать уровень суточной нестабильности 10е-16 УГТ-7 по нему будет доступен в 2025 г. Второе поколение будет обеспечивать уровень суточной стабильности — 10е-17 — 10e-18, УГТ-7 будет достигнут к 2030 г.

Также в рамках данной группы продуктов будет разработан блок гравиметрии и градиометрии — транспорабельный автономный атомный гравиметр, созданный на базе технологий оптических стандартов частоты с уровнем чувствительности 10е-8 — 10е-9. УГТ-7 будет достигнут в 2025 г. Также будет разработан блок сличений и синхронизации ОСЧ Земля-орбита — система сличения и синхронизации в оптическом диапазоне бортовых оптических реперов частоты с наземными оптическими стандартами частоты. УГТ-7 будет достигнут к 2030 г.

Следующий продукт — прецизионный датчик солнечной ориентации космических аппаратов. Речь идет о малогабаритном прецизионном датчике измерения направления на Солнце. Он может применяться в качестве основного датчика системы ориентации перспективных малых космических аппаратов в случаях, когда точности существующих малогабаритных солнечных датчиков не достаточно, но установка приборы звездной ориентации невозможна или нецелесообразна. УГТ-7 будет достигнут к 2025 г.

Отдельная группа продуктов связана с материалами и технологиями производства литий-ионных аккумуляторов высокой емкости для космических аппаратов, в том числе адаптированные под использованием на МКА. В их числе — катодные материалы для литий-ионных аккумуляторов. с увеличенной удельной емкостью. В рамках первого поколения УГТ-7 будет достигнут в 2025 г., в рамках второго поколения УГТ-7 будет достигнут в 2030 г.

Другая разработка в рамках данной группы продуктов — технологии производства призматических и цилиндрических ячеек литий-ионнных аккумуляторов высокой емкости, адаптированные под малые космические аппараты. Данные ячейки предназначены для стабильной работы под воздействием факторов космического пространства. Первое поколение будет обладать удельной емкости 200 ВТ*ч/кг, УГТ-7 будет достигнут к 2025 г. Второе поколение будет обладать удельной емкостью 250 Вт*ч/кг, УГТ-7 будет достигнут к 2030 г.

Следующая группа продуктов — перспективные композиционные материалы и элементы космических аппаратов из них. К ним относятся полимерные композиционные материалы, стойкие к термокриоциклированию, и технология изготовления криогенных емкостей на их основе. Речь идет о криогенных баках с отработанной технологией сочленения композит-металл, изготавливаемые по безавтоклавной технологии, не имеющие технологических ограничений по габаритам изделий. УГТ-7 будет достигнут к 2025 г.

Второй продукт в данной группе — полимерные композиционные материалы с повышенной стойкостью к воздействиям условий открытого космоса, Речь идет о новом поколение полимерных композиционных материалов для изготовления элементов космических аппаратов. УГГ-7 будет достигнут к 2025 г.

Запланировано создание компьютерной системы моделирования группировок и космических аппаратов, Система будет обеспечивать: определение с помощью моделирования предварительного облика группировки; определение параметров для технических заданий на аппараты/подсистемы/компоненты космических аппаратов; выбор оптимальных решений с помощью многовариантных расчетов; проведение полного имитационного моделирования группировки, космического аппарата (подсистем и полезных нагрузок, включая оптические камеры, РСА, устройства связи) и наземных станций при решении целевых задач ДЗЗ, связи и мониторинга космического пространства. УГТ-9 будет достигнут к 2025 г.

Планируется создать автоматический центр управления полетами многоспутниковых группировок. Для каждого космического аппарата группировки будет составляться персональное техническое задание на съемку и предоставляться услуги связи или мониторинг космического пространства. Сбор и анализ телеметрической информации будет проводится в автоматическом режиме. Также периодически центр управления полетами будет проводит проверку имеющихся в распоряжении космических аппаратов и оценивает возможности группировки. К 2025 г. будет достигнуто УГТ-6.

Уницифированный комплекс управления космическим аппаратом будет адаптирован под широкий спектр вариантов построения космических аппаратов и позволит существенно сократить временные и трудовые затраты на создание комлпексов управления космическими аппаратами. Комплекс будет включать в себя наборы алгоритмов управления, модели систем и элементов космических аппаратов, системы тестов и систему отработки предлагаемых алгоритмов на имитационном моделировании космических аппаратов. УГТ-6 будет достигнут в 2025 г.

