Проект сфера что это
Проект сфера что это
Основным российским проектом в области прикладной космонавтики в ближайшее десятилетие станет программа «Сфера». Благодаря ей страна получит самую современную систему коммуникаций, включающую как существующую, так и перспективную космическую инфраструктуру. В результате будут созданы интегрированные сервисы для развития всех отраслей экономики страны. Вряд ли сегодня можно встретить человека, который никогда в своей жизни не сталкивался с цифровыми технологиями. Удаленные сервисы и электронные услуги окружают нас повсюду — на работе, на отдыхе, в быту. Мы даже не заметили, как из категории приятных, но необязательных мелочей они перешли в разряд вещей, без которых нельзя обойтись в ежедневном потоке забот. Записаться в поликлинику, оплатить налоги и коммунальные услуги, проложить маршрут поездки — сегодня это можно сделать дистанционно, или, как говорят, в «один клик». Но все перечисленное лишь видимая часть айсберга цифровизации.
Глубина погружения в новую реальность, хотим мы того или нет, продолжается. Не будет большим преувеличением сравнить масштаб и скорость процессов в этой области с индустриализацией 1930-х годов. И если раньше облик государства определялся промышленным потенциалом, то в последнее время на первый план выходит уровень развития информационных технологий. Здесь концентрируются капиталы, таланты и прочие ресурсы, поскольку именно в этом направлении человечество ожидает новых прорывов.
Нашей стране точно есть куда стремиться — ведь огромная часть ее территории находится вне зоны действия вышек сотовых операторов и сетей провайдеров широкополосного доступа в Интернет. А значит услуги, ставшие в городах обыденными, за пределами областных центров могут быть недоступны. Как сделать, чтобы сигнал, связывающий человека с внешним миром, доходил до всех уголков страны и каждого пользователя в отдельности? Как решить проблему цифрового неравенства, чтобы житель, например, Крайнего Севера имел возможность пользоваться пакетом современных коммуникационных услуг? Как оперативно получать спутниковые снимки любой точки страны и мира для решения самых разнообразных задач? Как реализовать возможности искусственного интеллекта не в отдельно взятом мегаполисе, а по всей стране?
Идея объединить в единую программу разнородные услуги, в основе которых лежат возможности космической связи, дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и навигации, была высказана группой российских специалистов несколько лет назад. Все предыдущие попытки привести разные системы к единому знаменателю оказывались, по сути, либо несвоевременными, либо оторванными от реальных потребностей. В последние же годы актуальность проекта стала очевидна всем, кто наблюдает за технологическими трендами и динамикой развития страны. При этом анализ мирового опыта привел к выводу, что идти по стопам конкурентов нет резона, нужны свежие подходы и предложения.
«Команда включала в себя генеральных конструкторов космической техники, представителей операторов связи, навигации и дистанционного зондирования Земли, а также сотрудников различных заинтересованных ведомств, — вспоминает директор Департамента перспективных программ и проекта „Сфера“ Госкорпорации „Роскосмос“ Сергей Прохоров. — По сути, это была инициатива группы профессионалов. Мы собирались несколько раз в неделю, а бывало, и каждый день. На этом начальном этапе участники делились информацией: кто чем занимается, какие разработки и системы существуют, кто какие перспективы видит».
Отцом-основателем программы «Сфера» можно назвать первого заместителя генерального директора по развитию орбитальной группировки и перспективным проектам Госкорпорации «Роскосмос» Юрия Урличича (является первым генеральным конструктором глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, в 2014–2018 гг. был заместителем руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ). Он смог собрать под знамена проекта самых квалифицированных отраслевых специалистов и руководителей в стране.
В составе собранной команды оказались не только видные представители отрасли, но и потенциальные потребители новых космических услуг из крупных структур, таких как Газпром и Росатом. И это закономерно: поскольку «Сфера» интегрируется едва ли не во все значимые хозяйственные процессы в стране, важно было знать, что о новых возможностях думают крупные пользователи. С их участием на начальном этапе и прописывали требования к телекоммуникационным и геоинформационным сервисам. Концепция строилась на основе предложений, анализа российского и международного рынков, спроса потребителей и другой информации.
