Что известно о военной спутниковой сети Wideband Global Satcom?

Спутниковая сеть Wideband Global Satcom (WGS), запущенная в 2007 году, играет критически важную роль в современной военной связи — она обеспечивает надежную глобальную высокоскоростную передачу данных для США и нескольких ее союзников. WGS использует десять высокопроизводительных спутников, покрывающих большую часть земного шара и предоставляющих поддержку различным операциям: от управления беспилотными летательными аппаратами до пересылки важных данных и видео в реальном времени. Сегодня эта самая мощная военная система связи в арсенале Министерства обороны США, обладающая покрытием, качеством и емкостью, необходимыми в наиболее сложных оперативных сценариях, закрывает 75% потребностей в тактической широкополосной связи.

По словам Роберта Тарлтона, директора Управления систем военной спутниковой связи Космического командования ВВС, «WGS обеспечивает связь в любое время и в любом месте для солдат, моряков, летчиков, морских пехотинцев США и их международных партнеров посредством широковещательных многоадресных и двухточечных соединений». 

Что стало поводом для появления WGS, как развивалась и какие возможности предоставляет указанная система военной спутниковой связи — читайте в нашем материале.

Краткая история и основные возможности WGS

В 2001 году Министерство обороны США выбрало компанию Boeing Space Systems для разработки WGS, чтобы заменить ею Систему спутниковой связи Министерства обороны III (Defense Satellite Communications System III, DSCS III). На тот момент та была в эксплуатации уже свыше 20 лет, с 1980 по 2000-й, и уже не в полном объеме отвечала новым потребностям военных и правительства США. С помощью WGS удалось расширить возможности услуг спутниковой связи Минобороны и стать основной альтернативой наземных служб передачи данных.

Технические особенности WGS

Wideband Global Satcom предоставляет широкополосные глобальные услуги связи между отдельными пользователями и Сетью оборонных информационных систем (DISN). Централизованное командование и руководство тактическими силами в мирных и военных условиях стало возможным благодаря отлаженной работе и взаимодействию трех основных сегментов WGS: космического (спутники), сегмента управления (операторы) и терминального (пользователи). 

Космический сегмент — это созвездие геосинхронных военных спутников связи, которые используют экономически эффективные методы производства для предоставления услуг с высокой пропускной способностью в диапазонах Ka и X. Управление состоит из эскадрилий Delta 8 и глобально размещает ресурсы для планирования, координации и контроля космического сегмента. В то время как на Земле находится терминальный сегмент — тысячи тактических стационарных, переносных, наземных мобильных, воздушных мобильных и судовых терминалов SATCOM с диаметром антенны от 0,4 до 18,4 м.

Каждый спутник в системе военной связи WGS использует для передачи сигналов на Землю и обратно частоту 4,875 ГГц. Она позволяет отправлять и получать различные типы данных, в том числе видео, картографические материалы и другую важную информацию. При этом пропускная способность варьируется от 2,1 до 3,6 Гбит/с — точные характеристики будут напрямую зависеть от наземных терминалов, скорости передачи данных и настроенных профилей. 

Сейчас в созвездии WGS работают десять спутников, объединенных в три блока. Первый (I) блок космического сегмента включает спутники WGS-1, WGS-2 и WGS-3. Второй (II) — WGS-4, WGS-5 и WGS-6. В третьем блоке (II Follow-On) — четыре аппарата: WGS-7, WGS-8, WGS-9, WGS-10. Первый спутник WGS-1 вывели на орбиту 10 октября 2007 года и начали эксплуатацию в апреле 2008-го. Сейчас он работает над Тихоокеанским регионом. Два других спутника блока I введены в эксплуатацию в 2009 году и обслуживают регион Индийского океана и Атлантический регион. Спутники блока II запущены в 2012 и 2013 годах, блока II Follow-On — в 2015, 2016 и 2019 годах. Десятый, новейший спутник, является последним действующим на момент написания статьи. Запуск WGS-11 сначала был запланирован на ноябрь 2023 года, однако позже был перенесен на 2025-й, его строительство намерены завершить к концу 2024-го. 

Причины появления

Спутниковая сеть WGS возникла в ответ на необходимость более совершенных систем военной связи и призвана обеспечить улучшенную пропускную способность и глобальное взаимодействие армий США и их союзников. Они нуждались в более широкой и надежной передаче данных, причем проблема усугублялась по мере того, как росло количество запусков беспилотных летательных аппаратов и развивались смежные технологии, требующие связи с высокими пропускными каналами. Например, темпы роста использования полосы пропускания Министерством обороны США составляют 34% в год, а в пиковые моменты достигают 69%. WGS, которая пришла на смену DSCS III, в несколько раз превосходила ее по производительности. Для сравнения: каждый спутник новой системы спутниковой связи обладает пропускной способностью, превышающей пропускную способность всей сети DSCS III.

