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.

В программу «Сфера» вошли группировки спутниковой связи «Экспресс», «Экспресс-РВ», «Ямал», глобальная система передачи данных «Марафон IoT/M2M», среднеорбитальная система широкополосного доступа «Скиф», системы высокопериодичного мониторинга Земли на базе малых и сверхмалых космических аппаратов. По плану к 2030 году планируется сосредоточить на различных орбитах около 600 спутников

«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.

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.

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».

Малые космические аппараты высокопериодичного всепогодного мониторинга Земли «Беркут» обеспечат услуги дистанционного мониторинга любой точки России с периодичностью 30 минут и любой точки мира один раз в сутки. В систему входят аппараты четырех видов: «Беркут-О» и «Беркут-ВД» (обзорная и высокодетальная съемка в оптическом диапазоне), «Беркут-Х» и «Беркут-XLP» (радиолокационная съемка). Масса аппаратов составит от 150 кг до 600 кг. Планируется, что на орбите будут находиться более 200 аппаратов серии «Беркут»

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, - сообщает информационная служба Роскосмоса.