Введение
Система спутниковой связи Космических сил США
Система мобильных пользовательских целей (MUOS) — это узкополосная военная система спутниковой связи Космических сил США, обеспечивающая глобальную многосервисную пользовательскую поддержку в ультравысокочастотном (УВЧ) диапазоне. Система предоставляет расширенные возможности связи для новых, компактных терминалов, сохраняя при этом совместимость с существующими терминалами. MUOS разработана для поддержки пользователей, которым необходима повышенная мобильность, более высокая скорость передачи данных и улучшенная надежность. В 2019 году MUOS была объявлена полностью введенной в эксплуатацию.
Обзор
Система мобильных пользователей (MUOS) посредством созвездия из пяти спутников (четыре функционирующих спутника и один резервный на орбите) обеспечивает глобальную узкополосную связь с терминалами, платформами, тактическими операторами и центрами управления. Система заменяет более медленную и менее мобильную систему спутниковой связи сверхвысокой частоты (UFO) 1990-х годов. MUOS в основном используется Министерством обороны США (DoD), хотя в прошлом от использования со стороны международных союзников отказывались. В первую очередь предназначенная для мобильных пользователей (например, воздушных и морских платформ, наземного транспорта и пеших военнослужащих), MUOS расширяет возможности голосовой, передаваемой и видеосвязи пользователей за пределами прямой видимости со скоростью передачи данных до 384 кбит/с. Управление программ спутниковой связи ВМС США (PMW 146) при Исполнительном офисе программ (PEO) космических систем в Сан-Диего является ведущим разработчиком программы MUOS. Lockheed Martin Space является основным подрядчиком системы и разработчиком спутников для MUOS по контракту N00039 04 C 2009 ВМС США, объявленному 24 сентября 2004 года. Ключевые субподрядчики включают General Dynamics Mission Systems (архитектура наземного транспорта), Boeing (устаревшая система UFO и части полезной нагрузки WCDMA) и Harris (развертываемые отражатели решетчатой структуры). Программа реализовала пять спутников, четыре наземные станции и наземную транспортную сеть стоимостью 7,34 миллиарда долларов США. Каждый спутник в созвездии MUOS несет две полезные нагрузки: устаревшую полезную нагрузку для обеспечения узкополосной связи Министерства обороны в период перехода на MUOS и передовую возможность широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (WCDMA) MUOS, согласно данным NAVWAR.
Система WCDMA
Радиостанции MUOS WCDMA могут одновременно передавать голос, видео и данные о боевых задачах по системе на базе интернет-протокола, подключенной к военным сетям. Радиостанции MUOS работают в любой точке мира со скоростью, сопоставимой со скоростью 3G-смартфонов. Радиостанции MUOS также могут функционировать в условиях плотного покрытия, например, под пологом джунглей или в городской застройке. MUOS выступает в роли глобального оператора сотовой связи, обеспечивая военнослужащих современными возможностями, такими как мультимедиа. Система преобразует коммерческую сотовую систему третьего поколения (3G) с широкополосным кодовым разделением каналов (WCDMA) в военную УКВ-спутниковую радиосистему (UHF SATCOM), используя геостационарные спутники вместо сотовых вышек. Работая в ультравысокочастотном (УВЧ) диапазоне, который имеет более низкую частоту, чем у обычных наземных сотовых сетей, MUOS предоставляет военнослужащим тактическую возможность связи в "сложных" условиях, таких как густые лесные массивы, где сигналы более высокой частоты были бы недопустимо ослаблены лесным покровом. Соединения могут быть установлены по запросу пользователями в полевых условиях за считанные секунды и также легко разорваны, освобождая ресурсы для других пользователей. В соответствии с более традиционными методами военной связи, предварительно запланированные сети также могут быть созданы как постоянно, так и по определенному расписанию с использованием наземного центра управления сетью MUOS.
Предыдущая полезная нагрузка
В дополнение к сотовой полезной нагрузке MUOS WCDMA, в каждый спутник интегрирована полноценная и независимая устаревшая полезная нагрузка UFO. Устаревшая полезная нагрузка продлевает срок службы существующих терминалов спутниковой связи UHF и обеспечивает более плавный переход к MUOS.