Алгоритмы «сверхразрешения» для обработки радиолокационных данных повысят качества изображения, получаемого после обработки голограммы, включающие борьбу с шумами, обработку изображений со слабым входным сигналом, повышение разрешения, поиск ключевых объектов, распознавания информации и пр. К 2025 г. будет достигнут УГТ-8.

Алгоритмы предварительной обработки данных ДЗЗ на борту в оптическом и радиолокационном диапазонах создаются с целью отсева ненужной информации, понижения ее детализации, уменьшения объема передаваемой информации, повышения ресурса работы полезной нагрузки и проведение детализации информации, представляющей интерес и проводящие ее предварительную обработку. К 2025 г. будет достигнут УГТ-8.

Планируется создать программный комплекс обработки спутниковых снимков в видимом и гиперспектральном диапазонах на основе глубокого обучения и обучения с подкреплением. Комплекс направлен на решение проблемы обработки зашумленных данных спутниковых изображений. Разрабатываемые методы решают ряд задач: устранение шума; устранение размытия в случае, если матрица представляет собой импульсную характеристику (или функцию рассеяния точки) визуализирующей системы; увеличения разрешения (т.н. задача «supperesolution») изображения в случае, когда матрица представляет собой комбинацию функции рассеяния точки и матрицы понижающей дискретизации. Комплекс будет включать в себя алгоритмы, адаптированные и функционирующие непосредственно в устройствах спутника, а также систему обработки изображений в наземных центрах обработки данных. К 2025 г. будет достигнут УГТ-6.

В рамках поднаправления ««Перспективные технологии для космических систем и сервисов» « запланировано создание еще ряда продуктов. Бортовой терминал квантовой связи «спутник — Земля» для использования на МКА создается для реализации квантового распределения ключей. Он будет функционировать совместно с наземными приемными терминалами квантовых коммуникаций (стационарными и транспортабельными).К 2025 г. будет достигнут УГТ-6.

Запланирована разработка наноспутниковой платформы, ориентированной на создание линейки наноспутников для проведения фундаментальных и прикладных космических исследований. Конструктивно-компоновочная схема платформы формата CuberSat 3U будет представлять собой плотную одностековую компоновку бортовых систем. Он будет включать в себя: приемо-передатчик, построенный по технологии SDR; замки и антенную систему (применением жестких вибраторов для получения более стабильных параметров антенного устройства во время полета); компьютеры (допускается применение нескольких типов контроллеров с несколькими различными вычислительными ядрами, поддерживающими, в том числе, и параллельные вычисления). Платформа будет допускать масштабирование до формата CuberSar 6U. К 2025 г. будет достигнут УГТ-6.

Также планируется создать платформу наноспутников для решения широкого класса задач в околоземном и долунном космическом пространстве. Платформа формата CuberSat 12U будет предназначена для решения широкого класса научно-технических задач по исследованию околоземного и долунного космического пространства. Особенностями наноспутниковой платформы станут: наличие раскрывающихся панелей солнечной батарей (до 40 Вт) и двигательной установки для коррекции орбиты; высокоскоростная радиолиния; система терморегулирования выделенного отсека; раскрывающиеся штанги с научной аппаратурой, повышенная радиационная стойкость; бортовое ПО с высоким уровнем отказоустойчивости. Платформа будет допускать масштабирование до формата CuberSat. К 2025 г. планируется достичь УГТ-5.

Универсальные модульные бортовые системы управления ориентацией и стабилизацией, оптимизированные для применения на МКА будут представлять из себя модульные комплексы управления ориентацией и стабилизацией МКА с варьируемым составом универсальных датчиков и масштабируемых исполнительных устройств, управляемых бортовым вычисленным модулем. Предлагаемые к разработке на ЭКБ класса «industrial» приборы будут обладать сниженной стоимостью постановки на производство с сохранением показателей надежности благодаря усовершенствованным технологиям комплексирования. Применения передовых алгоритмов позволит реализовать улучшенные функциональные характеристики как составных частей комплексов управления (точность датчиков и стабильность исполнительных устройств), так и комплексов в целом (оптимизация энергетических потоков в системе управления, реализация требовательных к ресурсам алгоритмов баллистической пропагации). К 2025 г. будет достигнуто УГТ-6.

