В России есть два оператора спутниковой связи, имеющих собственные геостационарные спутниковые группировки, – ФГУП «Космическая связь» (ГПКС) и «Газпром космические системы» (ГКС). В случае ГКС ситуация уникальна тем, что первый спутник, с которого началась операторская деятельность компании, изначально создавался для нужд «Газпрома», но затем компания уверенно вышла на внешние рынки и работает с разнообразными российскими и зарубежными заказчиками, предлагая не только спутниковый ресурс, но и сервисы на его базе. Дальнейшие действия компании также стали нетривиальными не только для российской, но и для мировой космической индустрии. Речь идет о решении строить спутники собственными силами на сборочном производстве космических аппаратов (СПКА).
В космосе и на Земле
«Газпром космические системы» (официальный Telegram-канал) предоставляет спутниковый ресурс и услуги связи «Газпрому», сервис-провайдерам, телекомпаниям, госструктурам, корпоративным и частным пользователям на всей территории России. Материальную основу для этого бизнеса составляет группировка из пяти спутников связи «Ямал», расположенных на дуге геостационарной орбиты от 49 град. в.д. до 183 град. в.д., которые обеспечивают покрытие всей территории России, 60% поверхности суши Земли, а также части акваторий морей и океанов. Самым «молодым» спутником в группировке «Ямал», имеющим самую высокую в России пропускную способность, является «Ямал-601», запущенный на орбиту в 2019 году.Управление спутниками и предоставление телекоммуникационных услуг обеспечивает наземная инфраструктура ГКС, ключевым элементом которой является телекоммуникационный центр в Щелково Московской области. Здесь расположены крупногабаритные земные станции телепорта, которые подключены по оптоволокну к основным узлам сети общего пользования, центр управления полетами, из которого осуществляется контроль работы бортовых систем спутников, измерение параметров их орбиты, формирование и передачу на борт космических аппаратов командно-программной информации. В Переславле-Залесском создан резервный пункт управления спутниками и телепорт для предоставления услуг на базе спутника «Ямал-601» на территории европейской части России. Телепорт в Новосибирской области служит для предоставления услуг через спутник «Ямал-601» на территории Сибири. Телепорт и пункт управления в Хабаровске предназначены для работы с самыми «восточными» спутниками ГКС «Ямал-202» и «Ямал-300К». Эти спутники не видны из Щелково, поэтому контакт с ними обеспечивается через земные станции на Дальнем Востоке. Вся инфраструктура ГКС выстроена с прицелом на максимальную надежность, безопасность и стабильность работы.
Заместитель начальника управления эксплуатации космических комплексов «Газпром космические системы» Михаил Львович Тюрин: «На спутниках все приборы резервированы, дублированы и даже троированы, потому что на работающем на расстоянии 36 тысяч километров космическом аппарате ничего починить нельзя, а можно только переключить комплекты оборудования или частично изменить логику их работы, перезагрузив некоторые элементы бортового программного обеспечения. На Земле у нас тоже все резервировано. Например, связь с Хабаровском, куда у нас идут две наземные линии, и два канала через наши спутники. Если где-то возникает проблема – ничего страшного, у нас электроника настроена так, что сама находит резерв. Плюс вся информация управления зашифрована, и локальные сети управления у всех спутников изолированы, то есть, пробраться из одной сети в другую, либо в Интернет, невозможно. Все нацелено на то, чтобы предоставить качественную и надежную связь потребителям».