Параллельно с потребностями в производительных каналах передачи данных росли сложность и охват военных операций: они начали требовать более высокой степени координации на глобальном уровне. WGS позволяет обеспечить стабильную связь между штабами и различными подразделениями абсолютно везде на Земле, что важно для эффективного управления военными действиями и координации гуманитарных операций. 

В целом военный сектор остро нуждался в последних достижениях спутниковых технологий, и WGS стала ярким примером такой интеграции. Министерство обороны США понимало, что наличие фазированных антенн и цифровая обработка сигналов помогут существенно улучшить гибкость и масштабируемость каналов военной связи. Так, фазированные антенны, которые используются в WGS, управляют направлением луча без механического перемещения самой антенны. А это позволяет точно направлять сигнал на нужные территории, обеспечивает мобильность военных подразделений в условиях динамичной боевой обстановки. 

Еще одна недоступная ранее возможность, которую поддерживает WGS — перекрестная передача данных. Она значительно увеличивает эффективность использования спектра и обеспечивает надежную связь в любых условиях. Речь о переключении между частотными диапазонами Х и Ka. Первый обладает умеренной пропускной способностью, однако слабо восприимчив к атмосферным помехам, в то время как второй отличается повышенной пропускной способностью и идеально подходит для передачи больших объемов данных. Переключение между этими двумя диапазонами обеспечивает WGS универсальность и гибкость связи, позволяя пользователям взаимодействовать через разные терминалы без переподключения оборудования. В то время как старая система DSCS предоставляла коммуникацию преимущественно в X-диапазоне и не предусматривала переключение или интеграцию с Ka-диапазоном.

WGS разрабатывалась не только для потребностей военных США, но и для поддержки их международных партнеров. Изначальна она также должна была применяться Министерством национальной обороны Канады (DND) и Министерством обороны Австралии. Общая система спутниковой военной связи способствует укреплению военного и политического сотрудничества между этими странами. Позже к этой коалиции примкнули другие страны — об этом мы расскажем дальше.​

Проблемы и вызовы WGS

Улучшенные возможности Wideband Global Satcom в сравнении со старой системой спутниковой связи очевидны, однако первые проблемы возникли уже на этапе ввода ее в эксплуатацию. Главным разочарованием стала некорректная оценка стоимости системы: если вначале на ее строительство предполагали потратить $1,2 млрд, то спустя несколько лет, в 2012-м, сумма выросла до $4,1 млрд, то есть на 235%. Кроме того, первые спутники, доставленные на орбиту, не смогли сразу обеспечить прогнозируемую полосу пропускания даже несмотря на рекордный рост расходов. И хотя позже многие недоработки были устранены, расхождения между оценочной и реальной стоимостью WGS никуда не исчезли. 

В 2018 году Пентагон заявил о поисках альтернативы WGS — якобы ее должна была заменить гибридная сеть, состоящая из военных и коммерческих спутников. Однако по факту в штаб-квартире Минобороны США средств на это не запросили, а Палата представителей заложила дополнительные $600 млн в законопроект об общих расходах на WGS 11 и 12 в дополнение к $1,3 трлн, выделенных ранее. Это, в частности, свидетельствует, что архитектура новой системы спутниковой связи будет построена только после устранения проблемы разрыва в мощностях. 

Помимо этого, придется решить вопрос совместимости: коммерческие спутниковые услуги в большинстве своем несовместимы с терминалами, антеннами и модемами, которыми пользуются военные. Полностью заменить все это оборудование не представляется возможным, поэтому рассматривается вариант обновления их программного обеспечения. В настоящее время военные используют только 150 различных типов терминалов, не учитывая других видов оборудования. И все это происходит на фоне разговоров об устаревании спутников — особенно тех, что были запущены в 2007 и 2009 годах.

Еще одним вызовом для WGS стала уязвимость перед помехами. В ответ на это была разработана программа по смягчению последствий и улучшению помехоустойчивости WGS, в 2021 году она успешно прошла испытания. Сегодня система Mitigation and Anti-Jam Enhancement (MAJE) защищает от помех основную группировку системы военной спутниковой связи — она оперативно обнаруживает, идентифицирует и изолирует нежелательные сигналы, которые могут мешать стабильной передаче данных. Благодаря ей удвоены возможности защищенной от помех спутниковой связи для шести географических боевых командований.