Первоначально работа шла совершенно неформально: специалисты встречались, обменивались мнениями, рассматривали различные аспекты — технические, организационные, финансовые. Идеология проекта зародилась довольно быстро, но для формирования четкой программы необходимо было уточнить нюансы, определить необходимые силы и средства.
Разработчики считают: от того, в каком виде «Сфера» будет реализована, во многом зависит, по какому пути пойдет не только российская космонавтика, но и вся экономика. Программа позволит нашей стране выйти на передовые позиции в мире в области связи, навигации, метеорологии, спутникового Интернета, телерадиовещания, дистанционного зондирования и новых услуг, связанных с позиционированием и передачей данных, например, с помощью интернета вещей, а также обеспечить востребованность новых ракет-носителей на внутреннем рынке пусковых услуг.
В 2018 году обсуждение перешло с уровня разговоров на этап реализации и формирования плана. Финальный этап предложений был подготовлен и доложен Президенту РФ Юрием Урличичем в составе команды Роскосмоса под руководством Дмитрия Рогозина при участии представителей Коллегии Военно-промышленной комиссии и Аппарата Правительства РФ.
Президент идею поддержал. Его указания стали основанием для начала разработки и детализации мероприятий Федеральной целевой программы «Сфера». Проект нужно было объяснить и согласовать со всеми заинтересованными министерствами и ведомствами: Минсвязи, МЧС, Минсельхоз, Минприроды, Минтранс и др. Всего было более 30 различных ведомств и организаций. Требовалось не только довести до них цели и задачи, но и принять к сведению их рекомендации.
«Тем, кто не принимал участия в разработке идеологии программы, приходилось рассказывать „от печки“, — говорит Сергей Прохоров. — Но, думаю, это правильно, поскольку прямое общение с министерствами и ведомствами позволило решить часть вопросов, которые так и продолжали бы висеть в воздухе, если бы мы просто переписывались».
Проект получался весьма сложным для человека, не погруженного в тему, поскольку предполагал решение огромного спектра задач в интересах большого числа пользователей заявленных систем. В программу вошли, казалось бы, разрозненные проекты, но на самом деле все идеи на начальном этапе были плотно увязаны между собой.
«Говоря простыми словами: мы создаем новые космические аппараты с различным функционалом, но при этом задаем требования по унификации приборов, систем, платформ космических аппаратов, — объясняет Сергей Прохоров. — Кроме того, формируются единые требования к наземному абонентскому оборудованию, которое позволит конечному потребителю пользоваться не одной выборочной услугой, а целым пакетом интегрированных сервисов. Наши операторы благодаря „Сфере“ смогут их предоставлять».
«Орбитальная группировка, которая у нас существует, нас количественно не устраивает, — отмечал в одном из интервью глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин. — Ее необходимо увеличивать. В этом нам поможет развертывание многофункциональной группировки „Сфера“. Программа даст отечественным предприятиям крупный заказ на серийное производство спутников. Мы умеем создавать отдельные или мелкосерийные аппараты, а здесь речь пойдет о десятках и сотнях спутников разного назначения».
По своему наполнению и функционалу «Сфера» превосходит все космические системы, ранее создававшиеся в нашей стране. Впервые в истории российской, а может быть, и мировой космонавтики появится возможность соединить воедино услуги связи, передачи данных, навигации и дистанционного зондирования Земли, сделать за счет синергии эти сервисы доступными всем и создать новые конкурентоспособные продукты не только в интересах нашей страны, но и для тиражирования на международном рынке.
Принципиальным основанием для определения концепции «Сферы» стали, в первую очередь, гуманитарные и социальные соображения. Россия — огромная страна с крайне неравномерным распределением плотности населения. Львиная доля его сосредоточена в европейской части, где подавляющую часть услуг в области телекоммуникаций — голосовой связи, интернета, телевидения — обеспечивают наземные сотовые и оптоволоконные сети.
В крупных городах трафик сотовых сетей постоянно дешевеет, и никому не приходит в голову пользоваться спутниковыми телефонами, поскольку это банально дороже. В отдаленных же уголках многие виды сервисов населению либо недоступны из-за отсутствия наземной инфраструктуры, либо (в случае космической телефонии) обходятся чрезвычайно дорого. Эту проблему предлагается решить путем интеграции сервисов спутниковых и сотовых операторов: используя в городе возможности соты, потребитель останется на связи, даже выехав за границы ее действия. При этом цена услуги обязательно должна быть по карману массовому потребителю.
