Гонки вокруг глобуса

4 октября исполняется 60 лет запуску в СССР первого искусственного спутника Земли. 12 октября отметит 35‑летие советско-российская Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) – в октябре 1982‑го был поднят на орбиту ее первый спутник. В преддверии круглых дат спутниковое хозяйство удостоилось внимания на высшем уровне: президент Владимир Путин поручил довести точность навигации по ГЛОНАСС до уровня американского аналога GPS. Пока же отставание между ними почти двукратное.

Призывы догнать заокеанского «конкурента» звучат из уст российских чиновников регулярно, но при детальном рассмотрении выясняется, что не только реализовать, но даже интерпретировать их непросто. Во-первых, само понятие точности и используемые для сравнения двух систем величины относительны. Во-вторых, отставание от GPS в теории преодолимо, но как это сделать в условиях кризиса и международных санкций – совершенно непонятно. В‑третьих, в этой задаче нет и экономической целесо-образности: статус GPS как главной в мире навигационной системы все равно оспорить не удастся, да и незачем – сигналы со своих спутников что Россия, что США передают бесплатно для всех желающих.

В итоге в миллиардных тратах, которые потребуются, чтобы исполнить поручение, заинтересованы только в Минобороны и спецслужбах – непригодность ГЛОНАСС для военных кампаний, похоже, становится все очевиднее. К тому же все больше стран вооружаются в космосе: с недавних пор спутниковые «глаза» на случай войны имеются даже у Индии.

Забить орбиту

Идея спутникового слежения за объектами на Земле родилась в США в конце 50‑х в результате наблюдений за первым советским спутником. В 1964‑м стартовали работы над американской навигационной системой, в 1973-м она получила название GPS (Global Positioning System). К концу 70‑х начались регулярные запуски спутников, а в начале 90‑х GPS могла похвастать глобальным покрытием с более чем 20 аппаратами. Сейчас их число выросло до 32.

СССР находился в позиции догоняющего. Системы «Цикада» и «Циклон» 60-х годов предназначались для ядерных боеголовок и «грешили» на сотни метров. Работы по ГЛОНАСС запустило знаменитое постановление Совета министров 1976 года «О создании глобальной космической командно-ретрансляционной системы, обеспечивающей повышение оперативности наблюдения за военными и промышленными объектами». К распаду СССР на орбите насчитывалось только 12 спутников, из которых в течение 90‑х годов половина была потеряна.

В 2000‑х группировку ГЛОНАСС стали пополнять форсированными темпами, и летом 2010‑го она достигла глобального статуса: вокруг Земли вращались 26 спутников, из них 24 работали постоянно. Таким образом, каждый объект на поверхности планеты доступен одновременному «взору» двух-трех спутников: зная положение аппаратов на орбите и форму земного шара, навигатор–приемник сигнала рассчитывает свое местонахождение на карте.

После этого вокруг ГЛОНАСС случались неприятные инциденты: из-за аварий ракет-носителей «Протон-М» в декабре 2010‑го и июле 2013‑го были «похоронены» шесть спутников, которые должны были пополнить группировку. Но на работоспособности системы это не сказалось. «По числу спутников догонять GPS не нужно: 24 спутника – оптимальная структура, обеспечивающая постоянную доступность навигации, без разрывов по месту и времени. Сама же теоретическая основа ГЛОНАСС не устареет никогда: формулы математики с годами не меняются, считай хоть в столбик, хоть на компьютере», – комментирует «Деловому еженедельнику «Профиль» член-корреспондент Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского Андрей Ионин. По его словам, в чем-то ГЛОНАСС даже превосходит GPS: «Американские спутники движутся синхронно вращению Земли, наши – асинхронно. Благодаря этому они реже смещаются с заданной траектории, их проще «выследить» с Земли. Спасибо гениальным советским математикам, придумавшим такую модель. Еще одно преимущество: поскольку Россия – северная страна, наши спутники находятся на наклонных орбитах, обеспечивая лучшую производительность в северных широтах. Впрочем, на экваторе по этой же причине корректнее работает GPS».

Ускользающая точность

Но такие нюансы обычно обсуждаются в среде любителей космонавтики. Широкой публике известен лишь главный критерий сравнения – общая точность навигации. И тут факт налицо – GPS значительно точнее ГЛОНАСС. Признавая проблему, российские власти бьются над ней не первый год. В 2011 году в Генштабе ВС РФ обещали уравнять системы за четыре года. В феврале 2012‑го премьер-министр Владимир Путин призвал не только догнать, но и перегнать точность GPS. В 2015‑м о близящемся паритете говорили в Главном испытательном космическом центре (ГИКЦ) им. Титова. А в прошлом месяце ситуацией вновь озаботился Владимир Путин: по его словам, цель для ГЛОНАСС – к 2020-му выйти на «конкурентные показатели» с GPS.

