В конце прошлого года Президент США Дональд Трамп дал команду на милитаризацию космоса. На церемонии учреждения Космического командования (КК) Вооруженных сил США глава Белого дома заявил, что оно будет играть «ключевую роль в защите американских спутников от нападений, а также поможет в случае пуска ракет в сторону США». Он пояснил, что создание КК означает, что «теперь США считают космос отдельным потенциальным театром военных действий (ТВД)».
Трамп настаивает на существенных изменениях военного дела, политики, экономики и инвестиций. Администрация Белого дома проводит самые масштабные преобразования в истории космической деятельности США. Командующий космическими силами (USSPACECOM) вошёл в состав Объединенного комитета начальников штабов - высшего военного командования США. Становление и развитие Космических сил США положено в основу космической стратегии Министерства обороны (Минобороны), принятой в июне 2020 году [1].
Космическая стратегия Минобороны США строится на следующих принципах:
упрочение превосходства США в космосе над основными конкурентами - основа космической деятельности государства;
всесторонняя поддержка армии США и их союзников из космоса в мирное время и в период боевых действий на всех ТВД осуществляется постоянно и оперативно;
орбитальные группировки (ОГ) космических аппаратов (КА) военного и коммерческого назначения - неотъемлемая часть жизнедеятельности США и незаменимый компонент их военной мощи;
коммерческая космическая деятельность обеспечивает национальную безопасность новыми технологиями и услугам и создает в экономике страны новые возможности для упрочения позиций на существующих и формирующихся технологических и географических рынках;
Космическими силами обеспечивается и гарантируется безопасная работа всех космических систем и отдельных спутников США и их союзников.
Впервые в документе Минобороны США провозглашается единство коммерческих и военных космических систем в части укрепления обороноспособности и постепенный переход к интегрированной архитектуре.
С целью повышения обороноспособности страны Агентство космического развития (Space Development Agency, SDA) предложило Минобороны США иерархическую семислойную архитектуру на базе малых КА, включающую:
Транспортный слой на основе многоуровневой сети глобальной связи с малой задержкой. В целях формирования этого уровня военными и гражданскими ведомствами и учреждениями США были созданы и испытаны сотни малых КА, в том числе: TakSat-4; Prometheus; SMDS-ONE; SENSE; OneWeb; Starlink и другие;
Слой контроля за пусками баллистических (БР) и крылатых ракет (КР), а также гиперзвукового оружия (ГЗО). Испытаны несколько КА, в том числе Kestrel Eye IIM;
Слой слежения за полётом БР, КР, ГЗО и войсками на ТВД. Проведены испытания спутников системы Space Trecking and Surveilance System (STSS). Компании Northrop, Raytheon и L3Harris работают над созданием спутников системы Hypersonic and Ballistic Tracking Space Sensor (HBTSS);
Слой сдерживания или разведки ближнего космического пространства около своих КА. В рамках создания этого слоя запущены и испытаны спутники: SensorSat (программа ORS-5) для слежение с низкой экваториальной орбиты высотой 600 км за геостационарными спутниками; SBSS-1 (Space Based Space Surveillance); ANGELS (Autonomous Nanosatellite Guardian Evaluation Local Space) и GSSAP (Geosynchronous Space Situational Awareness Program), в 2019 году программа GSSAP переименована в SDA (Space Domain Awareness) и т.д.;
Навигационный слой. Создаётся альтернативная GPS система определения координат и синхронизации времени. Запущены и испытаны малые спутники SNaP;
Слой управления боем или система искусственного интеллекта, осуществляющая сбор, обработку и представление данных, полученных с сенсоров, пользователям на ТВД;
Слой поддержки – наземные системы управления боем и быстрого восполнения орбитальных группировок [2].
