Малюнок зони дій наземних станцій.
64 роки тому, 4 жовтня 1957 року, розпочалася космічна ера в історії людства. Цього дня запущено на орбіту перший штучний супутник Землі, який літав 92 дні, зробивши 1440 обертів навколо Землі (майже 60 мільйонів кілометрів), а його радіопередавачі функціонували впродовж двох тижнів після старту. Фахівці, котрі працювали над розробкою — С. Корольов, М. Келдиш, М. Тихонравов, М. Лідоренко, В. Лапко, — спостерігали за історичним запуском із командного пункту. Після успішного старту вони поїхали до мобільної радіостанції, щоб послухати радіосигнали, які передавав супутник.
Нині на різних орбітах Землі перебуває 4870 діючих космічних апаратів різного призначення, й інформація, яку вони передають, надходить до розгалуженої наземної системи. Без наземного комплексу, без тих фахівців, які забезпечують політ тут, на Землі, пілотованих і не пілотованих супутників, космічна місія нездійсненна. В Україні цю місію виконує Національний центр управління та випробувань космічних засобів (НЦУВКЗ).
Нагородження військовослужбовців.
Донедавна Національний центр розташовувався в Євпаторії, де 4 жовтня 1957 року з прийому сигналу першого штучного супутника Землі розпочав свою роботу Центр управління польотами космічних апаратів. НЦУВКЗ — це єдина не лише в нашій країні, а й у всій Східній Європі організація, що забезпечує повний цикл заходів з експлуатації космічних систем різного призначення. Центр має унікальні наземні станції управління космічними апаратами та приймальні станції, що здатні працювати з величезними потоками даних майже від усіх діючих на орбіті супутників дистанційного зондування Землі (ДЗЗ).
На жаль, більшість наших співвітчизників навіть не уявляють, що таке космічна система. Усі знають про супутник (КА), проте в космічній системі це дуже маленький елемент. Частиною космічної системи є ракетно-космічний комплекс, який складається з багатьох компонентів: ракетоносія (РН), космічного апарата (КА), технічного комплексу, де проводять випробування та стикування, стартового комплексу, де запускають ракету з космічним апаратом та полігонно-вимірювального комплексу, який забезпечує вимірювання на активній ділянці польоту. І от коли ракета вже відпрацювала на активній ділянці польоту — відділила КА та вивела його в космос, з ним починає працювати наземний комплекс управління, фахівці якого управляють КА. Ми — водії космічного апарата. І якщо додати до цього переліку ще й наземний спеціальний комплекс, станції якого приймають інформацію з КА, а потім її розповсюджують, то все це в сукупності і є космічною системою.
Місія наземного комплексу
Роль наземного комплексу величезна, без нього супутник свою функцію не виконає. Уявіть собі, КА злетів та й літає собі на орбіті: інформація не надходить, не обробляється і, звісно, не передається до державних та приватних організацій і відомств. Так от Національний центр і є тим сегментом, що об’єднує в собі наземний комплекс управління та наземний спеціальний комплекс і забезпечує функціонування КА за призначенням. Якщо враховувати загальну вартість всієї космічної системи, то 40 відсотків — це вартість наземної системи. Космічні системи бувають різні, а саме: дистанційного зондування Землі (ДЗЗ), зв’язку, метеорологічні, наукові, навігації, пілотовані, і кожна система має в собі таку складову, як наземний комплекс. Фахівці НЦУВКЗ можуть управляти будь-якою системою: навігації, ДЗЗ, зв’язку тощо. Це і є досягненням України. Нам вдалося зберегти наземний комплекс після розвалу Радянського Союзу, а в 2014 році відновити та розвинути структуру в Києві та різних регіонах України після анексії Криму. Після модернізації та оновлення центру в нас є можливість управляти будь-якими космічними системами, працювати з усіма типами КА, які є у світі. Чим ми цікаві для іноземних партнерів? Скажімо, якщо вони планують запускати свої супутники на орбіту, не маючи своєї наземної космічної інфра-структури, їм не потрібно витрачати ще 40 відсотків коштів на її створення, вони можуть звернутися до України. І ми на договірній основі зможемо управляти їхнім КА, приймати інформацію, якщо потрібно, обробити її та передавати високошвидкісними каналами інтернет-користувачам. Адже ми маємо великий парк відновлених і нових станцій приймання інформації, зокрема, універсальну командно-вимірювальну станцію СКТРЛ-М1 управління КА, що працює з будь-якими супутниками.
