«Добре бути блогером», в який раз подумав я, коли ми в'їхали на територію центру космічного зв'язку «Дубна». Блог розкрив переді мною чимало дверей, в тому числі тих, які не відчиняються іншим навіть за гроші. Наприклад, всякі режимні об'єкти типу атомних електростанцій, великих заводів з жорстким пропускним режимом або ... центру космічного зв'язку. Коли мені запропонували з'їздити в підмосковну Дубну, щоб подивитися цей центр, я не довго думав. Магічне словосполучення «центр космічного зв'язку» зробило свою справу :)
Відразу після в'їзду на територію центру, в очі кинулося чимала кількість великих супутникових тарілок, в тому числі одна гігантська. До речі, як ви думаєте, яку функцію вона там виконує? Відповідь буде нижче.
Отже, що ж таке «центр космічного зв'язку», скільки таких центрів, як вони працюють, яку функцію виконують? Якби мені поставили ці питання до поїздки в Дубну, то я б відповів, що це щось типу центру управління польотами супутників. І був би неправий і прав одночасно. Ну, давайте по порядку.
2
Вся ця пишнота розташоване на околиці міста Дубна. З Москви сюди їхати близько двох годин. По приїзду, в першу чергу нам розповіли базову теорію. Подібних центрів зв'язку з супутниками в світі кілька, найбільший в Європі знаходиться в Італії. У Росії побудовано і працює 5 подібних центрів, Дубенський - найбільший з них. Чотири інших рівномірно розкидані по території країни: в Єкатеринбурзі, Желєзногорську, Хабаровську і Петропавловську-Камчатському. Всі вони входять до складу ФГУП «Космічний зв'язок». Ця організація через супутники віщає на 52 країни світу.
Центр космічного зв'язку (ЦКШ) виконує дві глобальні функції:
- трансляція сигналу через космічні апарати зв'язку і мовлення
- управління супутниками на геостаціонарній орбіті.
Давайте спочатку кілька слів про другу функцію. Все починається з виробництва і запуску супутників на орбіту. Середня вартість виробництва і запуску одного супутника - близько 200 мільйонів доларів. Запускають російські супутники в Казахстані, на космодромі Байконур. Центр управління польотами (ЦУП) при космодромі займається тільки запуском ракети аж до того моменту, як супутник опиниться на геостаціонарній орбіті, повисне в одній точці і розкриє антени. Після цього ЦУП припиняє свою роботу і супутник передається в розпорядження ЦКШ. Той, в свою чергу, налаштовує наземні антени конкретно під цей супутник і починає обмін даними. Зараз на орбіті літають 13 супутників під керуванням ФГУП «Космічний зв'язок».
Прийом і передача даних на супутнику здійснюється за допомогою пристроїв, які називають транспондерами. На супутнику може бути від 40 до 60 транспондерів. Кожен транспондер володіє певними характеристиками: частотний діапазон, потужність сигналу, максимальна ширина каналу даних. Щоб був коректний обмін інформацією із супутником, потрібно антену та обладнання на землі налаштувати під конкретний транспондер на супутнику.
Так ось, супутники висять на висоті близько 35.786 кілометрів від поверхні планети. Все було б красиво, якби супутник дійсно висів нерухомо в одній точці щодо антени на землі. Але це не так. Супутники можуть втратити висоту або відхилитися від потрібної орбіти під впливом різних факторів. Тому потрібно постійно стежити за становищем супутників і коригувати їх розташування. Робиться це за допомогою реактивних двигунів на супутнику, які працюють від палива на борту. Запасу палива вистачає років на 15, потім супутник вимагає повної заміни. Так ось, стеження і коригування положення супутника відбувається, в тому числі, звідси - з ЦКШ «Дубна».
Найбільший російський провайдер телемовлення через супутники - це «Триколор ТВ». Компанія відзначила своє десятиріччя значущою подією - початком трансляції каналів в форматі надвисокої чіткості. Вони запустили пакет телеканалів у форматі Ultra HD (3840? 2160, 50 кадрів в секунду, без апскейлінга) по Росії, а це вимагає чималих потужностей, доводиться посилати на супутники великі обсяги трафіку. Сьогодні «Триколор ТВ» - це лідер ринку супутникового мовлення в Росії, у неї 11,6 мільйона живих абонентів (які справно оплачують трансляцію і у яких супутникова тарілка не висить мертвим вантажем).
3
Після теоретичної частини ми вийшли пройтися по відкритій території ЦКШ. Помилуватися на розсип параболічних антен різних розмірів і навіть форм. Виглядає красиво і загадково:
4
Тут можна наочно порівняти середню за розмірами антену з людиною:
5
Всього на території ЦКШ встановлено 66 антен. З них 27 призначені для управління супутниками (коригування положення на орбіті), 24 - для трансляції та прийому супутникових телеканалів. Не всі з них працюють одночасно. У нормальних умовах сигнал передає приблизно половина антен, зазвичай найменші. Під час сильної грози або шторму умови для прийому-передачі сигналу можуть погіршитися, і тоді в справу можуть вступити «тарілки» побільше, зі збільшеною потужністю сигналу, здатні пробити негоду.