В эту архитектуру легко вписываются системы, создаваемые на базе и иных КА. В настоящее время в Минобороны США, разведывательных и правительственных структурах существует восемь организаций, отвечающих за закупку космических систем, средств и услуг. По мере становления Космических сил в 2022 году в их состав войдут и будут объединены в единое управление все организации, ныне заказывающие военные космические системы и услуги коммерческих систем: Defense Information Systems Agency (DISA), Space Development Agency (SDA), Space Rapid Capabilities Office (Space RCO) и другие. Объединение этих организаций прописано в законе о национальной обороне 2020 года (National Defense Authorization Act for Fiscal Year 2020, NDAA-2020) [3].
Именно этим законом и созданы Космические силы США. На военные космические программы в бюджете 2020 года выделено $14.1 млрд.
Каждый из слоёв семиуровневой структуры, в том числе транспортный (спутниковая связь), продолжает активно развиваться. Основное назначение систем спутниковой связи заключается в предоставлении надежных, защищенных каналов связи и передачи данных для группировки вооруженных сил, тактических соединений, отдельных воинских частей и каждого солдата с органами управления на ТВД или конкретной местности. Главными качествами спутниковой связи, которыми не обладают другие виды связи, являются глобальный охват и способность предоставить каналы связи из любой точки мира в самые короткие сроки.
В армии США считают, что зависимость армейских подразделений от космических систем постоянно возрастает. Это подчёркивает и запрос Минобороны США на военный бюджет на 2021 год (NDAA-2021). На военные космические программы Минобороны США просит выделить на 2021 год $15.4 млрд [4].
В 2021 году продолжится начатое в 2018 году финансирование создания новой защищенной тактической системы связи военного и правительственного назначения. Эта система разрабатывается с использованием передовых средств защиты от помех. Для космического сегмента планируется выбрать не менее четырех прототипов полезных нагрузок, которые могут быть размещены на военном или коммерческом спутнике.
Бюджет на 2021 год предусматривает создание наземной системы защищенной тактической службы сквозного звена (солдат – группа - батальон – командование на ТВД), которая будет использовать защищенную форму сигнала для безопасной связи через военные и коммерческие спутниковые системы. Первоначально она будет использовать военную широкополосную глобальную систему спутниковой связи (WGS), а позднее будет расширена за счет коммерческих спутников.
Бюджет на 2021 год предусматривает средства на создание и усовершенствованной системы защищенной связи в арктической зоне. Космические силы США подписали соглашение с Норвегией о размещении военных полезных нагрузок, поставляемых Northrop Grumman, на двух норвежских спутниках.
В 2019 году Конгресс США ввёл в бюджет Военно-воздушных сил (ВВС) новую программную строку о выделении $49 млн на интеграцию коммерческих и военных спутниковых систем, с целью повышения живучести и надёжности систем связи и расширения широкополосных услуг связи в интересах военной администрации.
В военных бюджетах на 2020 год ($5 млн) и на 2021 год ($43 млн) получила новое продолжение, направленное на повышение устойчивости и оперативной гибкости связи, программа интеграции коммерческих и военных космических систем связи. С одной стороны, это способствует развитию коммерческих космических систем. С другой, Космические силы США рассматривают коммерческие спутниковые системы только как элемент защищенной военной системы связи [5].
Минобороны США изыскивает новые подходы к организации живучих и гибких военных космических систем, в том числе и систем космической связи.
В апреле 2020 года при Совете по оборонным инновациям Пентагоном был создал Консультативный комитет по космосу для беспристрастного анализа космической техники, инноваций, стратегии и направлений их развития. В состав комитета вошли лидеры космического бизнеса, ученые, предприниматели и технологи. Минобороны США обязало Консультативный комитет по космосу решить следующие задачи:
организация ведения боевых действий в космосе как ответ на будущие вызовы;
внедрение космических технологий в экономику и военное дело США и их союзников;
постоянное информирование руководства страны и Минобороны о коммерческих космических инновациях во всём спектре космической деятельности и мировой передовой практики организации, обучения и оснащения космических войск [6].
На фоне успехов коммерческих систем связи на базе спутников малых форм (Starlink, OneWeb и других) Минобороны США начало исследования по их применению в военных операциях.
Эти исследования возложены на Космические силы США. На рисунке 1 приведена структура системы связи Космических сил США [7].