«МТС рассматривает участие в программе „Сфера“ как возможность дополнить и расширить географию предоставляемых телеком-услуг для клиентов компании», — подтверждает эксперт по спутниковым системам связи ПАО «МТС» Илья Тимошков.
Аналогичная ситуация и с технологией дистанционного зондирования. Раньше эта услуга сводилась к получению и интерпретации спутниковых снимков в интересах госорганов, теперь же она с успехом применяется в различных секторах экономики — в нефтегазе, энергетике, сельском и лесном хозяйстве, при строительстве и на транспорте. Выход на массовый рынок будет обеспечиваться за счет развития кооперации с существующими операторами.
«Сфера» способна предоставить широкие возможности для корпоративных клиентов, особенно тех, кто связан с перевозками или имеет производственные активы, разбросанные по всей стране или за ее пределами. Отследить перемещение грузов и пассажиров по железной дороге, морским или автомобильным транспортом, предоставить надежную связь в пути, обеспечить удаленный контроль оборудования и инфраструктуры, проверить работу персонала на объектах, провести разведку природных ресурсов — это сервисы «Сферы» (точнее, их часть), которые позволят компаниям добиться экономии до 30% и оптимизировать бизнес-процессы.
Возможны и такие суперсовременные решения, как получение через спутниковые каналы связи визуальной информации с беспилотников и роботизированных систем, обслуживающих опасные производственные объекты в труднодоступной местности, с возможностью корректировки полетного задания беспилотника и доступа к его системам контроля и управления в реальном времени.
«Сфера» представляет большой интерес для общественных и волонтерских организаций, нацеленных на поисковую деятельность. «Потеряться — не значит пропасть» — таков девиз некоммерческого объединения «Лиза Алерт», которое занимается поиском детей, заблудившихся в лесу или в городе. Свое название организация выбрала в память о четырехлетней Лизе Фомкиной, пропавшей в районе Орехово-Зуево в 2010 году. Девочка потерялась вместе с тетей в лесу, и в течение пяти дней о них ничего не знали. И только когда информация о пропавших попала в Интернет, сотни неравнодушных людей откликнулись и начали поиски своими силами. Лизу нашли, но было уже слишком поздно.
Как сложилась бы судьба девочки, если бы при ней находилось устройство, способное передать координаты и сигнал SOS? Такую функцию под названием «Спутниковая кнопка жизни» в рамках «Сферы» планируется реализовать с помощью орбитальной группировки «Марафон». Легкие носимые устройства могут быть вшиты в одежду, встроены в часы, брелок от ключей, чехол телефона и тем самым позволят обеспечить поиск и спасение в глобальном масштабе.
«При нажатии на экстренную кнопку должен выполняться звонок или передаваться сигнал SOS в региональную систему 112, — объясняет алгоритм координатор поисково-спасательного отряда „Лиза Алерт“ Олег Леонов. — Одновременно точные координаты телефона, определенные при помощи спутниковой системы геопозиционирования ГЛОНАСС, должны в виде короткого сообщения передаваться в систему 112. В этом случае оператор сможет четко понять, где именно и что случилось».
По масштабам «Сферу» сравнивают с такими зарубежными аналогами, как Starlink и OneWeb, нацеленными на оказание услуг широкополосного Интернета, но это не вполне корректно.
«Наша идеология, которую мы заложили в „Сферу“, более сильная, чем те проекты, которые сейчас реализуются и рекламируются», — поясняет Сергей Прохоров.
Известно, что Starlink и OneWeb нацелены исключительно на решение задач связи и передачи больших объемов информации. Но очевидно, что в ряде случаев потребителю не нужен дорогостоящий широкополосный интернет — ему достаточно получить данные со счетчика электроэнергии или газа в загородном доме или передать сигнал о необходимости оказания срочной помощи.