6
Супутникові антени, при уявній складності, насправді досить прості пристрої. Сама тарілка у професіоналів називається «дзеркалом», а іноді «ліхтарем». Дзеркало, як лінза, ловить радіосигнал з супутника, збирає його в один вузький промінь і передає на приймач - конвертер. Тут важливо звернути антену в потрібну точку, щоб вона дивилася на необхідний супутник, що транслює телеканали. Далі радіосигнал потрапляє в ресивер, який переводить (декодує) сигнал і подає на телевізор (або інший пристрій). Приблизно так само, тільки в зворотному порядку, здійснюється мовлення сигналу на супутник.
7
Супутникові тарілки бувають двох видів: прямофокусниє і офсетні. У квартири і будинки часто ставлять офсетні, так як їх можна направляти вертикально, щоб сніг і вода не скупчувалися на поверхні дзеркала і не погіршували якість сигналу. Також на якість сигналу прямо впливають будівлі, дерева і нерівності землі на шляху радіосигналу до антени.
8
У ЦКШ більшість антен прямофокусниє і повинні дивитися дзеркалом прямо на супутник. Тут для цього створені ідеальні умови: рівне поле без дерев, деякі антени підняті над землею, і майже всі володіють механізмом, що рухають антени навколо своєї осі. Всі супутники висять приблизно над екватором Землі, тому антени спрямовані на південь.
9
ЦКШ виграв тендер на обслуговування і трансляції сигналу з супутників Eutelsat для Європи. Так що звідси ведеться керування деякими європейськими супутниками, а також трансляція телеканалів не тільки на Росію, а й європейську частину континенту. Можете собі уявити важливість цього ЦКШ не тільки для Росії, але і європейських користувачів? У свою чергу, ЦКШ транслює на Росію деякі зарубіжні канали.
10
Заглянули в приміщення, де обробляються телеметричні сигнали від супутників. Іншими словами, тут відбувається управління супутниками і коригування їх місця розташування. Більшість операція робиться тут автоматично, потрібно тільки стежити за тим, щоб все працювало як треба. Цим тут займається, що цікаво, одна людина - жінка у віці близько 40 років.
11
До речі, в усьому центрі працює всього 115 чоловік. Це небагато, враховуючи кількість обладнання складності покладених на ЦКШ функцій. Тут здорово допомагає автоматизація більшості операцій.
12
Вперше бачу сервера з вбудованими РК-екранами. Дуже зручно, враховуючи, що управління більшістю серверів відбувається віддалено по комп'ютерній мережі, а вбудований екран служить тільки для первинної настройки сервера, підключення до мережі та моніторингу деяких параметрів.
13
Все це, звичайно, добре. Але що робити, якщо трапиться блекаут, чи то пак по всьому місту вирубають світло? Ну, перший час тут нічого не зміниться, все буде продовжувати працювати. Всі важливі електричні пристрої підключені до джерел безперебійного живлення (ДБЖ), і в той же час запускаються резервні дизельні генератори електрики. Палива на території центру вистачить, щоб забезпечувати обладнання резервним електрикою чотири доби. Якщо основне електрику на той час не подадуть, то в центр завезуть ще палива.
14
У вас, напевно, при такій кількості антен, виникли думки типу «там же шкідливо працювати, високий рівень випромінювань, потужний радіосигнал». Насправді, загальний радіочастотний фон тут в межах норми і ніяких заходів по ізоляції співробітників від випромінювання не потрібно. Сучасні антени випромінюють не так сильно, як раніше. Недобре можна відчути, якщо довго стояти в безпосередній близькості за антеною. Саме там, а не перед дзеркалом, найбільший рівень випромінювання. Якщо почнуть боліти очі, то це вірна ознака опромінення.
15
А ми, неспішним ходом, наближаємося до найбільшої антени, встановленої в ЦКШ.
17
В наші дні немає необхідності будувати такі великі антени, як вищеописаний. З усіма завданнями цілком справляються невеликі антени з діаметром від 2,5 метрів.
19
Помітив серед всіх тарілок чотири, які відрізнялися від усіх формою дзеркала. Це, до речі, вже офсетний тип супутникових антен, судячи за формою кронштейна для конвертера і розташуванню самого конвертера.
20
Наостанок нам показали корпус ЦКШ, де розташований комплекс для управління і моніторингу за обміном даними з супутниками, в тому числі і трафіком супутникових телеканалів:
21
На другому поверсі є таке приміщення, де працює три співробітника:
22
Тут ведеться спостереження за якістю передачі сигналів з супутників, в тому числі за трансляцією ТБ-картинки:
23
Якщо на екрані пропаде зображення з якогось каналу, то фахівці відразу почнуть вживати заходів по відновленню трансляції:
24
На численних моніторах виводиться різна службова інформація про потужності сигналу, про зв'язок із супутниками, про обмін даними з ТВ-студіями, іншими ЦКШ та інше.
25
Солідна апаратна частина комплексу:
27
Вражає, правда? Не знаю, як у вас, а в мене, до приїзду сюди, був певний стереотип. Фраза «центр космічного зв'язку» у мене викликала асоціацію з державними установами, де час зупинився в 80-90 роках. Старе обладнання, радянські меблі, тьмяне світло, обшарпані стіни і стеля. Я був здивований, бо побачене було все з точністю до навпаки. Скрізь чисто, відремонтовано, трава на території коротко пострижена, встановлено сучасне обладнання, та й молоді працює чимало.