Warning: exif_read_data(imgFull-63.png): File not supported in /home/satcomrusr/satcomrus.ru/docs/analytics/commercial-sats-sys-by-us-army/index.php on line 108
Рисунок 1. Инфраструктура системы связи космических войск США. Рисунок 1. Инфраструктура системы связи космических войск США.
Из приведенной на рисунке 1 структуры следует, что коммерческие системы спутниковой связи (Comsatcom) на разных типах орбит являются важным информационным звеном в Космических войсках США.
Относительно недавно стала очевидна целесообразность создания космических систем двойного назначения, которое предполагает проектирование системы с учетом ее применения для решения как гражданских, так и военных задач. Что касается применения глобальных коммерческих космических систем связи в военном деле, то все эксперты отмечают в значительной степени искусственность видимости самостоятельного развития военных или гражданских систем космической связи, поскольку основным требованием, определяющим их облик, является возможность их одновременной эксплуатации в космическом пространстве. Это способствует удешевлению производства КА, сочетающих в себе обе функции. Совместное применение военных и гражданских спутниковых систем существенно повышает устойчивость связи на ТВД.
Коммерческие космические системы широко использовались и используются для обеспечения решения различных задач армией США и её союзниками, эта тенденция только усиливается. Основные спутниковые операторы всё чаще на своих коммерческих спутниках размещают полезные нагрузки военного назначения. В ходе операции США в Ираке в 2003 года до 80% военных коммуникаций на ТВД обеспечивалось коммерческими спутниковыми системами (Iridium, Intelsat и другими). Около трети выпущенных по Ираку снарядов и бомб управлялось с помощью спутниковой системы глобального позиционирования (Global Positioning System, GPS) [8].
Яркой иллюстрацией влияния военных на использование коммерческих спутников во время военных конфликтов является известный инцидент в ходе Балканской войны НАТО с Югославией, когда коммерческий спутниковый оператор Eutelsat отключил все транспондеры, через которые шла трансляция югославского телевидения.
Минобороны США отработаны механизмы передачи гражданским ведомствам информации, полученной от военных космических систем, а также механизмы привлечения гражданских и коммерческих космических систем для решения военных задач. Коммерческие системы широко используются военными ведомствами, прежде всего, путем аренды ёмкости спутников связи.
В настоящее время вооружённые силы США и стран НАТО активно используют коммерческие спутниковые системы Iridium, Intelsat, Eutelsat, SES, Orbcomm и другие. Компании SES и Intelsat создали отдельные подразделения по работе с военными клиентами. Доходы, получаемые спутниковыми операторами Intelsat, Eutelsat и SES от военных заказов, составляют 12 - 18% их годовой выручки, что следует из их ежегодных открытых финансовых отчётов. В 2018 году компания SES последовательно подписала с Минобороны США два контракта. Первый - на предоставление услуг одного луча сети O3b Networks на сумму $24.8 млн для United States Africa Command (U.S. AFRICOM).
Второй контракт с Минобороны США - на пятилетнюю аренду емкости сети O3b Networks на сумму $516.7 млн [9]. В 2018 году компания Viasat подписала с Минобороны США разовый контракт на поставку спутникового оборудования и оказание услуг связи на сумму в $350 млн. В том же 2018 году Viasat получила от Defense Information Systems Agency (DISA) восьмилетний контракт на предоставления услуг спутниковой связи для военной авиации и высшего руководства США. Ежегодные выплаты в период с первого сентября 2018 года по 31 августа 2026 года по контракту составят $55.6 млн [10].
Компания Iridium Communications около 22% годовой выручки получает от заказов Минобороны США - за размещение на большей части своих спутников дополнительно 10 кг полезной нагрузки (Hosted Payload), а, именно, сенсоров системы предупреждения о ракетном нападении. Это принесло оператору глобальной спутниковой связи в 2019 году $50 млн от Минобороны США [11].