Базовый джентельменский набор
Основной услугой любого спутникового оператора, является предоставление спутникового ресурса (или иногда говорят – ёмкости) своих космических аппаратов. Арендующие этот ресурс сервис-провайдеры с помощью собственной наземной инфраструктуры (телепортов) организуют конечные услуги, например, трансляцию телевидения, магистральные каналы связи пропускной способностью до 300 Мбит/с для сетей сотовых операторов и операторов фиксированной связи, доступ в Интернет, видеоконференцсвязь и многое другое. ГКС также часть спутникового ресурса системы «Ямал» (порядка 20%) перерабатывает в конечную услугу с помощью своих телепортов.Спутники нужны и для организации так называемой пионерной связи, когда телефонию и передачу данных нужно оперативно организовать «на пустом месте». Примером такой задачи, которую решает ГКС, является обеспечение связью строителей, начинающих работу на объектах «Газпрома». В последние годы запрос на быструю организацию связи со стороны строителей существенно увеличился. Строительная отрасль в эпоху цифровой трансформации (информационные модели зданий и объектов (BIM), отслеживание графиков работ, привязка к проектной документации) требует большого объема обмена данными, а в случае выхода на объект нулевого цикла, единственный вариант – это спутниковая связь.
Первый заместитель генерального директора «Газпром космические системы» Петр Владимирович Корвяков: «Мы идем в ногу с цифровой трансформацией отрасли, обеспечивая для нее необходимую базу. Цифровая трансформация без телекоммуникаций – это как красивая презентация, и не более того. Когда процесс переходит в практическую плоскость, он вызывает лавинообразный рост объема данных, и нужны инструменты для их доставки по адресу. Если нельзя передать эти данные, то процесс будет неполноценным. Одно зависит от другого, развитие IT-сервисов не может идти без развития сетей связи. Если есть хорошие коммуникации, значит цифровая трансформация будет идти успешно».
Помимо этого, в базовый набор телекоммуникационных услуг ГКС входят спутниковая трансляция телевидения, а также спутниковый доступ в Интернет. С использованием ресурса спутников «Ямал-401», «Ямал-402» и «Ямал-300К» доступ в Интернет предоставляется на всей территории России на скоростях до 20 Мбит/с, а на спутнике «Ямал-601» этот сервис работает со скоростью до 100 Мбит/с. Услуга актуальна для малого и среднего бизнеса, в первую очередь, в удаленных регионах на Севере и Дальнем Востоке. Кроме того, с высокоскоростным спутниковым доступом в Интернет ГКС выходит за границы привычного для себя сегмента B2B в сегмент B2C, что дает возможность диверсифицировать бизнес, а также лучше ощущать запросы конечных пользователей на столь непростом рынке спутниковых телекоммуникаций.
Возможности ГКС позволяют организовывать полный комплекс услуг связи с удаленными объектами. В случае нефтегазового сектора это месторождения, буровые работы, геологоразведка, трассы магистральных трубопроводов. В ряде случаев речь идет об организации связи фактически в чистом поле. Например, ГКС организовывает каналы связи для мобильных компрессорных станций, активно внедряемых «Газпромом» для сохранения газа при ремонте магистральных газопроводов. Услуги спутниковой связи востребованы и в вахтовых поселках, где качественная стабильная связь и доступ в Интернет уже стали важной частью социального пакета.
Спутниковые сервисы для нефтегаза
Опыт предоставления телекоммуникационных услуг для «Газпрома» позволил ГКС сформировать богатый портфель сервисов, ориентированных на нефтегазовые компании. Понимание реалий, в которых работает энергетический сектор, позволяет компании чутко улавливать его специфику и потребности. Поскольку корпоративному сектору нужны не «сырые» мегагерцы спутникового ресурса, а мегабиты передаваемых данных, то ГКС в этом направлении с самого начала работает не столько как спутниковый оператор, сколько как сервис-провайдер, предлагая комплексные решения.Для компаний ТЭК ГКС имеет отработанные решения по организации спутниковых каналов передачи данных для телеметрии и телемеханики. Этот сервис предполагает организацию канала управления, позволяющего получать от оборудования данные телеметрии, дистанционно контролировать и передавать команды на исполняющие устройства. Такое решение даёт возможность в любом труднодоступном регионе при отсутствии дорог и энергоснабжения, дистанционно управлять запорной арматурой трубопроводов, контролировать и измерять технологические параметры крановых узлов и передавать эти данные на диспетчерский пульт.
