Космос 2.0: Как России не проиграть в новой космической гонке

Проект «Цифровая Земля» позволит создать аналитическую систему для работы в условиях чрезвычайных ситуаций. Фото предоставлено автором

В области высоких технологий изменения происходят очень быстро. Единственной высокотехнологичной сферой, которая в последние четверть века стояла несколько в стороне от этой гонки, была мировая космонавтика. Эта передышка пошла ей на пользу. Развивавшиеся во времена холодной войны за счет госбюджетов космические программы претерпели переформатирование и начали все больше встраиваться в рынок. И вот уже мы видим, как Илон Маск отбирает заказы на космические запуски у былых лидеров рынка из России и США, а частные компании из разных стран мира готовы перейти едва ли не к конвейерному производству спутников. Благодаря удешевлению технологий в ближайшие годы планируется запуск тысяч новых космических аппаратов. Продажа снимков земной поверхности из космоса превратилась в масштабный и прибыльный бизнес, а количество гаджетов со спутниковой навигацией через несколько лет превысит численность населения Земли. В России, первой отправившей человека в космос, такой прогресс пока воспринимается скорее как угроза, а не как источник новых возможностей. Тем не менее отечественная космонавтика уже начала разминать одряхлевшие в 90-е годы мышцы перед новым космическим забегом.

РЫНОК ЗОНДИРУЕТ ПОЧВУ

В августе 2017 года глава Национального агентства геопространственной разведки США Роберт Кардилло заявил, что американское правительство намерено упростить процесс выдачи лицензий для компаний рынка дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). По прежним правилам лицензии выдавать не успевают в связи с бумом, который переживает эта отрасль. К августу 2017 года в США уже было подано втрое больше заявок на получение таких лицензий, чем за весь 2012 год. По данным, которые публикует Research and Markets, к 2025 году объем мирового рынка технологий ДЗЗ достигнет 19,3 млрд долл. Среди крупнейших мировых компаний в этой сфере, кроме западных Digital Globe, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Airbus Defense and Space, Thales Group, Raytheon Co. – все еще остаются российские ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», НПО им. Лавочкина, РКК «Энергия», ВНИИЭМ и «Российские космические системы» (РКС).

Рост интереса к дистанционному зондированию Земли связан, с одной стороны, с удешевлением технологий, а с другой – с расширением сферы применения данных, полученных из космоса. Круглосуточный мониторинг планеты позволяет не только следить за лесными пожарами, различными природными и техногенными катастрофами, прогнозировать сейсмическую активность, но и искать полезные ископаемые, в том числе газовые и нефтяные месторождения. Кроме того, съемка из космоса дает возможность оценивать состояние растительности, влажность почвы, прогнозировать урожайность, паводки, определять уровень грунтовых вод, следить за свалками и оценивать их влияние на окружающую среду, обнаруживать незаконные вырубки леса и вообще производить мониторинг экологической ситуации, а также следить за изменением климата Земли.

Россия отстала от лидеров рынка, но в последние годы рост инвестиций в отрасль и общее оздоровление научного и промышленного потенциала страны позволили начать движение вперед. Учитывая технологический багаж, доставшийся в наследство от СССР, и все еще сохранившиеся научные школы, это движение имеет шансы перерасти в уверенное преследование лидеров.

Именно в области дистанционного зондирования Земли российские предприятия обладают большим экспортным потенциалом, который уже начинает реализовываться в первых проектах. К примеру, Ракетно-космическая корпорация «Энергия» разрабатывает спутник Egyptsat-A для египетского Национального агентства по дистанционному зондированию Земли. В состав его бортовой аппаратуры будут включены отечественные передатчики X-диапазона, что станет примером использования отработанных на МКС технологий в коммерческих проектах. Компания «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева» (ИСС им. Решетнева) также планирует выйти на российский и международный рынок космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. НПО им.С.А. Лавочкина совместно с РКС развивает российскую орбитальную группировку аппаратов ДЗЗ и сейчас создает систему для наблюдения за движением воздушных масс над Арктикой. Погода в значительной мере формируется именно над полярными областями Земли, поэтому важность этого проекта трудно переоценить.