В 2019 году компанией Iridium Communications было подписано три новых контракта с Космическим командованием Военно-воздушных сил (ВВС) США на предоставление спутниковых технологий и услуг. Во-первых, семилетний контракт на сумму $738.5 млн на безлимитное использование спутниковой ёмкости. Во-вторых, контракт суммой $54млн на продолжение технической поддержки сетевого шлюза Минобороны США для оказания услуг расширенной мобильной спутниковой связи в течение 4.5 лет. В-третьих, пятилетний контракт (цена $76 млн) на модернизацию сетевого шлюза Минобороны США [11].
Компания Intelsat стала одной из первых коммерческих структур, которые начали работать в интересах армии США. Так на спутнике Intelsat-14 (запущенном в 2009 году) установлен Internet маршрутизатор (Internet Router in Space, IRIS), физически объединяющий сети передачи данных Минобороны США. Маршрутизатор IRIS поддерживает Internet протокол (IP) при обмене цифровыми данными, звуковыми сообщениями и видеоизображениями в сетях Минобороны США. Специально разработанный компанией Cisco Global Government Solutions Group для военных сетей космический маршрутизатор IRIS использует различные топологии и протоколы. Кроме того, он служит для фильтрации сообщений с целью уменьшения сетевого трафика в присоединённых сетях.
Компания Intelsat активно инвестирует в создание полезных нагрузок X, UHF и Ка диапазонов, потому что эти диапазоны наиболее активно используются военными. В 2012 году проведен запуск спутника Intelsat-22, на котором в интересах Минобороны Австралии в составе полезной нагрузки установлены 18 каналов узкополосной связи (25 кГц) в диапазоне UHF (300 и 250 МГц). Эти каналы используют наземные, морские и воздушные силы Австралии для мобильной связи. МО Австралии приобретает всю ёмкость диапазона UFH и может использовать её по своему усмотрению, в том числе для продажи другим потребителям.
В 2015 году компания заключила контракт на предоставление 144 Мгц ёмкости Ku-диапазона под услуги спутниковой связи на Ближнем Востоке и в Афганистане для центрального командования США (US Central Command, USCENTCOM). В марте 2016 года USCENTCOM получил от Intelsat в аренду уже 288 МГц ёмкости Ku диапазона. В 2018 году Intelsat получил контракт на предоставление армии США услуг по передаче телевизионного и звукового контента через шесть своих спутников и пять расположенных по всему миру телепортов. Для работы центрального командования ВВС в 2019 году оператор подписал контракт с ВВС США на техническую поддержку сетевой архитектуры. В 2020 году было заключено соглашение с армией США об оценке и развитии технологий и услуг оператора, связанных с взаимодействием терминалов спутниковой связи и орбитальных группировок применительно к требованиям военных заказчиков. Цель этой работы состоит в оценке возможности дальнейшего упрощения процесса установки и эксплуатации абонентских терминалов как на стационарных, так и на подвижных средствах [12].
Компания Inmarsat продолжает наращивать свое влияние на рынке услуг спутниковой связи для военных структур. Оператор объявил о желании окончательно вытеснить с этого рынка Intelsat и SES. Inmarsat первым развернул глобальную систему Ka диапазона Global Xpress и считает, что система военной спутниковой связи Wideband Global Satcom (WGS) будет не помехой, а хорошим дополнением Global Xpress.
В 2015 году компания Inmarsat выиграла пятилетний контракт на предоставление ёмкости под услуги спутниковой связи ВМФ США. Этот контракт принёс около $450 млн. В соответствии с контрактом спутниковый оператор предоставил военным потребителям услуги передачи данных и терминалы в C, Ku, Ka (Global Xpress) и X диапазонах. Inmarsat предложил за услуги на $100 млн меньше, чем конкуренты. В 2016 году было заключено соглашение с National Oceanic and Atmospheric Administration на поставку услуг спутниковой связи для ледоколов береговой охраны США и беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) при доставке грузов. В 2017 году глобальный спутниковый оператор заключил контракт с Пентагоном на аренду емкости систем Global Xpress и Broadband Global Area Network (BGAN) для обеспечения военных услугами спутниковой IP связи. Это позволяет военнослужащим использовать мобильные терминалы и персональные устройства [13].
