В современной космонавтике существует несколько систем радиосвязи, каждая из которых выполняет свои уникальные функции. Несмотря на то, что спутниковая связь обеспечивает высокую скорость передачи данных и глобальное покрытие, коротковолновая (КВ) и ультракоротковолновая (УКВ) радиосвязь продолжают оставаться важными элементами космической коммуникации как между космонавтами, так и для связи с Землей.
Особенно это касается Международной космической станции (МКС), где КВ и УКВ оборудование используется как для штатных операций, так и в качестве резервных систем. Нередко космонавты с МКС проводят радиолюбительские сеансы связи с Землей и простыми радиолюбителями — пообщаться с космонавтами для любого радиолюбителя большая честь. Такое бывает редко, но бывает. Но мы двигаемся дальше и обсудим интересную тему — для чего же КВ и УКВ?
Различия между КВ, УКВ и спутниковой связью
Коротковолновая радиосвязь работает в диапазоне 3-30 МГц и обладает уникальной способностью отражаться от ионосферы, что позволяет осуществлять связь на большие расстояния без необходимости прямой видимости между передатчиком и приемником. Это делает КВ незаменимой в ситуациях, когда другие виды связи недоступны. Ультракоротковолновая радиосвязь (30-300 МГц) распространяется прямолинейно и обеспечивает более четкий сигнал на коротких дистанциях, но требует прямой видимости между станциями. Спутниковая связь, безусловно, самая совершенная из трех, обеспечивает глобальное покрытие и высокую скорость передачи данных, но полностью зависит от работоспособности космических ретрансляторов, наземной инфраструктуры и сложного программного обеспечения. Да, конечно все коммуникации от МКС до командных центров идут через спутниковый интернет, но…
Почему спутниковой связи недостаточно?
Главный недостаток спутниковой связи — ее уязвимость и сложное оборудование. В случае выхода из строя спутника-ретранслятора или повреждения бортового оборудования космический корабль или станция могут остаться без связи. Кроме того, существуют зоны, где спутниковый сигнал может быть недоступен или сильно ослаблен, например, в полярных регионах или во время сильных геомагнитных бурь. А еще в теории спутниковая связь может быть попросту взломана хакерами. В таких ситуациях КВ и УКВ связь становятся единственными средствами коммуникации.
Исторические примеры использования КВ и УКВ связи
История космонавтики знает немало случаев, когда резервные системы связи спасали экипажи в критических ситуациях. В 1965 году во время посадки корабля «Восход-2» космонавты Алексей Леонов и Павел Беляев оказались в глухой тайге в сотнях километров от расчетной точки приземления. Именно КВ-радиостанция позволила им установить связь со спасателями. В 1975 году во время совместного полета «Союз-Аполлон» КВ-каналы использовались как резервные. Эти и многие другие примеры подтверждают необходимость дублирующих систем связи.
На спускаемом модуле у космонавтов обязательно есть КВ и УКВ радиостанция. КВ нужна если они приземлятся в незапланированном месте, а УКВ дает надежную связь со спасательной командой. Также спускаемый модуль имеет спутниковый буй системы КОСПАС-САРСАТ.
КВ и УКВ связь на МКС
На Международной космической станции КВ и УКВ оборудование используется как для штатных операций, так и в качестве резервных систем. Российский сегмент МКС оснащен КВ-радиостанцией, которая установлена в модуле «Звезда». Эта аппаратура периодически используется для экспериментов по изучению ионосферы и любительской радиосвязи с Землей. УКВ-системы на МКС применяются для связи между модулями станции, а также для коммуникации с кораблями «Союз» и «Прогресс» во время их стыковки. Также процесс разговора космонавтами вне станции происходит через УКВ радиостанции.
Одним из главных преимуществ КВ связи является ее независимость от спутниковой инфраструктуры. КВ-радио может работать в любых условиях, даже при полном отсутствии других средств связи. УКВ связь, в свою очередь, обеспечивает высокое качество сигнала на коротких расстояниях и используется для оперативной связи между членами экипажа и с наземными станциями в зоне прямой видимости.
Основным недостатком КВ связи является низкая скорость передачи данных и зависимость от состояния ионосферы. Солнечная активность может серьезно ухудшать качество связи. УКВ связь, хотя и обеспечивает хорошее качество сигнала, ограничена прямой видимостью и не может использоваться на больших расстояниях.
Будущее, безусловно, за цифровыми технологиями и оптической связью. Но аналоговые КВ и УКВ системы еще долго будут оставаться в составе бортового оборудования как последнее средство связи в чрезвычайной ситуации. Ведь для цифрового сигнала нужны определенные условия, а аналоговый можно принять «как есть» — с большими шумами и помехами, но разобрать нужную информацию.
Накопленный опыт показывает, что в космосе нельзя полагаться на одну, даже самую совершенную технологию — только многообразие каналов связи может гарантировать безопасность экипажа в любой непредвиденной ситуации.
КВ и УКВ радиосвязь в космонавтике — это не пережиток прошлого, а жизненно важный элемент системы безопасности. Они дополняют современные спутниковые технологии, создавая надежное резервное средство коммуникации. История космических полетов неоднократно доказывала: когда отказывает сложная электроника, простые и проверенные радиоволны могут стать единственной нитью, связывающей космонавтов с Землей. В этом и заключается главная ценность аналоговых радиосистем в цифровую эпоху.
На МКС работает радиолюбительский ретранслятор ARISS - это специальное оборудование для любительской связи. Оно работает на частотах 145.990 МГц и 437.800 МГц работая как космическая «рация».
Ретранслятор включается периодически, когда астронавты не используют служебную связь. Через него проводят сеансы связи со школами, передают SSTV-изображения и телеметрию.
Данная статья посвящена Дню Космонавтики. Почитать больше статей на космическую тему можно здесь>>
