Малые спутники для большого космоса: микро-аппараты на ГСО укрепляются на рынке

На фоне сокращений на рынке крупных геостационарных космических аппаратов, все большую роль начинают играть КА класса micro-GEO. В 2024 году было заказано всего шесть геостационарных (ГСО) телекоммуникационных спутников, три из которых относились к классу малых, что говорит о смене стратегий операторов. Подробнее — в материале SATCOMRUS.

Откуда ноги растут

Генеральный директор одного из разработчиков в этой области — Swissto12 — Эмиль де Рийк назвал свое видение причин таких изменений: это растущая тенденция к запускам мегагруппировок НГСО и сокращение доходов от телевещания.

Изменившиеся условия требуют более гибких решений, которые могут предоставить micro-GEO. Их применение позволяет поэтапно и равномерно делать капитальные вложения, целенаправленно ориентируясь на локальные рынки. При этом малые геостационарные КА не заменяют, а дополняют большие. Малые КА также позволяют реализовывать новые бизнес-модели, в рамках которых производитель предлагает емкость в аренду. В будущем возможно и использование схемы «Satellite as a Service» в этом секторе. Поэтому Рийк ожидает роста спроса на micro-GEO при стабильном рынке крупных геостационарных КА.

Малый спутник для смартфона

Сегодня все большие обороты набирает сервис Direct-To-Device (D2D), и мейнстримом этого направления считаются низкоорбитальные (НОО) группировки. В партнерстве с сотовыми или цифровыми гигантами (такими как Apple) уже сформировалась высококонкурентная среда на этом едва зарождающемся рынке. Но преимущества ГСО — охват большой территории и меньшая стоимость единицы трафика — до сих пор привлекают операторов, поэтому геостационары остаются участниками гонки за абонентов D2D.

Сингапурская Astrum Mobile, нацелившаяся на азиатско-тихоокеанский рынок Direct-To-Device, заказала у швейцарского стартапа Swissto12 ГСО-аппарат NEASTAR-1 для предоставления услуг 5G (NTN). Устоявшегося термина для сервиса космической связи с обычных пользовательских мобильных устройств пока нет, и Astrum обозначает ее как S2D — Satellite-To-Device.

Примечательно, что компания обладает орбитально-частотным ресурсом L-диапазона в позиции 105° в.д. L-диапазон, устойчивый к погодным условиям, чрезвычайно актуален для региона АТР с его муссонными дождями. И этот ценный ресурс достался Astrum Mobile по наследству от давно прекратившего существование предприятия World Space. В 1990 г. американец африканского происхождения Ной Самара создал фирму, которая должна была охватить радиовещанием из космоса весь земной шар. В 1998 г. она запустила первый КА — AfriStar, а в 1999 г. — второй, AsiaStar. Планируемый третий спутник — AmeriStar — предназначенный для обслуживания Америки, так и не был отправлен на орбиту. Финансовые трудности, возросшая конкуренция со стороны новых цифровых сервисов, проблемы с лицензиями — все это привело к банкротству World Space в 2008 г. Активы с орбитально-частотным ресурсом были проданы. В итоге владельцем КА AsiaStar вместе с орбитальной позицией 105° в.д. и рабочей полосой L-диапазона стала компания Astrum Mobile.

В конце 2024 г. оператор в партнерстве с Qualcomm Technologies провел тестирование стандарта 3GPP 5G NTN (Non-Terrestrial Networks) через этот спутник с использованием смартфонов, оснащенных модемами Snapdragon 5G Modem-RF. Испытания включали в себя весь спектр современных услуг 5G в самых разных условиях — вещание в прямом эфире, трансляция ОТТ-контента, онлайн-игры, интернет-серфинг, экстренная связь и др. По результатам руководство и Astrum, и Qualcomm уверенно заявили, что геостационарные аппараты станут важным элементом в общей структуре экосистемы 5G и позволят удешевить доставку контента абонентам.

Платформу HummingSat класса Micro-GEO вышеупомянутая Swissto12 начала разрабатывать в начале 2022 г., и уже к маю 2023 г. получила контракты на один спутник Intelsat-45 и на три КА подвижной связи серии Inmarsat-8. Запуск первого из них запланирован на 2026 г. HummingSat — классический малый геостационарный КА в современном понимании: масса – 1000 кг, из них 200 кг выделяется на полезную нагрузку; мощность ПН — 2 кВт; заявленный срок службы — 15 лет.

Значительную поддержку компании оказывает Европейское космическое агентство. Так, HummingSat создается в рамках проекта ARTES, а цель сотрудничества ЕКА и Swissto12 — в том, чтобы новый производитель захватил значительную часть расширяющегося мирового рынка малых и гибких геостационаров. Также Swissto12 работает с Thales Alenia Space и Lockheed Martin как поставщик спутниковых радиочастотных комплектующих и агрегатов. В феврале 2025 г. она получила контракт на поставку антенн для новых КА среднеорбитальной группировки SES — O3b mPower.