Разрабатываемая универсальная автоматизированная система высокоточного отделения наноспутников на базе электромагнитного привода будет представлять из себя высокотехнологичный инновационный продукт, позволяющий с высокой точностью в автоматизированном режиме обеспечивать отделения одиночных и групп наноспутников с различными заданными скоростями по заранее выбранной программе с минимальной угловой скоростью отделяемого объекта. К 2025 г. будет достигнут УГТ-6. К 2025 г. будет достигнуто УГТ-7 в части унификации способов создания отработочно-экспериментальной полезной нагрузки.

Технологии серийной сборки и испытаний малых космических аппаратов предполагают создание производственной ячейки — демонстратора роботизированной сборки малого космического аппарат во взаимодействии с сопутствующими автоматизированными процедурами хранения и логистики комплектующих сборки, тестирования и испытаний, складирования готовой продукции, а также отдельными ручными операциями. К 2025 г. будет доступно УГТ-7. К 2030 г. будет достигнуто УГТ-5 в части спутниковой платформы для выполнения задач по дозаправке и сервисному обслуживанию космических аппаратов.

Спутниковая платформа для решения задачи очистки орбиты от космического мусора разрабатывается для размещения в ее составе устройств захвата космического мусора с целью его последующего увода с орбиты либо переработки/утилизации. В рамках платформы будут предлагаться системы контактной и бесконтактной формы взаимодействия «спутника-уборщика» с объектом космического мусора, в том числе системы типа «гарпун», «сеть», «манипулятор», «трос», «шар-баллон», а также системы по электростатическому и ионному взаимодействию с объектами космического мусора (путем электростатистического отталкивания/притяжения, сдутию потоком частиц факела электрического ракетного двигателя). К 2030 г. будет достигнуто УГТ-5.

Разработка спутниковой платформы для размещения в ее составе устройств захвата космического мусора для его последующего увода с орбиты, либо переработки/утилизации. В рамках платформы будут предлагаться системы контактной и бесконтактной формы взаимодействия спутника-уборщика с объектом космического мусора, в т.ч. системы типа «гарпун», «сеть», «манипулятор», «трос», «шар-баллон», а также системы по электростатическому и ионному взаимодействию с объектами космического мусора (путем электростатического отталкивания/притяжения, сдутию потоком частиц факела ЭРД).

Эшелонированные многоуровненые группировки МКА-БПЛА (беспилотный летательный аппарат) для задач дистанционного зондирования будет представлять из себя мультиантенные системы для БПЛА, решающие задачи передачи данных (с использованием гибридного канала связи), навигации и дистанционного зондирования земли, поддерживающие протоколы пилотируемой авиации и позволяющие решить задачу наблюдения и навигации беспилотных воздушных судов в общем воздушном пространстве. Для реализации и эффективной эксплуатации БПЛА предлагается создать систему гибридной сети цифровой связи, обеспечивающую надежную передачу данных, между базовыми эксплуатационными центрами и точками базирования и применение БПЛА посредством эффективного использования спутникового и наземного каналов связи для двухстороннего обмена информацией. За счет применения БПЛА разрешающая способность системы ДЗЗ составляет 0,1 м. К 2025 г. будет достигнут УГТ-7.

Запланирована разработка открытой спутниковой платформы. Речь идет о создании открытой документированной стандартизированной архитектуры малых космических аппаратов в части: механической архитектуры; архитектуры бортового ПО; электрических интерфейсов; архитектуры информационного сопряжения бортовых устройств. Открытость и документированность спутниковой платформы, в сочетании с поддержкой со стороны консорциума и созданием открытого сообщества разработчиков алгоритмов, электронных блоков и ПО, обеспечит снижение временных и финансовых затрат на разработку и согласование механического, электрического и информационного взаимодействия между производителями бортовых систем и комплексов, а также быстрое развитие платформы за счет вовлечения широкого круга участников. К 2030 г. будет достигнута УГТ-7.

На базе алгоритмов искусственного интеллекта запланирована разработка бортовых алгоритмов. Соответствующее бортовое ПО обеспечит самооптимизацию режимов работы и параметров бортового оборудования в зависимости от текущей роли данного космического аппарата в формации с применением межспутниковой радиосвязи. К 2025 г. будет достигнуто УГТ-6.