Первый заместитель генерального директора «Газпром космические системы» Петр Владимирович Корвяков: «На месте нужно иметь блок, который имеет цифровой вход для подачи команд управления, все остальное ГКС берет на себя – спутниковый терминал, источник питания и аппаратуру для приёма управляющего сигнала. А сам сигнал подается с диспетчерского пункта, который может находиться за сотни, даже за тысячи километров».
Спутниковые технологии, разработанные ГКС, применяются и в автоматизированных системах коммерческого учета газа, позволяющих повысить достоверность и оперативность информации о его потребления. В рамках активно ведущейся газификации регионов России, ГКС получает запросы на предоставление каналов связи для узлов учета газа, в первую очередь, в удаленных регионах. Активная работа по этому направлению идет с «Газпром межрегионгаз», «Газпром газораспределение» и их подрядчиками, когда при проведении предпроектного обследования газифицируемой территории выясняется, что в этих регионах спутниковая связь является оптимальным решением. Причем возникают запросы не только на каналы связи, но и на интегрированное решение, включающее еще и необходимое устройство, так называемый, корректор, и такое решение ГКС также может предложить.
Шире каналы для видео!
Когда речь заходит о доставке качественной видеоинформации, то для этого также нужны спутниковые каналы. Здесь ГКС предоставляет услуги видеонаблюдения и видеоконференцсвязи (ВКС). Видеонаблюдение широко используется, например, в строительстве. Так, услуга активно применялась на строительстве Южного коридора – системы подводящих газопроводов магистрального газопровода Турецкий поток.ВКС у компании востребованная и хорошо отработанная услуга. Этот сервис ГКС предоставляет не первый год, чтобы освещать события, имеющих политическую и экономическую значимость для страны и «Газпрома». Качество этой услуги соответствует канонам телевизионных компаний, для этого у ГКС имеются специальные комплексы мобильной связи и организованы профессиональные бригады. В год ГКС проводит с десяток таких сеансов.
На стыке телекоммуникационных и геоинформационных аэрокосмических технологий ГКС предоставляет ещё один видеосервис – передача данных контроля за охранными зонами магистральных газопроводов (МГ). Для того, чтобы повысить оперативность и качество мониторинга, где это возможно, применяется передача данных от беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), с которых ведется видеомониторинг. Субподрядчик, осуществляющий эти работы, получает информацию с БПЛА и тут же через станцию спутниковой связи ГКС и через спутники «Ямал» пересылает информацию в центр космического мониторинга. Объемы циркулирующих данных при этом огромны, поэтому проводится дополнительная предварительная их обработка перед передачей. На данный момент эта схема реализована на уровне экспериментов, но на перспективу – это задача, которая может быть решена с помощью широкополосной связи для повышения качества и оперативности работы.
Тренд на мобильность
Один из основных трендов спутниковой связи – мобильность c обеспечением такого уровня услуг, чтобы находящийся на мобильном объекте человек как можно меньше чувствовал дискомфорт и свою оторванность от мира. Сейчас серьезные усилия направлены на то, чтобы те, кто летит самолетом, на вертолете, находится на буровых платформах в море или на сухопутных удаленных месторождениях, оставались в общем информационном поле.Спутниковый ресурс ГКС применяется для организации связи и доступа в Интернет на авиационных маршрутах, но в основном комплексами спутниковой связи оборудуются иностранные самолеты. ГКС планирует предложить такие комплексы для отечественных самолетов Sukhoi Superjet и МС-21. Сейчас идут испытания оборудования на базе ГКС, на следующем этапе планируются отработка решения совместно с авиационной отраслью.
Также ГКС работает над организацией связи в вертолетах. Сотрудничество в этом направлении ведется с «Вертолетами России». В 2021 году на Петербургском международном газовом форуме «Газпром» подписал с «Вертолетами России» соглашение о сотрудничестве в области оснащения вертолетной техники современным оборудованием спутниковой связи. Вертолеты, которые будут поставляться «Газпрому», планируется оснащать средствами связи от ГКС, которые обеспечат расширенные широкополосные услуги. Для этого потребовалось преодолеть технологические проблемы, в частности, связанные с вращением винта и ограниченным размером антенны. Пути решения этих проблем найдены, было проведено успешное тестирование, и сейчас готовится экономическое обоснование внедрения этого решения.