Логика правильная, признают эксперты: обеспечив глобальное покрытие, нужно повышать точность позиционирования. Другое дело, что следует заранее определиться с приоритетами. «Точность – комплексная категория, складывающаяся из нескольких факторов, – поясняет Ионин. – Один вопрос, каковы инструментальные погрешности самого спутника, достаточно ли хорош бортовой источник частоты. Другой – как работает наземное оборудование для уточнения навигации. Чтобы прогнозировать движение спутника, нужно расставить по планете как можно больше станций. Они появляются не только на территории России, но и в Латинской Америке, Азии, Антарктиде. Это не штурмовщина, а плановая работа». Наглядный пример корректировки данных с помощью таких станций – «глушилки» в центре Москвы, благодаря которым навигаторы «отправляют» гуляющих по Красной площади в Подмосковье (предполагается, что это делается для противодействия потенциальным атакам с помощью дронов).

Не меньшее влияние на показатели оказывает специфика самих навигаторов. На смартфонах они менее точны, чем в геодезическом оборудовании или баллистических ракетах, поскольку среди прочего не оснащены двухчастотным приемником, позволяющим нивелировать атмосферные помехи, достигая точности менее 1 метра. Впрочем, компания Broadcom намерена совершить революцию на рынке гражданских навигаторов: недавно представленный ею чип BCM47755 (ожидается в продаже с 2018 года) сможет уточнять GPS-координаты до 30 см.

Таким образом, факторов, влияющих на итоговое значение точности, немало. Равно как и методологий подсчета. Неудивительно, что в СМИ встречаются самые разные цифры по точности позиционирования: 7 метров у ГЛОНАСС и 3,6 метра у GPS (так в сентябре сказал вице-премьер РФ, куратор ВПК Дмитрий Рогозин), 10 и 5 метров, 3 и 2, 2 и 1… «Тут большой простор для манипуляций словами. Можно сказать, что мы повысили точность, и это никто не проверит. Если вложить много денег, она обязательно повысится», – иронизирует руководитель Института космической политики Иван Моисеев. «Если взять в одну руку смартфон с GPS, а в другую – с ГЛОНАСС, по картинке на экране не понять, какова погрешность того или другого. В целом для гражданского применения существующих показателей достаточно. Когда вы стоите в пробке в машине, какая разница, на 2 или на 3 метра вы продвинулись?» – задается вопросом эксперт по космонавтике Вадим Лукашевич.

Компоненты отчетности

Впрочем, рецепт, как спутникам ГЛОНАСС «догнать Америку», уже известен: как сообщил Рогозин, это произойдет после ввода в строй спутников нового поколения «Глонасс-К2». Первые из них отправятся на орбиту в конце 2018 года. «Эти слова означают, что основной источник погрешности на сегодняшний день – бортовое оборудование спутников, которое «сбоит» по частоте и модуляции. А все должно быть точным, как атомные часы», – делает вывод Лукашевич.

В любом случае процесс обновления спутников растянется надолго, и к 2020 году явного прогресса от ГЛОНАСС ждать не стоит. «Если спутник запущен в прошлом году, он будет летать еще 5–7 лет, какую бы задачу Путин ни поставил, – объясняет Лукашевич. – Замена будет постепенной: в 2020 году на каких-то орбитах спутники будут новые, на других – еще старые. Соответственно, показания будут то точнее, то «смазаннее» – как повезет».

По мнению Лукашевича, чтобы на самом деле выполнить указание президента, придется заменить всю группировку. Во сколько это может обойтись, власти не сообщают: спутники «Глонасс-М» в 2013 году оценивались в 800 млн рублей каждый, а значит, вся группировка с учетом стоимости запусков (около 1 млрд рублей из расчета на спутник) потянет на десятки миллиардов.

Правда, до столь масштабных проектов вряд ли дойдет, уточняет Лукашевич: «Сейчас Рогозин просто обозначил срок, раньше которого указание президента физически не может быть выполнено. На самом деле и Путин, и он бесконечно далеки от этих проблем. Они не технари, разобраться не могут, поэтому просто повторяют то, что им передают по длинной цепочке, причем каждый в этой цепочке прикрывает себя как может. Президент озаботился – взяли под козырек и ответили. Потом опять озаботится, ему опять ответят. И так по кругу».

Привет из Сирии

Впрочем, у нынешнего беспокойства Владимира Путина есть определенная причина, предполагает Лукашевич: «Похоже, использование высокоточного оружия в Сирии показало, что точности-то ГЛОНАСС и не хватает. Известно, что не все ракеты, запускавшиеся с наших бомбардировщиков, долетели до цели. Для ядерного взрыва точность не столь важна – взрывной волной все снесет. А когда нужно сбить ракетой укрепленный пункт, дот – надо попадать вплоть до метра. Тем более это пустыня, визуальных ориентиров нет, только по координатам. Сирийская операция – полигон, который показал наши недостатки, и по ним сейчас принимаются меры. Какова на самом деле погрешность в военном, закодированном сигнале со спутника? И у нас, и у американцев это закрытые данные. А Путин цифры знает. И если уж так говорит, значит, не все гладко».