Запланирована заработка математического, алгоритмического и бортового ПО системы коррекции орбиты малых космических аппаратов с целью поддержания заданной пространственной группировки либо самоорганизации заданной группировки малых космических аппаратов. Речь идет об алгоритмах управления системой коррекции орбиты малого космического аппарат и их программная реализация для автономного поддержания группой спутниковой заданной орбитальной формации, в том числе без участия наземных комплексов управления. К 2025 г. УГТ-6.

Предполагается создание высокоскоростных систем передачи данных большого объема в космическом и наземном сегментах. Речь идет о системе высокоскоростной передачи данных с применением адаптивных методов отказоустойчивого кодирования, основанных на технологиях сжатия многомерных данных без потери точности и нейронных сетей для решения задачи оптимальной маршрутизации. Разрабатываемая технология будет учитывать особенности систем связи на основе оптических каналов. К 2025 г. будет достигнуто УГТ-7.

Запланировано создание интегрированной низкоскоростной сети передачи данных в космическом и наземном сегментах космической системы. Модуль приемопередатчика будет сделан на базе технологии LoRa, имеющего сетевой уровень для подключения к сети космической группировки, а также блок антенн. Первоначально планируется создать экспериментальную сеть, состоящую из одного наноспутника формата CuberSat 3U и двух наземных станций. В дальнейшем будет реализована сеть для космической группировки из трех и более наноспутников. К 2025 г. будет достигнуто УГТ-5.

Запланировано создание гиперспектральной камеры видимого диапазона. Количество спектральных каналов составит140. Габариты камеры составят 300 мм x 100 мм x 100 мм, вес — не более 3 кг. Также запланирована разработка гиперспектральной камеры видимого и ближнего ИК диапазонов с количеством спектральных каналов — 250 и габаритами — 300 мм x 200 мм x 200 мм. Вес камеры будет не более 8 кг. У обоих камер к 2025 г. будет достигнут УГТ-7.

Предполагается создание облачного сервиса хранения и анализа гиперспектральных данных ДЗЗ. Предполагается создать программный комплекс, реализующий полный цикл обработки гиперспектральных данных на основе глубокого обучения (сбор, разметка, обучение, классификация) в рамках реальных задач в интересах сельского и нефтегазового хозяйств, экологического мониторинга и силовых ведомств. К 2025 г. будет достигнут УГТ-7.

Оптико-электронная полезная нагрузка для дистанционного зондирования Земли из космоса в различных диапазонах спектра будет выполнена в компактном формате и небольшом весе и предоставлять высокое, для своих габаритов, разрешение. В 2024 г. будет достигнут УГт-7.

Терминал межспутниковой лазерной связи на основе дифракционной оптики будет представлять из себя систему лазерной связи, предназначенную для высокоскоростной передаче информации между низкоорбитальными малыми космическими аппаратами. Технология будет осуществляться с применением адаптивных методов отказоустойчивого кодирования, основанных на технологиях сжатия многомерных данных без потери точности и нейронных сетей для решения задач оптимальной маршрутизации. К 2025 г. будет достигнуто УГТ-7.

Испытательная спутниковая платформа будет предназначена для натурных испытаний материалов и покрытий, радиоэлектронных компонентов и малогогабаритнных радиоэлектронных устройств, а также микробиологических объектов в космических условиях на заданной орбите в течение заданного времени. Спутниковая платформа обеспечивает проведение испытаний с последующим прогнозируемым сведением с орбиты и неразрушающей доставки испытуемого элемента на Землю. К 2030 г. будет достигнуто УГТ-6.

Наземная станция управления космическими аппаратами будет представлять из себя наземную аппаратуру связи для командно-телеметрической радиолонии, а также линии высокоскоростного приема/передачи данных «Земля — космос» и «космос — Земля» с применением технологий криптографии, в том числе квантовой, для защиты трафика от перехвата или подмены. К 2025 г. будет достигнуто УГТ-7.

В части интеграции наземного и космического сегментов связи в стандартах 5G и выше будут разработаны технические решения для создания интегрированных/гибридных наземных и космических сетей подвижной связи для современных и перспективных поколений связи 5G Advanced-6G. К 2030 г. будет достигнуто УГТ-7.

Транспортабельные наземные приемные терминалы для систем спутниковых квантовых коммуникаций будут функционировать совместно с бортовыми терминалами квантовой связи, устанавливаемыми на МКА. Терминалы будут обеспечивать интеграцию с наземными магистральными сетями квантовых коммуникаций, а также с традиционными открытыми информационными сетями для обеспечения квантово-защищенной связи между географически удаленными наземными объектами с использованием квантовых ключей, распределенных с использованием МКА. К 2025 г. будет достигнуто УГТ-6.