Управління апаратами та прийом інформації
Нині ми знімаємо інформацію з шести супутників і передаємо її вітчизняним користувачам. Деякі скептики кажуть, навіщо Україні свій супутник? Хочу зазначити, що більшу частину завдань ми виконуємо в інтересах національної безпеки. І якщо наші фахівці приймають таку інформацію на свою станцію — це одне, а якщо брати інформацію в дилерів — це інше. Краще, звичайно, та надійніше отримувати інформацію зі своїх космічних апаратів. Наприклад, Україна купуватиме знімки та програмні комплекси за кордоном, а де гарантія, що ми не придбаємо фальсифікат? Знімок можуть заретушувати, щось додати або прибрати, тобто 100-відсоткової гарантії немає. Якщо приймаємо інформацію на свою станцію, навіть з іноземних супутників, такого бути не може. Проте тут теж є певні проблеми і незручності. Іноземний оператор, який надає нам таку можливість, може поставити українських замовників в чергу на зйомку. І це в той час, коли нам потрібна оперативна інформація, скажімо, щодо пожежі або повені, вибухів на складах озброєння. Адже борт має обмеження на замовлення — хтось замовив зйомки раніше, а решта стоятимуть у черзі декілька днів і чекати, поки на станцію скинуть інформацію. Будемо мати свій супутник, будемо швидко, надійно та оперативно отримувати інформацію, бо застаріла вже нікому не потрібна. В Україні поки що немає КА, які мають розрізнену здатність надвисоку, від 30 сантиметрів проекції пікселя до метра, але «Січ 2-30», запуск якого планується наприкінці року, дасть змогу отримувати інформацію більш оперативно і на широкому фронті, маючи широкий захват. Наш супутник проходить зону більш як 40 кілометрів.
Сьогодні тривають випробування супутника «Січ 2-30» на підприємстві виробника. Що стосується наземного комплексу управління та наземного спеціального комплексу, можу зазначити, що технічні засоби всі готові. Проте деякі програми, які потрібні для управління КА, а також центр управління польотом ще перебувають у стадії адаптації до операторів. Час ще є, ми працюємо згідно з графіком підготовки. А він не те що на добу, ні на годину не відстає, а за деякими напрямами випереджає. І ми плануємо згідно з цим графіком виконати всі завдання.
На Хмельниччині, неподалік міста Дунаївці, створено Центр управління польотом (ЦУП). Є підготовлений персонал, посилений цього року, в тому числі випускниками Житомирського військового інституту імені С.П. Корольова. Дублюючим ЦУПом буде командний зал, що розташований у Києві, в НЦУВКЗ.
Насамперед — оперативність
НЦУВКЗ співпрацює з різними організаціями та відомствами, державними і приватними, а також відповідальними користувачами. Найбільше їх цікавлять дані ДЗЗ. Нині ми виконуємо завдання, яке поставив перед нами Президент, щодо моніторингу високорозрізненими КА ДЗЗ території України. Моніторинг відбувається в рамках програми продажу землі та оновлення Земельного кадастру. Представники різних регіонів звертаються до нас не тільки по інформацію, а й по додаткові послуги, як-от виготовлення ортофотопланів масштабів 1 до 10000, складання різноманітних прогнозів. Наприклад, на Чорноморському узбережжі Одеського регіону є проблеми зсуву. У місті Чорноморськ море підбирається до житлових масивів, змиваючи будинки. Наші фахівці аналізують ситуацію, спостерігають за динамікою, вираховують небезпечні місця і видають прогноз з точністю до міліметра. Місцева влада Чорноморська зацікавлена у співпраці, і ми допомагаємо їм у вирішенні проблемних питань. Також до нас надходить чимало запитів з екологічних напрямів, це якраз пов’язано зі станом річок та морів — Чорного і Азовського, забрудненням водойм, вирубкою лісів, незаконним видобуванням бурштину.