Вообще GPS и ГЛОНАСС следует рассматривать в первую очередь как системы военного назначения, утверждает Андрей Ионин. «Российские и американские военные пользуются только своей системой, потому что она гарантирует им получение сигнала, – объясняет он. – Страны, у которых своих систем нет, могут использовать любые данные, но это риск. Пока ни одной договоренности в духе «США при любых условиях предоставят стране Икс сигнал GPS» не было».

Что же касается гражданского применения ГЛОНАСС, то каких-либо перспектив окупаемости системы эксперты не видят. «GPS вышел на рынок на десятилетия раньше и просто занял его на условиях естественной монополии, – объясняет Иван Моисеев. – Под него заточены все навигационные системы – авиационные, морские, железнодорожные. Наши погнались было за американцами, но поздно. В лучшем случае ГЛОНАСС используется в гаджетах в качестве дополнительной, страхующей системы, для повышения числа спутников в зоне видимости. Какую-либо нишу на этом рынке отвоевать невозможно – сигнал одинаков, причем бесплатен, для всех. Мы делаем спутники, создаем информационную структуру. А все деньги получают производители навигаторов. К сожалению, это не мы. В итоге, когда в Европе заговорили о создании своей навигационной системы Galileo, все уперлось в финансовый вопрос. Мол, ради чего воюем, как деньги возвращать?»

«GPS и ГЛОНАСС – невиданные в истории примеры национального альтруизма, – отмечает Андрей Ионин. – Мы и американцы создали системы стоимостью в миллиарды долларов, их эксплуатация обходится в сотни миллионов в год, но ими пользуется весь мир, не платя ни копейки».

В этих условиях российским властям остается лишь стимулировать использование ГЛОНАСС внутри страны: на «патриотической» навигации работают транспондеры для большегрузов в системе взимания дорожных сборов «Платон», автопарк МЧС, муниципальный транспорт в Москве и других городах. Разработана система экстренного реагирования при авариях на дорогах «ЭРА-ГЛОНАСС», терминалы которой планируется устанавливать на все продаваемые в РФ автомобили (по данным на сентябрь, в системе зарегистрирован 1 млн транспортных средств). «Реализуй все то же самое с чипами GPS, и это обойдется дешевле, – возражает Вадим Лукашевич. – Но мы искусственно, командными методами создаем рынок. Выглядит так, что часть затрат по ГЛОНАСС хотят переложить на другие сферы. Мол, давайте оборудуем навигаторами ГЛОНАСС кареты скорой помощи – и заодно залезем в бюджет здравоохранения. Это как платежная система «Мир»: людям она не нужна, «Визы» и «Мастеркард» хватает за глаза. Но бюджетников заставляют переходить на «Мир», принудительно отправляя туда зарплаты».

Амбиции навигации

Между тем мир навигационных систем из «биполярного» постепенно превращается в «многополярный». Третьим по счету полюсом выступил Евросоюз: после долгих обсуждений проект Galileo, курируемый Европейским космическим агентством, стал воплощаться во второй половине 2000‑х.

К настоящему времени система насчитывает 18 спутников – минимальное число для того, чтобы считаться глобальной (в декабре 2016 года было объявлено о работе в режиме «начальной эксплуатационной производительности»). В ближайшие годы количество аппаратов планируется довести до 30.

Тогда же курс на создание своей группировки взял Китай. Три пилотных спутника системы BeiDou были запущены в начале 2000‑х годов. Но тесты затянулись: лишь к началу 2010‑х китайская орбита стала пополняться стабильно работающими аппаратами. На данный момент BeiDou состоит из 23 спутников, однако глобальное покрытие не обеспечивает, концентрируясь на Азиатско-Тихоокеанском регионе.

В начале 2010‑х годов аналогичные проекты запустили Индия и Япония. В Стране восходящего солнца дело идет небыстро – пока работают лишь три запущенных спутника Michibiki (QZSS) и в конце текущего года планируется вывести четвертый. Индийская NAVIC с 2013‑го обзавелась уже семью аппаратами и в перспективе нацеливается на глобальный статус.

«Создание навигационной системы – подтверждение самостоятельности, амбиций государства, – говорит Вадим Лукашевич. – Каждая страна, претендующая на значимую роль в мире, стремится к этим атрибутам – пилотируемому космосу, атомным подлодкам, спутниковой навигации. Китай понимает, что в случае войны нужно рассчитывать на свои силы, поскольку США не являются стратегическим союзником и наверняка ограничат доступ к GPS. Индия и Япония хотят быть сопоставимыми игроками в азиатском регионе».

По мнению Андрея Ионина, ожидать, что к этим странам присоединится кто-то еще, не стоит: «Чтобы создать навигационную систему, нужны десятилетия, развитая космическая промышленность и хорошие математики. На аутсорсе это вам никто не сделает. Так что все, кому это по силам, уже на орбите».