По замыслу разработчиков «Сферы», абонентское оборудование не должно быть тяжелым, сложным и дорогим. И совершенно ни к чему крутая сканирующая самонаводящаяся «тарелка» со сложной системой управления, следящая за пролетающими над головой спутниками низкоорбитальной системы и предоставляющая высокоскоростные каналы связи. Достаточно будет простого недорогого терминала, способного в случае необходимости подключиться к сотовой сети или к спутнику. Последний по массе будет в разы (или даже на порядок) меньше современных аппаратов типа Starlink или OneWeb и значительно дешевле, а орбитальная группировка не будет насчитывать тысячи аппаратов.
«Мы не планируем создание многотонных космических аппаратов-комбайнов — только некоторые из бортов будут многофункциональны, но останутся малыми», — говорит Сергей Прохоров.
Спутниковую связь смогут обеспечить обычные смартфоны, способные работать в связке со спутниковым приемо-передающим устройством. Новая линейка спутникового абонентского оборудования будет включать в себя устройства для работы, например, на общественном и личном транспорте, к которым необходимо будет подключиться по Wi-Fi или работать в локальной сети сотового оператора, а также просто носимые компактные устройства передачи коротких сообщений через спутниковую группировку «Марафон».
«Среди широкого функционала „Сферы“ нам в том числе интересна интеграция в систему передачи данных интернета вещей „Марафон“, — указывает Илья Тимошков. — У МТС накоплена богатая экспертиза в разработке и предоставлении сервисов IoT, и нам есть чем поделиться».
К концу 2018 году в Роскосмосе был сформирован департамент программы «Сфера», и работа по проекту вышла на новый уровень.
«У нас постоянно шли доклады за подписью Дмитрия Олеговича Рогозина — и в Правительство, и Президенту, — рассказывает Сергей Прохоров. — Поскольку „Сфера“ связана с другими проектами крупных компаний, таких как Газпром, Росатом и РЖД, мы держим единое информационное поле между руководством, исполнителями и будущими потребителями».
Уже на начальном этапе было принято решение об организации проектного офиса по программе «Сфера» на базе ЦНИИмаш (входит в состав Госкорпорации «Роскосмос»). В офис вошли не только разработчики, но и представители министерств, которые рассматривали и согласовывали программу.
В проектном офисе на этапе разработки «Сферы» работало до 400 человек, распределенных по 13 рабочим группам. Среди направлений — развитие клиентских сервисов, группировки космических аппаратов связи и вещания, группировки ДЗЗ, создание систем нового поколения, модернизация и создание наземных комплексов управления, создание интегрированной наземной инфраструктуры, техническое перевооружение, финансово-экономический анализ. Есть отдельные группы по системам высокоскоростной лазерной связи и системной интеграции.
В процессе обсуждения из программы «Сфера», по решению Министерства обороны и Коллегии Военно-промышленной комиссии, была де-юре исключена система ГЛОНАСС. Но при этом в общей идеологии использование спутниковой навигации остается, поскольку ГЛОНАСС является неотъемлемой частью российской орбитальной группировки, а все абонентские устройства на уровне потребителя обязательно должны быть интегрированы с навигационными системами. Важность навигации обусловлена тем, что «Сфера» направлена не только на людей, но и на решение задач взаимодействия с роботизированными системами, а там без систем высокоточного позиционирования просто не обойтись.
12 апреля прошлого года Президент РФ принял решение по увязке мероприятий Федеральной целевой программы развития гражданской орбитальной группировки связи с программой «Сфера». После этого было дано указание на трансформацию программы «Сферы» в подпрограмму Государственной программы «Космическая деятельность России».
«В случае если финансирование первоочередных работ откроется со следующего года, то, надеюсь, уже в 2024 г. начнутся первые пуски, что позволит нам развернуть высокоорбитальный сегмент, — подытоживает Сергей Прохоров. — Далее начнем разворачивать низкоорбитальный сегмент. Параллельно будут идти работы по созданию систем радиолокационного мониторинга на базе малых космических аппаратов».
«Сфера» всевластия: зачем России самый дорогой космический проект
Одним из самых амбициозных «космических» проектов России сегодня является «Сфера» — созвездие аппаратов глобальной системы связи и дистанционного зондирования Земли. В рамках проекта предполагается нарастить спутниковую группировку до 600 спутников, создать сверхтяжелую ракету и реализовать пилотируемую программу (скорее всего, речь идет о связке ракеты-носителя «Союз-5» и пилотируемого космического корабля «Федерация»). Всё это должно быть сделано до 2024 года, в течение ближайших шести лет. «Известия» изучили возможности реализации проекта.