Цього літа в різних країнах світу палали пожежі — горіли ліси в РФ, США, Греції, Туреччині, на Кіпрі. В Україні, на щастя, таких масштабних пожеж немає, є подекуди локальні загорання. У минулому році горів Чорнобильський ліс, ми подавали інформацію до Державної служби України з надзвичайних ситуацій та інших відомств, допомагаючи локалізувати пожежу. Завдяки спеціалістам НЦУВКЗ вирішено питання швидкого надання інформації державним і приватним організаціям, оперативність становить до 30 хвилин з моменту отримання нами інформації. Ми повідомляємо, в якому районі виникла термальна аномалія, розробили програмні комплекси, які дають можливість сповіщати одразу голову ОТГ та пожежників, а також поліцію. Інформація одразу надходить на смартфон користувача, де зазначено, в якому квадраті термальна аномалія, і туди виїжджає ДСНС. Найголовніше — на початковому етапі загасити пожежу, не допустивши розповсюдження вогню. Такої оперативності навіть в Європі немає, там сповіщення довели до двох годин, а ми вийшли на 30 хвилин. Плануємо й надалі розвивати наші територіальні структури, оснащувати їх засобами, які прийматимуть інформацію з КА, що визначають природні і техногенно небезпечні зони. Це такі КА, в яких смуга проходу одразу 400 кілометрів, а таких супутників в системі декілька. Тобто відбувається постійний моніторинг території України, і це дуже важлива робота, яку проводять фахівці НЦУВКЗ.
Високоточна радіонавігація
Нині особливого значення набувають глобальні навігаційні системи, дані яких використовуються в GPC насамперед. Ми надаємо інформацію щодо диференційних поправок до вимірювань даних GPC, які видають потім координати з точністю до 1—2 сантиметрів. Навігаційні системи використовуються в точному землеробстві, в будівництві тощо. На сьогодні наша головна задача — покрити Україну контрольно-коригуючими станціями, що забезпечують підвищення точності знаходження місця розташування користувача згідно із сигналами глобальних навігаційних супутникових систем. Уже маємо 43 станції, до кінця року буде введено в дію ще вісім станцій. Ми вже покрили більшу половину України і плануємо продовжити цей напрям, адже він дуже актуальний і перспективний, працює як в інтересах безпекового сектору, так і для економіки, особливо для аграрного сектору.
Радіотелескоп РТ-32.
Сейсмічний контроль та геофізичні спостереження
Одне із завдань нашого Центру — фіксація ядерних вибухів у світі й отримання інформації щодо різноманітних природних і техногенних явищ — це землетруси, вибухи. Маємо сітку розгалужених датчиків у різних регіонах України, які працюють у сфері геофізичного моніторингу і включені до європейських і світових аналогічних структур.
Отож ми можемо в системі реального часу надавати інформацію по Україні. Наші датчики встановлено також на атомних електростанціях, щоб фіксувати коливання і руйнування, така унікальна апаратура може контролювати всі вибухи в Україні на кар’єрах. Іноді заявники хитрують — показують одну кількість, насправді зривають більше, ми надаємо ці дані в поліцію, СБУ, Генпрокуратуру за запитами. Уся інформація, яка обробляється для силового блоку, надходить також до Ради національної безпеки і оборони України. Засекреченої інформації насправді передаємо чимало — це стосується війни на сході країни, розслідувань, які проводять поліція, СБУ (вся вона закрита).
Фахівці нашого Центру працюють також на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський»: звідти надходить інформація, пов’язана з космічною погодою. У нас, до речі, створено Центр космічної погоди, що розміщується під Києвом, який визнаний Національною академією наук України. Він передає дані до європейських та американських центрів. Дані з антарктичної станції використовуються і з науковою метою, і для сповіщення про космічну погоду і землетруси.