Преимущества для США и их военных союзников

Замена устаревшей DSCS на WGS была выгодна не только США, но и ее военным союзникам, минобороны которых также пользуются возможностями широкополосной спутниковой связи. Спутники охватывают практически все уголки Земли, включая территории стран-союзниц, поэтому WGS усиливает военное сотрудничество между разными регионами и обеспечивает безопасность на международном уровне. 

Эта широкополосная спутниковая военная связь пригодилась во время военных операций в Иране и Афганистане. А на постоянной основе военно-морские силы США применяют ее для коммуникации между кораблями, подводными лодками и береговыми командными центрами, а также на военных тактических транспортных средствах.

Первым союзником США стала Австралия. Соответствующее соглашение было подписано в ноябре 2007 года. Еще пять стран присоединились к проекту в 2012 году: Канада, Новая Зеландия, Дания, Люксембург и Нидерланды. Союзники пользуются возможностями WGS в обмен на финансовый вклад в развитие системы, и получают отдачу, соразмерную их вкладам. Суммарно эти пять стран предоставили $620 млн (больше всего Канада — $337,3 млн) на строительство девятого по счету спутника WGS, полная стоимость которого превысила $1 млрд. Для канадских вооруженных сил этот вклад означает стабильный доступ к безопасной спутниковой связи в течение 20 лет, то есть до 2032-го. 

В ноябре 2024-го к коалиции примкнули еще две страны — доступ к WGS получили Польша и Япония. Это произошло на фоне глобальной напряженности, которая распространилась и на космическую сферу. В частности, речь о новых угрозах, исходящих от россии и Китая, которые разрабатывают собственное противоспутниковое оружие. 

Это подтверждает подполковник Николас Йенг из Управления по международным делам Командования космических систем США: «Международные космические программы имеют важное значение для сотрудничества в сфере безопасности… Альянсы жизненно важны, поскольку США и их союзники сталкиваются с новыми угрозами со стороны промышленных методологий, разрабатываемых россией и Китаем».

О реальности угроз в мае 2024 года заявил и представитель Пентагона Патрик Райдер. Он сообщил, что рф запустила на околоземную орбиту спутник, который, вероятно, может быть использован для атаки на другие аппараты. Ситуация усложняется тем, что хотя статья IV Договора о космосе и запрещает размещение ядерного оружия либо иных видов оружия массового уничтожения на орбите Земли, противоспутниковое оружие прямого перехвата и многие виды кибератак не подпадают под данный запрет. Также россия и Китай выступили против Резолюции A/RES/76/231, которую США представили в 2022 году — она запрещает проведение испытаний противоспутникового оружия прямого перехвата. 

Какое будущее ждет WGS?

Ожидается, что в 2025 году будет запущен новый спутник WGS-11+. Он предоставит вдвое больше возможностей по сравнению с текущей конфигурацией и обеспечит улучшенную мощность сигнала и эффективность полосы пропускания, чем у предыдущих спутников WGS. 

За ним последует WGS-12, в котором будет сделан акцент на технологии противодействия помехам и операционной устойчивости. Контракт на его производство Космические силы США заключили с компанией Boeing в марте 2024 года. WGS-12 обеспечит гарантированную устойчивую связь с помощью бортовой обработанной защищенной тактической формы сигнала в диапазоне частот Ka. Предположительная дата доставки спутника на орбиту — 31 января 2029 года, однако сроки могут сместиться под влиянием внешних факторов. Интересно, что еще несколько месяцев назад запуск этого спутника был под вопросом. Тогда комитет по вооруженным силам Палаты представителей США блокировал выделение средств на его строительство до тех пор, пока не получил от Министерства ВВС подтверждение, что на данном этапе его невозможно заменить коммерческими альтернативами. 

Тем временем NATO продолжает развивать технологии для обеспечения стабильной и высокопроизводительной военной связью США и их союзников. Сейчас повышенное внимание приковано к космическим программам Northlink, Starlift. Первая предполагает создание систем спутниковой связи для проведения операций в Арктике — это поможет более эффективно противодействовать российскому военному присутствию в указанном районе. Тогда как Starlift предназначена для того, чтобы члены НАТО могли быстро запускать свои спутники и получать помощь союзников в кризисные периоды. Директор Управления международных отношений Командования космических систем Деанна Райалс подчеркнула, что «все больше стран начали рассматривать космос в контексте национальной безопасности, а это способствует укреплению единства среди стран Альянса и осознанию ими угроз, связанных с космосом».