По состоянию на конец I квартала 2018 года в мире работало 1886 космических аппаратов на орбите Земли. Разбивка по странам следующая: США — 859 аппаратов, Китай — 250, Россия — 146, остальные страны — 631 аппарат. Число в 600 спутников выглядит реалистичным, но для этого России нужно увеличить количество аппаратов на орбите примерно вчетверо, при этом США мы всё равно не догоним, у них только коммерческих спутников без малого 500.
Запуск ракеты-носителя «Союз-5» с космодрома Байконур
До 2018 года программа «Сфера» не упоминалась. Ранее говорилось только о проекте «Эфир», разрабатываемом «Российскими космическими системами». Та разработка была гораздо более массовой и всеобъемлющей, предполагалось создание всероссийской системы связи, для чего требовалось использование спутников как низкоорбитальных, так и стационарных, а также сотовые сети и атмосферные спутники — электросамолеты-беспилотники, способные месяцами летать в атмосфере на большой высоте.
Спустя два года появилась новая концепция, продолжающая тему «Эфира». Специалисты «Роскосмоса» предложили создать российскую глобальную спутниковую систему связи под рабочим названием «Глобальная многофункциональная инфокоммуникационная спутниковая система» (ГМИСС). Именно в таком виде в конце прошлого года ее и утвердила правительственная комиссия под руководством Дмитрия Медведева.
Окончательный облик спутниковой группировки «Эфир», способной обеспечить всю Россию связью и интернетом, определился к маю 2018 года. На тот момент предполагалось, что она будет состоять из 288 спутников с орбитой высотой 870 км и обладать способностью работать даже в случае отключения земной инфраструктуры. Согласно презентации, эта система «могла бы одновременно обеспечивать связью 10 тыс. единиц подвижных объектов транспорта, 10 тыс. точек коллективного доступа в интернет, 10 млн абонентов персональной связи и обеспечить порядка 1 млрд транзакций в сутки по защищенным каналам с минимальными задержками сигнала — от 5 до 15 миллисекунд».
Стенд государственной корпорации «Роскосмос» в «ЭкспоФоруме»
Стоит напомнить, что принятая в 2015 году Федеральная космическая программа была значительно урезана в 2016-м и на данный момент составляет примерно 1,4 трлн рублей. Нужно понимать, что это деньги, выделенные всей российской космонавтике на ближайшие 10 лет. Тут и разработка будущих ракет и космических кораблей, и производство требуемых сейчас носителей, и строительство и обслуживание космодромов. Итак, после урезания бюджета были закрыты или сильно редуцированы практически все значимые научные проекты, осталось только самое нужное.
И вот есть идея создавать «Эфир», который стоит чуть меньше чем четверть всего федерального космического бюджета. Без дополнительных вложений выглядит такая задача абсолютно нереальной.
Рождение «Сферы»
Не успели все удивиться предложению глобального «Эфира», как было объявлено об еще более глобальной и серьезной программе «Сфера». По проекту количество спутников связи в группировке было увеличено в более чем два раза — до 640 искусственных спутников связи и дистанционного зондирования Земли.
Сдвинулись и даты, предполагается, что запуск первой части спутников произойдет уже в 2022 году. Всё же 600 с лишним космических аппаратов должны оказаться на орбите до 2028 года. Пока нет даже точных данных, из каких именно спутников предполагается создавать группировку. Но с учетом сроков, а до 2022 года осталось всего три года, резонно предположить, что придется опираться на уже существующие аппараты. По некоторым предположениям, за основу могут взять космические аппараты серии «Гонец», сейчас такие используются для создания и поддержания российской многофункциональной системы персональной спутниковой связи (МСПСС).
А как у них?
Есть подобные проекты и вне России. Наиболее известны два, это Starlink от компании SpaceX под руководством миллиардера Илона Маска и OneWeb — британский проект, инвесторами которого выступают Airbus Group, Bharti Enterprises, Hughes Network Systems и другие крупнейшие компании. Если сравнивать с российским, то основное отличие в том, что зарубежные орбитальные группировки в первую очередь отличаются наличием хоть какой-то бизнес-модели.