Специфіка нашого Центру полягає ще й у тому, що тут працюють цивільні фахівці і військовослужбовці, відрядженні з Міністерства оборони для виконання завдань в інтересах національної безпеки. 80 відсотків інформації, яку ми надаємо споживачам, пов’язано із сектором національної безпеки і оборони. Тому тут і служать військовослужбовці. В НЦУВКЗ ведеться потужна наукова діяльність, у нас працюють 10 докторів наук та понад 30 кандидатів наук.
Попередження втрат
Є таке поняття в економіці, як попередження втрат. За нашими даними Україна за рік зберегла 7,5 мільярда гривень. Ми попередили величезні втрати, здійснюючи сповіщення щодо пожеж, попереджаючи про вирубку лісів, видобування бурштину, намивку піску в різних регіонах країни, проконтролювали і надали інформацію щодо кар’єрних незаконних вибухів. Завдяки нашим інформаціям відкрито дуже багато кримінальних справ. А це вже результативність роботи.
За деякий час ми будемо отримувати дані з вітчизняного супутника «Січ 2-30», а нині продовжуємо працювати з групою європейських супутників. Європейська комісія надала нам доступ до шести КА системи «Copernicus». Також ми маємо можливість отримувати інформацію з більш як 20 КА з відкритим доступом: це метеорологічні супутники, які контролюють викиди СО, СО2 та інші шкідливі речовини. Усе це ми приймаємо, обробляємо і надаємо споживачам.
Нові можливості та завдання
Для того, щоб працювати на достатньо високому рівні, потрібне фінансування. Ми зробили бюджетний запит на наступний рік, і якщо Верховна Рада підтримає нас під час затвердження бюджету, ми зможемо наростити свою потужність. Нині наші фахівці приймають знімки із супутників оптичного діапазону, але Україна розташовується в такому регіоні, де з листопада-грудня — снігопади, дощі і хмарність. За таких кліматичних умов не має можливості отримувати знімки — через постійну хмарність нічого не видно. У березні теж мало погожих безхмарних днів. Наші фахівці відпрацювали обробку даних радіолокаційних знімків, їх можна отримувати, незважаючи на пору року і період доби. Необхідне фінансування дасть можливість приймати на наші станції інформацію з радіолокаційних супутників. Звичайно, потрібно мати ще й програмні комплекси, які оброблятимуть цю інформацію. Це дуже актуально і перспективно, на сьогодні лише кілька країн мають таку можливість — це США, Франція, Німеччина, Японія, РФ, Італія, Канада, Китай. Україна теж матиме таку можливість, якщо народні депутати підтримають наші пропозиції.
Ми намагаємося не відставати від провідних європейських країн і навіть іти на крок попереду. Розглядаємо питання щодо створення станції прийому інформації із сучасних космічних апаратів не тільки в Х-діапазоні, а й у Ка-діапазоні, це понад 20 ГГц, діапазон — більш інформативний і високошвидкісний. Такі мають США, а от у країнах Європи, мабуть, поки що немає. Різниця тут істотна: якщо супутник, який працює в Х-діапазоні, пролітаючи над Україною, інформацію скидає за 7—8 хвилин, то в Ка-діапазоні він буде її скидати за 7—8 секунд. Ми налаштовуємо наших фахівців на роботу з такими системами.
До нас звертаються провідні країни світу із проханням підстрахувати їхні космічні системи, адже зона радіобачення наших станцій дає змогу приймати інформацію в масштабі часу від Атлантики, якщо супутник проходить цю зону, до Уралу, ми її розширюємо. Нещодавно станцію поставили в Харкові, ще на 700 кілометрів просунули за Урал, на Близький Схід, Північ, тому до наших станцій виявляють інтерес, особливо ті країни, що далеко від України, — це Китай, Південна Корея, Японія, із західного континенту — це США, країни Південної Америки. Надання послуг іноземним операторам сприяє додатковим надходженням на розвиток інфраструктури НЦУВКЗ. Плідно працюємо і в напрямі міжнародної діяльності, триває співпраця з багатьма країнами, зокрема, з Польщею та Китаєм у нас є спільні проекти.