Для создания конкурентоспособных продуктов необходимо освоение передовых технологий. Фото предоставлено автором

«ЦИФРОВАЯ ЗЕМЛЯ»

Оператором Российской спутниковой группировки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли является Научный центр оперативного мониторинга Земли «Российских космических систем». Сегодня Роскосмос начал создание обновляемой цифровой модели всей поверхности планеты. Этот проект получил название «Цифровая Земля». Он предполагает создание и регулярное обновление сплошного покрытия данными, полученными из космоса, территории всего земного шара. Точность модели Земли составит около 1 м (причем данные будут постоянно обновляться). Для сравнения: Google Earth предлагает такую точность только для крупных городов и повышает ее прежде всего для стран Запада. В России, к примеру, даже не все города-миллионники можно рассмотреть с разрешением в 1 м, то же относится и к странам БРИКС. Именно на эти территории планеты, где проживает большинство населения, направлен новый российский сервис.

Проект «Цифровая Земля» позволит создать аналитическую систему для работы в условиях чрезвычайных ситуаций (оценивать масштаб разрушений, составлять прогнозы и т.д.), а также контролировать экологическую обстановку (в том числе наблюдать за экологически опасными объектами). Кроме того, можно будет следить за паводками и наводнениями на территории стран-партнеров и зарабатывать на продаже им соответствующих данных. Еще одна масштабная сфера применения системы – дистанционный контроль строительных работ и состояния инфраструктуры.

Для реализации проекта «Цифровая Земля» в Роскосмосе создали Единую территориально-распределенную информационную систему дистанционного зондирования Земли (ЕТРИС ДЗЗ), которая объединяет теперь всю наземную инфраструктуру (13 крупных центров от Калининграда до Хабаровска) и позволяет управлять спутниками, принимать информацию с них, обрабатывать ее и передавать потребителям.

Создание «Цифровой Земли» – это один из наиболее масштабных проектов в области использования результатов космической деятельности в России и в мире. Такой проект стал возможен благодаря структурным реформам в российской ракетно-космической отрасли. Без согласованной работы предприятий, повышения качества ракетно-космической техники, унификации аппаратуры и систем такие задачи казались неосуществимыми.

Технические и программные средства системы разработаны предприятиями Роскосмоса. Сегодня уже объединены все существующие российские архивы космической съемки. Цель – занять существенную долю быстрорастущего мирового рынка услуг в этой сфере. Для реализации проекта «Цифровая Земля» на орбиту будут выведены новые аппараты. Среди них оснащенный высокодетальным радиолокационным комплексом (ВРЛК) «Касатка» спутник «Обзор-Р». По сути, это космический радар с синтезированной апертурой. Он позволит в любую погоду с орбиты рассмотреть на поверхности Земли объекты размером с футбольный мяч. Его запуск намечен на 2019 год. Кроме этого, для спутников дистанционного зондирования Земли холдинг «Российские космические системы» до 2020 года в 3,5 раза увеличит выпуск многозональных сканирующих устройств (МСУ), с помощью которых космические аппараты смогут получать изображения поверхности планеты сразу в нескольких спектрах.

Рынок малых спутников для наблюдения за Землей является самым быстрорастущим. Фото предоставлены автором

СПУТНИКИ В МИНИАТЮРЕ

С ростом спроса на снимки земной поверхности в высоком разрешении связан и бурный рост производства малогабаритных спутников, которые могут использоваться для дистанционного зондирования Земли. По данным Satellite Industries Association, рынок малых спутников для наблюдения за Землей является самым быстрорастущим сегментом мировой спутниковой индустрии, оборот которой превышает 260 млрд долл. В 2016 году на малые спутники пришлось 11% роста всей отрасли, а размеры самого рынка таких спутников превышают 2 млрд долл. По прогнозам экспертов, этот рынок и дальше будет расти. Не случайно на него выходят новые компании (их уже больше 30). Согласно данным компании Bryce Technology and Space, за первую половину 2017 года было запущено больше малых спутников, чем за весь предыдущий год.