ГКС в Арктике
Значимость Арктической зоны РФ (АЗРФ) как экономически перспективного региона последние годы постоянно увеличивается, и в нынешних сложных обстоятельствах Россия намерена лишь наращивать этот тренд. С точки зрения ИКТ-инфраструктуры регион характеризуется неоднородностью, что обусловлено территориальными особенностями, сложными природными условиями и низкой плотностью населения и промышленных объектов. С учетом этого, спутниковая связь для северных регионов крайне необходима. Однако геостационарные спутники, как считается, не оптимальны для организации связи в приполярных областях, так как находятся над экватором и северные широты «видят» на малых углах. Чтобы точно выяснить, насколько далеко на север «добивает» сигнал спутников «Ямал», ГКС и Росрыболовство в октябре-декабре 2021 года провели испытания, показавшие надежность работы спутниковой связи до 79 град. с.ш., в том числе, в районе архипелага Шпицберген. Таким образом, суда в АЗРФ и акватории Северного морского пути (СМП) вполне могут получать доступ к сети Интернет через геостационары.С точки зрения газового и нефтяного хозяйства, развитие в Арктике в последнее время идёт на все более удаленных и труднодоступных месторождениях, а также на шельфе. ГКС предоставляет услуги связи для пока единственного арктического шельфового проекта Приразломная и намеревается предложить свои услуги в новых проектах Группы Газпром, например, на месторождении Каменномысское-море. В случае морских платформ, спутниковая связь является основными и единственно возможным способом организации связи, как на самих платформах, так и на судах, которые обслуживают эти платформы. При этом следует учитывать современные тренды информатизации – внедряются цифровые методы сопровождения бурения, телеметрия и телемеханика, промышленное видеонаблюдение, что требует совершенно других по пропускной способности каналов связи. При этом требования по защищенности на таких объектах гораздо выше, чем на суше.
Первый заместитель генерального директора «Газпром космические системы» Петр Владимирович Корвяков: «Идет широкая информатизация, она входит во все отрасли и сферы, которые раньше были немного в стороне, например, в различные отрасли морского хозяйства. Если раньше для судов требовался небольшой объем услуг связи - канал в 100 кбит/с, 3 телефона у капитана, и все были довольны, то сейчас на тех же буровых платформах только за последние несколько лет примерно в 10 раз выросла потребность в пропускной способности».
«Ямал-501» и СПКА
В. г. Щелково рядом с телекоммуникационным центром ГКС строится сборочное производство космических аппаратов (СПКА). Здесь на единой площадке будет реализован полный цикл сборки и испытаний спутников связи и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) средней и крупной размерности, а также малых серийных космических аппаратов для многоспутниковых систем, входящих в федеральный проект «Сфера». На базе СПКА также планируется предоставлять отдельные услуги по проведению термовакуумных, вибрационных, радиотехнических и акустических испытаний.
Планируется, что первыми спутниками, произведенными на СПКА, станут спутник ДЗЗ «СМОТР-В» и спутник связи «Ямал-501», который планово заменит спутник «Ямал-402».
Заместитель генерального директора по развитию бизнеса «Газпром космические систем» Игорь Владимирович Кот: «Само здание СПКА внешне довольно обычное, но это обманчивое впечатление. На самом деле это сооружение особенное, так как для такого производства выставляются очень жёсткие требования и по мощности фундаментов, и по чистоте помещений для работы с электроникой и т.д. Но главное – технологическое оборудование. Уникальность СПКА в том, что все испытательные стенды и площадки для сборки находятся под одной крышей, что позволит за счет оптимальной организации технологических процессов производства и контроля повысить качество, удешевить и ускорить строительство спутников».