Наукові дослідження
На початку минулого року в нашому Центрі космічних досліджень і зв’язку (місто Золочів Львівської області) запрацював радіотелескоп РТ-32, завдяки якому отримано наукові дані досліджень далекого космосу. Національна академія наук України визнала РТ-32 одним із 10 найбільших досягнень вітчизняної науки за 2020 рік. Наступного року завершиться його створення. Мені приємно зазначити, що наш радіотелескоп вважається одним із найкращих у світі, його використання в космічних програмах посилить науково-експериментальну базу вітчизняної науки, сприятиме підвищенню іміджу України.
Простір під контролем
Ми стали розвивати напрям, який дуже актуальний у світі, — це контроль космічного простору. Оскільки нині запускається велика кількість КА, вони можуть створювати небезпеку для інших КА, наприклад, тільки компанія Space Х Ілона Маска планує запустити та розгорнути масштабну, високошвидкісну систему Інтернету, а це понад дві тисяч апаратів. Кожен із них може зіштовхнутися з діючим апаратом, що надзвичайно небезпечно, бо спричинить втрату коштів та апарата. Щоб уникнути неприємностей, потрібно контролювати весь космічний простір, і близький, і далекий. Уже найближчим часом полетіти у близький космос на геостаціонарну орбіту або в далекий космос буде проблематично. Коли ракета проходитиме шари близького космосу, може зіштовхнутися з якимось об’єктом, от для цього нам потрібно контролювати весь космічний простір. Є схожа система лише у США, РФ, Китаї, створюють її Індія та група провідних країн Європейського Союзу. На сьогодні ми розгорнули таку систему, маємо Центр контролю космічного простору, який розташовується в Житомирі. До речі, в цьому центрі працюють офіцери, які вийшли з Криму, вивезли із собою програмні комплекси, відновили їх і успішно працюють, забезпечують інформацією силовий блок, науковців та інших користувачів.
Дуже нам сприяє Міністерство освіти та науки. Поліський національний університет, Одеська академія харчових технологій, Харківський авіаційний інститут, Львівська політехніка, Державна екологічна академія післядипломної освіти та управління, Ужгородський національний університет своїми засобами, методиками, своїми вченими допомагають нам контролювати космічний простір. Ми маємо два радари — один радар метрового діапазону, який розміщений у Мукачево.
Він працює і модернізується одночасно, бо там застаріла техніка ще 60-х років, але ми її реанімуємо і даємо новий поштовх, переводимо на цифру, на більш економічні пристрої, щоб знизити енергозатрати. Створюємо новий радар дециметрового діапазону, який тепер перебуває в стадії випробувань, уже закінчився перший етап. Цей радар уже більш сучасний: якщо Мукачівський радар бачить футбольний м’яч на відстані 5—6 тисяч кілометрів, то цей бачить кубик 10 сантиметрів, відстань менш як 600—700 кілометрів, але точність визначення координат цього об’єкта на декілька порядків вища 5—50 метрів, тобто дуже точний радар. Плануємо збудувати радар сантиметрового діапазону, який буде бачити в космосі навіть малесенькі гаєчки. Уявіть собі, швидкість у космосі — понад сім кілометрів за секунду, якщо такий предмет зустрінеться з космічним апаратом, він прошиє його як куля, що дуже небезпечно.
Незабаром наша країна матиме власний супутник на орбіті, управлятиме ним та використовуватиме наземну космічну інфраструктуру НЦУВКЗ. Ми сподіваємося, що статус України як космічної держави буде стверджуватися і зростати.
Володимир ПРИСЯЖНИЙ, начальник Національного центру управління та випробувань космічних засобів Державного космічного агентства України, кандидат технічних наук.