Компания Telesat создаёт полезную нагрузку X диапазона спутника Anik G с учётом будущего использования её ёмкости военными. Компании Telesat активно инвестирует в разработку и создание полезных нагрузок X, UHF и Ка диапазонов, широко используемых военными и правительственными структурами.
Компания Orbcomm заключила в 2018 году с Минобороны многомиллионный контракт на сопровождение доставки 24 000 морских, автомобильных и железнодорожных военных контейнеров (грузов). Компания Orbcomm будет осуществлять непрерывный сбор данных с движущихся и стационарных объектов (М2М и IoT) и предоставлять их в соответствующие службы Минобороны [14].
Проведенный анализ использования услуг существующих глобальных космических систем подтверждает тот факт, что данный сегмент рынка спутниковых услуг является одним из немногих растущих в мире. США, страны НАТО и союзнического альянса международных вооружённых сил, выполняющие миротворческие задачи в Ираке, Сирии, Афганистане, Северной Африке и других регионах, активно арендуют емкость коммерческих операторов спутниковой связи для обеспечения миротворческих операций и операций на ТВД.
Спрос на данный вид услуг с принятием новой Космической стратегии США и военной доктрины, предполагающей активное использование систем видеонаблюдения (космического и наземного базирования) и беспилотных летательных аппаратов в ходе операций вооружённых сил, очевидно возрастёт. Требование обеспечения непрерывной и скрытой связи в процессе развёртывания военных группировок и выдвижения их на боевые позиции способствует развитию систем связи Ка-диапазона и, как следствие, росту активности поставщиков мобильных VSAT, продажи которых ранее в основном ограничивались спросом со стороны государственных информационных агентств и отдельных телевизионных каналов (сбор и передача новостей через спутниковые каналы). Заметим, что за пределами США закупки VSAT систем в интересах военных заказчиков, о которых объявлено публично, пока почти полностью концентрируются в зоне ведения военных и миротворческих операций.
В сентябре 2011 года на борту КА SES-2 выведена первая стандартизованная дополнительная полезная нагрузка для дистанционного зондирования Земли - датчик CHIRP (Commercially Hosted Infrared Payload – коммерческий датчик инфракрасного излучения в составе полезной нагрузки). CHIRP создан по заказу ВВС США для обнаружения пусков ракет и установлен компанией Orbital ATK. Успешные испытания CHIRP открыли дальнейшие перспективы создания систем глобального оперативного обзора Земли на базе малогабаритных полезных нагрузок, устанавливаемых в качестве попутного груза на борту КА в составе спутниковых систем глобальной связи.
Потенциальными кандидатами для спутников-носителей полезных нагрузок ДЗЗ стали спутники системы глобальной мобильной связи IRIDIUM NEXT и спутниковых систем связи и вещания SES, Intelsat и Eutelsat. Преимущества попутных полезных нагрузок — радикальное снижение их стоимости, даже по сравнению с КА малых форм.
Новая тенденция ДЗЗ оформилась и организационно. В 2011 году в США сформирован Hosted Payload Alliance (Альянс Попутных Полезных нагрузок) — некоммерческая организация, объединяющая разработчиков, владельцев полезных нагрузок и операторов спутников.
Нельзя пройти мимо и не рассмотреть «вишенку на торте» стратегического планирования космических сил США - систему Starlink и ее применение в военных целях. Управление стратегического планирования и экспериментов ВВС США в декабре 2018 года предоставило компании SpaceX контракт на $28 млн для тестирования в течение следующих трех лет различных способов использования военными широкополосных услуг системы Starlink [15]. Цель контракта заключается в том, чтобы Минобороны США смогло превратить перспективную коммерческую технологию в доступную для военных пользователей и гораздо быстрее, чем это обычно бывает с военными программами, а также оценить потенциал применения системы Starlink в военных операциях. В октябре-ноябре 2019 года в рамках контракта во время полёта самолёта C-12 компания SpaceX предоставила емкость для его работы с руководителями полёта на скорости 610 Мбит/с. Уже в октябре 2019 года на ежегодной конференции «Satellite Innovation 2019», проводимой под патронажем армии США, Президент SpaceX и главный операционный директор компании Гвинн Шотвелл сказала в интервью SpaceNews, что SpaceX рассматривает армию как потенциального клиента системы Starlink [16].