Нейронная сеть для поиска кораблей-нарушителей
Ряд продуктов будет создан в рамках поднаправления «Развитие наземной инфраструктуры», за которое отвечает группа компаний «Сканэкс». В частности, будет создана земная станция приема данных с космических аппаратов. Диаметр зеркала состаивт 3 м, скорость приема данных — до 1,5 Гбит/с. К 2025 гю будет достигнуто УГТ-9.

Другой продукт — «Scanex maritime» цифровая платформа геосервисов оперативного мониторинга навигационной, инженерно-технической и экологической безопасности морских объектов и акваторий. Цифровая платформа обеспечит следующие функции: использование данных с новых космических аппаратов, в том числе планируемых к запуску российских спутников «Кондор» и «Обзор»; наличие систем искусственного интеллекта для автоматизации работ (детектирование и дрейф нефтяных пятен, опасных ледовых образований — айсбергов); наличие нейронной сети для автоматического выявления судов — нарушителей, плавающих с выключенной системой АИС; наличие нейронной сети для автоматического планирования маршрута движения судов во льдах. К 2025 г. будет готово достигнуто УГТ-9.

Следующий продукт — «Fires.ru: онлайн-сервис «Карта пожаров». Данный сервис работает более 10 лет, является крупным социальным проектом, с 1 июня 2019 г. его посетило свыше 300 тыс. человек. Новая версия будет обладать следующими функциями: увеличенная скорость обновления данных, новые алгоритмы и источники данных; наличие модели прогнозирования пожаров на основе метеоданных. УГТ-9 будет достигнут к 2025 г.

Спутниковая связь и вещание
За поднаправление «Спутниковая связь и вещание» отвечает госпредприятие «Космическая связь». В первую очередь, предполагается обеспечить доступ к емкости космического сегмента. Речь идет о предоставлении современных и качественных услуг в области спутниковой связи и вещания на территории России, стран Европы, Северной и Южной Америки, центральной части Африки и Ближнего Востока из орбитальной позиции 11 град. з.д. в интересах государственных органов, населения и корпоративных клиентов. УГТ-9 будет достигнут к 2030 г.

Второй продукт — управление существующими и перспективными космическими аппаратами (оригиналы ПО). Речь идет о модернизации аппаратно-программных комплексов (АПК) центра управления полетами (ЦУП) «Сколково» и резервного ЦУП (РЦУП) «Железногорск» (Красноярский край) с заменой общесистемного ПО и устаревшего оборудования зарубежного производства, а также разработка специального ПО управления космическими аппаратами. УГТ-9 будет достигнут к 2025 г.

В части оказание услуг по техническому обслуживанию оборудования (услуги спутниковой связи, кроме услуг для целей теле-радиовещания) предполагается обеспечить комплексное использование инфраструктуры и внедрение централизованного эксплуатационно-технического обслуживания оборудования и систем в круглосточном режиме силами и средствами ЦКС «Железногорск». УГТ-9 будет доступен к 2030 г.

Сервис доставки поправок высокоточной навигации через спутниковые каналы связи представляет из себя доставку поправок навигации системам высокоточного позиционирования с использованием отечественной системы ГЛОНАСС для обеспечения сантиметровой точности в задачах точного земледелия (автоматизация процессов управления сельскохозяйственной техникой). УГТ-9 будет достигнут к 2025 г.

Сервис доставки телевизионного сигнала представляет из себя разработку и внедрение отечественного технологического программного комплекса для отправки и приема шифрованного спутникового ТВ сигнала. Основными элементами программного комплекса являются: программный комплекс, обеспечивающий шифрование и передачу ТВ потока; система Digital Right Management (средства защиты контента от неправомерного доступа); системы шифрования сигнала для серверной станции на основе криптоустойчивых алгоритмов собственной разработки. Программный комплекс должен будет обеспечивать защиту от подмены потока, возможность мониторинга на каждом этапе и возможность передавать дешифрованный спутниковый поток по unicast/multicast или HLS/DASh протоколам и дешифровать поток с помощью CAM модулей. УГТ-9 будет достигнут к 2025 г.

Источник: https://www.cnews.ru/articles/2024-10-11_kakie_kosmicheskie_tehnologiiservisy?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fdzen.ru%2Fnews%2Fsearch