Россия пока только начинает создавать собственные платформы для малых космических аппаратов. До последнего времени в классе наноспутников в нашей стране вообще отсутствовали профессиональные решения (запускались только студенческие спутники, которые не проходят специально системы отработки и контроля качества и крайне ненадежны). В июне 2017 года транспортный корабль «Прогресс» доставил на борт МКС первый российский профессиональный наноспутник ТНС-0 № 2, разработанный в РКС. При собственном весе 4 кг спутник может брать на борт до 6 кг полезной нагрузки. Специалисты РКС, по сути, разработали унифицированную платформу, которая может использоваться для создания серии отечественных малоразмерных космических аппаратов.

Внимание к таким спутникам объясняется тем, что их производство и запуск намного дешевле по сравнению с «полноразмерными» аппаратами, меньше сроки проектирования и производства. Сбой на большом спутнике может привести к полному выходу из строя и потерям, исчисляющимся миллиардами долларов. А в случае утраты малых спутников ущерб несравнимо ниже. Так снижаются затраты на отработку в космосе новых технологий и проведение научных исследований, ведь задачи, которые могут выполнять такие спутники, разнообразны. Компания OneWeb собирается наладить массовое производство малых спутников и обеспечить через них широкополосный доступ в Интернет, заняв рынок тех развивающихся стран, где не протянули проводной. Для реализации проекта планируется запустить 720 спутников, первые – в 2018 году. Новые аппараты, серийное производство которых сделает их более дешевыми, должны будут радикально снизить стоимость «космического Интернета». Компания SpaceX Илона Маска собирается с той же целью запустить более 4,4 тыс. спутников. Virgin Orbit Ричарда Брэнсона также инвестирует в индустрию малых аппаратов.

Согласно прогнозам консалтинговой компании Orbis Research, мировой рынок малогабаритных спутников вырастет с 2,28 млрд долл. в 2016 году до 7,66 млрд долл. в 2023 году. Такой рост связан в первую очередь с увеличением спроса на снимки земной поверхности в высоком разрешении и их низкой стоимостью, что достигается благодаря технологическим успехам в этой области.

У российских производителей есть шанс занять существенную долю этого рынка. В Государственном космическом научно-производственном центре им.М.В. Хруничева действует специальная программа по созданию малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. РКК «Энергия» планирует запускать малые спутники Cubesat с помощью транспортных грузовых кораблей «Прогресс МС». На внешней поверхности грузового корабля будут установлены специальные контейнеры для выведения малых космических аппаратов на целевую орбиту. Причем грузовые корабли «Прогресс МС» запускаются на регулярной основе три раза в год в рамках транспортно-технического обеспечения МКС. Эта работа ведется как раз в рамках коммерциализации российского сегмента МКС. Потенциальные заказчики получат удобный и сравнительно недорогой способ выведения спутников на орбиту.

НАВИГАЦИЯ

Согласно данным Европейского агентства по спутниковым системам глобальной навигации, сегодня в мире работает около 5 млрд устройств, использующих спутниковую навигацию. А к 2020 году их число, как ожидается, достигнет 8 млрд (то есть больше одного на каждого жителя планеты). По данным агентства, до 2020 года рынок будет расти на 6% в год. Появление беспилотных автомобилей, рост числа беспилотных летательных аппаратов, развитие «интернета вещей», появление «умных городов» создают дополнительный спрос на услуги спутниковой навигации. Годовая выручка от продажи услуг, основанных на глобальной спутниковой навигации, по данным агентства, к 2025 году достигнет 195 млрд евро.

