ГЛОНАСС прошла сквозь кризис

Опыт Евросоюза показывает, что подлинная работоспособность системы проверяется в момент определённых кризисов: в период развития все проблемы кажутся преодолимыми, но когда рост заканчивается, любой возникающий вопрос сразу же становится острым.

Подобное правило действует для всех сложных систем, и космос здесь – не исключение. В начале 2016 года с таким кризисом столкнулась российская глобальная навигационная спутниковая система – ГЛОНАСС.

Коротко о системе: она включает в себя спутниковую группировку, расположенную на высоте около 20 тысяч километров над Землёй, и центр управления. В идеале должны быть 24 работающих космических аппарата, равномерно распределённых в трёх плоскостях. Спутники непрерывно излучают навигационный сигнал, который принимает аппаратура индивидуальных пользователей, и с помощью этого сигнала выполняется высокоточное позиционирование. Для обеспечения необходимой точности сигнала каждый приёмник на Земле должен обрабатывать сигналы минимум от трёх космических аппаратов, если в «зоне видимости» приёмной аппаратуры спутников меньше, то точность навигации снижается, либо она идёт с перерывами, если больше – точность повышается. Но три «видимых» спутника – это минимум, позволяющий проводить ориентирование на земной поверхности с необходимой точностью.

Для российской космонавтики всё первое десятилетие нового века прошло под знаком «Глонасс»: система настойчиво восстанавливалась после деградации, вызванной развалом СССР и экономическим кризисом, и к концу 2010-го года спутниковую систему удалось восстановить в полном объёме и, помимо этого, иметь на орбите пару-тройку спутников в резерве. Чтобы достичь этого, ежегодно проводилось по два, а иногда и по три пуска ракет «Протон», каждым пуском российская навигационная группировка пополнялась на три космических аппарата. После этого пуски космических навигаторов проводились для восполнения группировки космических аппаратов, а на заводе ОАО «Информационные спутниковые системы» им. М.Решетнёва был создан запас из спутников. В случае выхода какого-либо космического аппарата из строя его можно было заменить резервным, подготовив пуск ракеты «Союз» с космодрома Плесецк в течение двух-трёх месяцев. Работа космических аппаратов была стабильной настолько, что более полутора лет – с середины 2014 до начала 2016 года – их восполнение не требовалось.

Однако февраль 2016 года принёс специалистам Центра управления системы ГЛОНАСС несколько неприятных сюрпризов. Из-за сбоя в системе управления на одном из космических аппаратов сработал резервный двигатель, в результате чего спутник изменил орбиту. Затем практически одновременно был зафиксирован выход из строя ещё двух космических аппаратов «Глонасс»: на одном произошёл отказ в системе электропитания, а на другом разгерметизировался контейнер с размещённой внутри аппаратурой.

В результате в системе остался 21 работающий спутник. Россияне ухудшения качества работы системы не почувствовали – космические аппараты на орбите располагаются так, что именно средние широты сигнал накрывает наиболее плотно, а вот в районе экватора точность позиционирования упала, и доступность системы сократилась там на 5-8%.

Это немного, но гарантий, что какой-то из действующих космических аппаратов не «посыплется» не было, а это грозило расширением зоны со сниженным качеством сигнала, а также существенными репутационными потерями. Для восстановления группировки необходимы были срочные и эффективные меры. В этой сложной ситуации специалисты центра управления системой ГЛОНАСС проявили глубокое знание принципов функционирования навигационной системы. Прежде всего, временно «вернули в строй» спутники-ветераны, находившиеся в резерве. Это на некоторое время сгладило остроту возникших проблем и позволило спокойно «разгребать завалы». Рабочей группе удалось быстро разработать и реализовать программу по возвращению в рабочую точку спутника, у которого из-за сбоя включился двигатель. Гораздо больше времени и усилий потребовалось для восстановления «Глонасса», на котором отказала система электропитания. Уже много лет специалисты Центра управления системой ГЛОНАСС занимаются операциями по дистанционному ремонту спутников. Опыт ремонта и поиска «обходных путей» помог и в данном случае: спутник удалось «перезапустить», и он тоже вернулся в строй. К сожалению, третий космический аппарат – с разгерметизировавшимся контейнером – восстановлению не подлежал, и его вывели из системы.

Предпринятые усилия позволили к концу февраля добиться, чтобы 22 космических аппарата устойчиво работали в системе ГЛОНАСС, а в середине марта число постоянно действующих спутников возросло до 23-х. Причём один из «старых» спутников был заменён на «новый», запущенный с Плесецка.

Кризис был ликвидирован, а в ходе работы над его устранением специалисты Центра управления системой ГЛОНАСС получили ценный опыт.

Любое серьёзное отклонение в работе системы – это встряска для неё, и подобные отклонения должны быть редкими исключениями, и в российской ракетно-космической отрасли предпринимаются серьёзные меры по повышению надёжности национальной навигационной системы. Для восполнения системы ГЛОНАСС в 2016-м году намечается провести с Плесецка ещё три пуска: во второй половине мая, осенью и в конце года каждым пуском ракета «Союз» будет выводить на орбиту по одному спутнику.

Уже в начале лета число работающих космических навигаторов достигнет штатной численности в 24 единицы, а к концу года можно рассчитывать на то, что в каждой из трёх плоскостей будет по резервному космическому аппарату.

Олег УРУСОВ
Фото автора.