В настоящее время военные закупают коммерческую ёмкость на геостационарных спутниках. Но она является дорогостоящей и недостаточной для удовлетворения будущих потребностей армии во время боевых действий. В рамках последнего армейского плана оснащения войск надежной и сверхбыстрой связью чиновники Минобороны США высказались за необходимость покупки коммерческих широкополосных услуг у компаний Iridium, Starlink, OneWeb и других. На ежегодной конференции Ассоциации Армии США военные много говорили о необходимости предоставить войскам несколько вариантов получения связи в полевых условиях - альтернатива существующей геостационарной спутниковой связи через КА на низких орбитах [17]. Уже в октябре 2019 года научно-исследовательская лаборатория ВВС США провела тестирование работы системы Starlink в интересах решения военных задач, а 8 апреля 2020 года ВВС США и компания SpaceX (система Starlink) провели вместе с другими подразделениями армии США крупнейшие военные учения.
По планам этих учений система Starlink была задействована в проверке единого контура межвидового управления, связи и целеуказаний нового поколения. В рамках учений система Starlink была задействована в оперативном контуре поиска и уничтожения беспилотного летательного аппарата и крылатой ракеты [7]. Конечно же, данных о результатах учений в открытой прессе пока не обнаружено.
В рамках подписанного 20 мая текущего года [18] соглашения с компанией SpaceX Минобороны США планирует в течение трёх лет провести исследования использования широкополосной связи системы Starlink по передаче данных и интегрированию с военными сетями. Кроме того, Минобороны США и компания SpaceX подписали соглашение о совместных исследованиях и разработках, известное как CRADA. Этот проект будет курироваться Центром развития боевых возможностей командования C5ISR, базирующимся на абердинском испытательном полигоне, штат Мэриленд. CRADA обычно используются военными для оценки технологий и услуг частного сектора, прежде чем они возьмут на себя обязательство их покупать. Армия в данном случае хочет иметь возможность оценить эффективность низкоорбитального интернет-сервиса Starlink при подключении к нему военных структур.
По мнению военных специалистов, главной проблемой применения системы Starlink является безопасность данных, передаваемых по каналам связи на наземные станции. В настоящее время спутники Starlink в космосе не связаны оптическими линиями связи, данные передаются на наземные станции, расположенные по всему миру. Вместе с тем, американские военные предпочитают использовать системы с межспутниковой связью для доставки данных в нужную точку присоединения.
Вторая система, использование которой в военных целях просто очевидно, это, конечно OneWeb. В октябре 2019 года научно-исследовательская лаборатория ВВС США провела тестирование работы системы OneWeb. Известно, что концерн Airbus Defense and Space разрабатывает и создаёт спутники для компании OneWeb, что стало важным аспектом заключения DARPA контракта на разработку новой спутниковой платформы в интересах реализации программы Blackjack именно ним.
Конечная цель программы Blackjack заключается в демонстрации возможностей низкоорбитальных группировок при решении широкого круга военных задач. В качестве преимуществ подобных решений в DARPA назвали возможность существенного уменьшения габаритов, мощности и стоимости систем передачи информации. В рамках проекта Blackjack DARPA ориентируется на коммерческие технологические решения, полученные при разработке и производстве платформ для спутников OneWeb. На эти платформы планируется установить несколько типов военных сенсоров и полезных нагрузок [19].
27 марта 2020 года после запуска очередной партии спутников OneWeb подал заявление о банкротстве. Компания не смогла собрать средства для развития системы на фоне пандемии Covid-19. 12 мая 2020 года начальник штаба Космических войск США генерал Дэвид Томпсон заявил, что Минобороны США пробует помочь спутниковой компании OneWeb. Пентагон рассматривает возможность использования сети связи OneWeb для улучшения качества военной связи в Арктике [20].