Разнятся и источники финансирования. Для SpaceX это деньги самой компании и из других проектов Илона Маска, а также всё, что удастся насобирать у потенциальных инвесторов. У OneWeb еще круче — целый конгломерат коммерческих компаний. В случае же «Сферы» малореально, чтобы в создание вложился еще кто-то, помимо государства и подконтрольных ему компаний. Кроме того, бизнес-модель российского проекта пока вообще непонятна. Да и бизнес ли это или просто государственный проект с неясной до конца полезностью.
Отдельно стоит отметить, что зарубежные проекты стартовали достаточно громко под популистскими лозунгами «Интернет в каждый дом». Но после первого запуска компании SpaceX в феврале 2018 года, когда были выведены на орбиту два тестовых спутника, всё затормозилось. В настоящее время на конец 2018 года стоит первый запуск спутников проекта OneWeb с космодрома Куру во Французской Гвиане, но судя по отсутствию новостей, особенно касательно участия «Роскосмоса» в этом проекте, и у британцев тоже не всё так гладко и быстро.
SpaceX успешно запустила спутник PAZ на базе ВВС Ванденберг в Калифорнии
Для того чтобы в проект захотели вложиться сторонние компании, требуется прозрачная модель, четкая и грамотная юридическая платформа и прописанный бизнес-план. А вот с этим пока у проекта «Сфера» всё не очень здорово.
А зачем?
Информации по проекту почти нет, она обрывочна и неточна, хотя до старта его реализации осталось совсем немного времени. Недавно о проекте «Сфера» в рамках телевизионной программы «Большая игра» рассказал Дмитрий Рогозин, руководитель «Роскосмоса». Понятно, что в прямом эфире достаточно сложно подобрать аргументы и рассказать обо всех особенностях программы, но то, что услышали зрители, было достаточно странным.
Предполагается, что при помощи проекта «Сфера» можно будет пересчитать все деревья в лесных массивах России и решить имеющиеся кадастровые проблемы, прямо из космоса проверив границы земельных участков. Кроме того, организовать визуальное наблюдение строительства крупных объектов, таких как Крымский мост.
Считать в Сибири елки — дело, конечно, важное и нужное, но требуется ли для этого разворачивать беспрецедентную по количеству и по цене спутниковую группировку, решительно непонятно. С этой задачей люди могут справляться и без космических аппаратов, а дополнительная точность подсчета не выглядит солидным аргументом. Кроме того, с этим могут справиться и спутники дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) при значительно меньшем количестве, пусть и не так быстро.
Такие же слова можно сказать и об остальных аргументах. Безусловно, это всё полезные вещи, но тратить от трети до половины Федеральной космической программы, не имея четкой, важной и сверхполезной цели, тоже выглядит странно. Не хотим же мы запускать спутники чисто ради запуска.
Дмитрий Рогозин, руководитель государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос»
Остается связь и интернет. Еще пару лет назад стоило бы сказать, что со дня на день придет «Интернет вещей» и изменит ситуацию в корне, но годы идут, а «Интернет вещей» пока всё так же остается ближайшим, но всё никак не наступающим будущим. Проблема с обычной связью и мобильным интернетом в том, что в настоящее время в России мобильный интернет достаточно дешев и распространен, нет большого спроса на нового оператора, так или иначе мобильный интернет есть практически везде, кроме совсем уж отдаленных и нежилых уголков нашей Родины, где редкие нуждающиеся в нем вахтовики и полярники располагают спутниковыми терминалами.
Поэтому до того, как приступить к созданию орбитальной группировки «Сфера», ее создателям предстоит сначала доказать самим себе и правительству Российской Федерации необходимость создания подобного проекта. Пока же аргументы в пользу запуска аж 600 спутников выглядят не очень убедительно. При наличии же четких аргументов есть шанс, что проектом заинтересуются сторонние инвесторы. В общем, впереди огромное количество дел и очень мало времени.
Пока же этого не произошло, для большинства людей проект «Сфера» выглядит способом выбросить в космос единовременно очень и очень много денег. А их Федеральной космической программе и так не хватает.