Планы Astranis

Неудача с запуском первого спутника заставила Astranis более чем на год задержать реализацию своих амбициозных планов. Несмотря на это она успешно вывела на орбиту четыре аппарата, заключила очередной контракт и активно добивается заказов для силовых структур. Astranis управляет своими КА, предоставляя их мощность клиентам на условиях долгосрочной аренды и ориентируясь в основном на региональные рынки.

Соглашение Astranis с тайваньским оператором Chunghwa Telecom был сделан в рамках мультиорбитальной стратегии и имело целью создать независимую безопасную цифровую инфраструктуру для Тайваня. Построение суверенной сети уже не раз называлось преимуществом национальных геостационарных систем перед наднациональными низкоорбитальными. А внедрение micro-GEO должно снизить финансовый порог входа в бизнес. В случае Astranis и Тайваня эти факторы и сыграли свою роль. Впрочем, малый геостационарный КА обойдется Chunghwa Telecom в немалую сумму — $115 млн, но здесь высокая для такого изделия цена объясняется срочностью, поскольку запуск намечен уже на конец 2025 г. в составе миссии Block 3. Сейчас оператор использует старый спутник ST-2, емкость среднеорбитальной группировки SES и низкоорбитальной Eutelsat OneWeb. Геостационарный аппарат Ка-диапазона ему нужен для повышения устойчивости инфраструктуры, например — для резервирования наземных оптических линий, а также для работы в зоне стихийных бедствий.

В самом конце 2024 г. первые четыре КА Astranis в составе миссии Block 2 были выведены на орбиту РН Falcon 9. Этот запуск был задержан более чем на год из-за отказа системы ориентации солнечных батарей на спутнике Arcturus. Он может поддерживать связь лишь от 6 до 12 часов в день, что сделало невозможным его использование по прямому назначению — для предоставления ШПД на Аляске. Остальные системы Arcturus в норме, и ему нашлось временное применение — обозначать работу в составе группировки Spacecom, чтобы сохранить орбитальную позицию для оператора.

Неисправность приводов солнечных батарей на первом КА заставила довольно серьезно переделать аппараты серии Block 2, но в результате был не только ликвидирован дефект, но и увеличен срок службы с семи лет до восьми. 10 января все четыре КА прошли предварительные испытания: был начат подъем на геостационарную орбиту, а также выход в рабочие орбитальные позиции при помощи электрореактивных двигателей. Два КА — NuView Alpha и NuView Bravo — предназначены для ШПД на борту самолетов на территории Северной и Южной Америки провайдером Anuvu. Третий — Agila — нацелен на высокоскоростное подключение на Филиппинах. Четвертый многоцелевой UtilitySat, работающий в Ka-, Ku-, Q- и V-диапазонах, сначала будет обеспечивать услугами клиентов мексиканской телекоммуникационной компании Apco Networks. Она же заказала два из пяти спутников серии Block 3, и после их запуска, запланированного в этом году, UtilitySat будет передан другому клиенту. Однако на этом КА зафиксированы какие-то проблемы, в связи с чем Astranis приостановила его вывод на ГСО и уверяет, что все неполадки будут устранены. Довывод на орбиту остальных КА серии Block 2 идет в штатном режиме.

В целом в рамках следующего пуска Astranis на орбиту отправятся: вышеупомянутый КА для Chunghwa Telecom и два КА для Apco Networks, а также один для Thaicom (Таиланд) и еще один — для Orbits Corp (Филиппины).

Программный подход

Вместе с тем примечательна позиция финского стартапа ReOrbit, неоднократно озвученная на различных профильных конференциях — о программном подходе к созданию КА. Он позволяет, например, рассматривать доступные комплектующие в качестве настраиваемого параметра. Сегодня ReOrbit имеет контракт на малый геостационарный КА от малайзийской компании Uzma, специализирующейся на разработке технологических решений в основном в нефтегазовой отрасли.

Концепция использования небольших КА на геостационарной орбите рассматривалась предприятиями давно, т.к. их преимущества были очевидны. Сегодня, когда развитие технологий позволяет сделать малый аппарат рентабельным для оператора, эта концепция получила практическое развитие. Уже сейчас видно некоторое различие в подходах: Swissto12 делает спутник массой в 1000 кг, который еще не так давно, во второй половине 90-х, мог считаться вполне традиционным геостационарным КА (хотя и не самого тяжелого класса). Astranis же сосредоточился на КА «размером с посудомоечную машину» и массой около 500 кг. Будет интересно проследить, не начнут ли размеры этих аппаратов увеличиваться вслед за требованиями клиентов и ростом грузоподъемности новых ракет.