У России есть хорошие шансы занять заметную долю и этого рынка благодаря системе ГЛОНАСС. На основе технологий ГЛОНАСС уже создаются новые системы и продукты. Так, Национальная сеть высокоточного позиционирования (НСВП) позволит обеспечить сантиметровую точность определения местоположения объектов на территории всей страны. Другая разработка – Система высокоточного мониторинга смещений инженерных сооружений (ВМСИС) – позволяет непрерывно контролировать смещения и колебания элементов конструкций АЭС, мостов, плотин, башен и т.д. При этом обеспечивается миллиметровая точность определения местоположения. Наконец, система мониторинга малых беспилотных авиационных средств (БАС) даст импульс развитию беспилотной авиации в России. Система позволит организовать безопасное массовое применение беспилотников, принимая, обрабатывая и распространяя информацию о местоположении, маршруте и параметрах полета тысяч таких аппаратов.

САМОЛЕТЫ И ЖКХ

Среди перспективных с коммерческой точки зрения направлений для российских разработчиков – автоматическое зависимое наблюдение. Эта технология дает возможность летчикам и авиадиспетчерам наблюдать движение воздушных судов с большей точностью. Согласно данным, которые публикует компания MarketsandMarkets, объем продаж таких систем вырастет с 427,8 млн долл. в 2016 году до 1,3 млрд долл. в 2022 году. Уже на основе разработок «Российских космических систем» функционирует автоматическая идентификационная система (АИС), которая служит для идентификации судов, их курса и определения других данных. Спрос в мире на такие системы, по данным того же MarketsandMarkets, к 2020 году достигнет 225 млн долл.

Разработан ряд продуктов, основанных на спутниковой навигации. Это «РКС Дорога» (для планирования и контроля работ по содержанию автомобильных дорог), «РКС ЖКХ» (для контроля автомобильного транспорта в этой сфере), «РКС Пассажирские перевозки» (для объективного контроля работы общественного транспорта), «РКС Скорая помощь» и ряд других.

КОНКУРЕНТЫ И НЕРАВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Наличие всех этих компетенций должно помочь российским предприятиям в конкуренции с зарубежными компаниями, которые не стоят на месте и зачастую имеют заведомо больший финансовый потенциал. Так, немецкая компания OHB SE, специализирующаяся на космическом оборудовании, в 2016 году потратила на НИОКР 44,6 млн евро собственных средств. Итальянская компания AVIO, участвующая в производстве ракет-носителей «Ариан», инвестировала в НИОКР в 2016 году 79 млн евро. В России объемы даже крупнейших инвестпроектов отдельных компаний ракетно-космической отрасли в разы меньше.

НИОКР компаний, занимающихся космической тематикой, на Западе в значительной степени финансируются из государственных бюджетов. Например, американский военный подрядчик Harris Corporation, который в 2016 году продал космических и разведывательных систем почти на 1,9 млрд долл., в общей сложности инвестировал в НИОКР в 2015 году 935 млн долл. При этом только 277 млн долл. из этой суммы были средствами самой компании, а еще 657 млн долл. поступило из других источников, в основном от правительства США. В этой связи странными выглядят предложения о самоокупаемости российских компаний космической отрасли. Не говоря даже о том, что в нынешнем состоянии таких «реформ» они попросту не переживут. К тому же это в любом случае поставило бы их в неравное положение по сравнению с иностранными конкурентами.

Другой вопрос в том, что государственные инвестиции должны окупаться. Для этого российские компании, работающие в космической сфере, должны больше ориентироваться на создание конкурентоспособных продуктов, обладающих экспортным потенциалом. Этому может способствовать освоение передовых технологий в сотрудничестве с лидерами рынка, а иногда и их прямая покупка.

Такие примеры в последние годы стали появляться. Так, РКС и крупнейшая европейская аэрокосмическая корпорация Airbus Defence and Space создали совместное предприятие ООО «Синертек», которое уже приступило к производству твердотельных усилителей мощности (ТТУМ) для космических аппаратов, ключевых элементов передающих устройств космических аппаратов навигации, связи, ДЗЗ.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что Россия все еще сохраняет шансы занять если не место лидера в новой космической гонке, то по крайней мере обеспечить себе долю в глобальном пироге рынка космических услуг, не связанных только с запусками чужих космических аппаратов.