Запуска
MUOS 1, после нескольких задержек, вызванных погодными условиями, был успешно запущен в космос 24 февраля 2012 года в 22:15:00 UTC с помощью ракеты-носителя Atlas V в конфигурации 551. MUOS 2 был запущен по расписанию 19 июля 2013 года в 13:00:00 UTC на борту Atlas V 551 (AV 040). MUOS 3 был запущен на борту ракеты-носителя Atlas V компании United Launch Alliance (ULA) 20 января 2015 года с военно-воздушной станции Кейп-Канаверал (CCAFS), Флорида. MUOS 4 прибыл на мыс Канаверал 31 июля 2015 года. Запуск был отложен из-за погодных условий, первоначально запланированный на 31 августа 2015 года в 10:07 UTC. Запуск состоялся 2 сентября 2015 года в 10:18:00 UTC. MUOS 5 прибыл на мыс Канаверал 9 марта 2016 года. Запуск первоначально планировался на 5 мая 2016 года, но из-за внутреннего расследования проблемы с топливной системой Atlas V, возникшей во время запуска Cygnus OA 6 22 марта 2016 года, запланированная дата была перенесена. Запуск состоялся 24 июня 2016 года в 14:30:00 UTC. Через несколько дней после этого на борту спутника произошла "аномалия", когда он все еще находился на геостационарной переходной орбите (GTO), в результате чего он был "переведен на безопасную промежуточную орбиту" или остался на GTO. Любители-наблюдатели отслеживали его на орбите, начиная с 3 июля 2016 года. 3 ноября 2016 года ВМС США объявили, что спутник наконец достиг рабочей орбиты.
Операционные позиции МУОС
Четыре функционирующих в настоящее время спутника MUOS расположены на долготах 100° западной (MUOS 1); 177° западной (MUOS 2); 16° западной (MUOS 3) и 75° восточной (MUOS 4). MUOS 5 является резервным спутником, в настоящее время находящимся на орбите над континентальной частью США. У них орбитальный наклон 5°. В первые несколько месяцев после запуска спутники временно размещались в проверочной позиции на 172° западной долготы.
Наземные станции MUOS
МУОС включает в себя четыре наземных комплекса. Несмотря на разногласия, площадка в Нискеми была достроена в преддверии запуска MUOS 4.
Радиотерминалы
В 2012 году была выпущена форма сигнала MUOS с полной функциональностью в режимах "красный/черный". До отмены программы Joint Tactical Radio System (JTRS) в 2011 году, программа JTRS должна была предоставить терминалам Министерства обороны США (DoD) возможность связи с формой сигнала MUOS WCDMA посредством ряда моделей различных форм-факторов. Ручной, переносной и компактный (HMS) терминал AN/PRC 155, производимый компанией General Dynamics Mission Systems, пережил отмену масштабной программы JTRS и был выпущен в нескольких единицах в рамках опытной партии (LRIP). Воздушный терминал Rockwell Collins AN/ARC 210 и переносной терминал Harris Corporation AN/PRC 117G также были сертифицированы для работы в системе MUOS.
Арктические и антарктические возможности
Lockheed Martin и группа компаний-производителей радиооборудования продемонстрировали широкую зону арктической связи вблизи Северного полюса, что, как считается, является самой северной точкой, где успешно был осуществлен вызов через геостационарный спутник. Вызовы WCDMA в высоких широтах будут приобретать все большее значение в связи с ростом судоходства, освоением ресурсов и развитием туризма, при этом доступ к защищенной спутниковой связи практически не улучшается. На основании этих и продолжающихся испытаний ожидается обеспечение полного покрытия судоходных путей Северо-Западного и Северо-Восточного проходов. Последующие испытания с высоким качеством передачи голоса и данных, включая потоковое видео, были проведены как в Арктике, так и в Антарктике, в том числе демонстрация в 2015 году со станции МакМердо.