Що відомо про військову супутникову мережу Wideband Global Satcom?

Супутникова мережа Wideband Global Satcom (WGS), запроваджена 2007 року, відіграє критично важливу роль у сучасному військовому зв’язку — вона забезпечує надійну глобальну високошвидкісну передачу даних для США і кількох їхніх союзників. WGS використовує десять високопродуктивних супутників, що покривають більшу частину земної кулі та надають підтримку різним операціям: від управління безпілотними літальними апаратами до надсилання важливих даних і відео в реальному часі. Сьогодні ця найпотужніша військова система зв’язку в арсеналі Міністерства оборони США, що володіє покриттям, якістю і місткістю, необхідними в найскладніших оперативних сценаріях, закриває 75% потреб у тактичному широкосмуговому зв’язку.

За словами Роберта Тарлтона, директора Управління систем військового супутникового зв’язку Космічного командування ВПС, “WGS забезпечує зв’язок у будь-який час і в будь-якому місці для солдатів, моряків, льотчиків, морських піхотинців США та їхніх міжнародних партнерів за допомогою широкомовних багатоадресних і двоточкових з’єднань”.

Що спричинило появу WGS, як розвивалася і які можливості надає зазначена система військового супутникового зв’язку — читайте у нашому матеріалі.

Коротка історія та основні можливості WGS

У 2001 році Міністерство оборони США обрало компанію Boeing Space Systems для розробки WGS, щоб замінити нею Систему супутникового зв’язку Міністерства оборони III (Defense Satellite Communications System III, DSCS III). На той момент та була в експлуатації вже понад 20 років, з 1980 до 2000-го, і вже не зовсім відповідала новим потребам військових та уряду США. За допомогою WGS вдалося розширити можливості послуг супутникового зв’язку Міноборони і стати основною альтернативою наземних служб передачі даних.

Технічні особливості WGS

Wideband Global Satcom надає широкосмугові глобальні послуги зв’язку між окремими користувачами та Мережею оборонних інформаційних систем (DISN). Централізоване командування і керівництво тактичними силами в мирних і військових умовах стало можливим завдяки злагодженій роботі та взаємодії трьох основних сегментів WGS: космічного (супутники), сегмента управління (оператори) і термінального (користувачі).

Космічний сегмент — це сузір’я геосинхронних військових супутників зв’язку, які використовують економічно ефективні методи виробництва для надання послуг із високою пропускною спроможністю в діапазонах Ka і X. Управління складається з ескадрилей Delta 8 і глобально розміщує ресурси для планування, координації і контролю космічного сегмента. Тоді як на Землі перебуває термінальний сегмент — тисячі тактичних стаціонарних, переносних, наземних мобільних, повітряних мобільних і суднових терміналів SATCOM із діаметром антени від 0,4 до 18,4 м.

Кожен супутник у системі військового зв’язку WGS використовує для передачі сигналів на Землю й назад частоту 4,875 ГГц. Вона дає змогу відправляти й отримувати різні типи даних, зокрема відео, картографічні матеріали та іншу важливу інформацію. При цьому пропускна здатність варіюється від 2,1 до 3,6 Гбіт/с — точні характеристики прямо залежатимуть від наземних терміналів, швидкості передавання даних і налаштованих профілів.

Зараз у сузір’ї WGS працюють десять супутників, об’єднаних у три блоки. Перший (I) блок космічного сегмента складається із супутників WGS-1, WGS-2 і WGS-3. Другий (II) — WGS-4, WGS-5 і WGS-6. У третьому блоці (II Follow-On) — чотири апарати: WGS-7, WGS-8, WGS-9, WGS-10. Перший супутник WGS-1 вивели на орбіту 10 жовтня 2007 року і почали експлуатацію у квітні 2008-го. Зараз він працює над Тихоокеанським регіоном. Два інші супутники блоку I введені в експлуатацію 2009 року і обслуговують регіон Індійського океану та Атлантичний регіон. Супутники блоку II запущені у 2012 і 2013 роках, блоку II Follow-On — у 2015, 2016 і 2019 роках. Десятий, новітній супутник, є останнім діючим на момент написання статті. Запуск WGS-11 спочатку був запланований на листопад 2023 року, проте пізніше його перенесли на 2025-й, його будівництво мають намір завершити до кінця 2024-го.

Причини появи

Супутникова мережа WGS з’явилася у відповідь на необхідність більш досконалих систем військового зв’язку і покликана забезпечити поліпшену пропускну спроможність і глобальну взаємодію армій США та їхніх союзників. Вони потребували ширшого і надійнішого передавання даних, причому проблема посилювалася в міру того, як зростала кількість запусків безпілотних літальних апаратів і розвивалися суміжні технології, які вимагають зв’язку з високими пропускними каналами. Наприклад, темпи зростання використання смуги пропуску Міністерством оборони США становлять 34% на рік, а в пікові моменти досягають 69%. WGS, яка прийшла на зміну DSCS III, у кілька разів перевершила її за продуктивністю. Для порівняння: кожен супутник нової системи супутникового зв’язку має пропускну здатність, що перевищує пропускну здатність всієї мережі DSCS III.

Паралельно з потребою продуктивних каналів передачі даних зростали складність і охоплення військових операцій: вони почали вимагати вищого ступеня координації на глобальному рівні. WGS дає змогу забезпечити стабільний зв’язок між штабами та різними підрозділами абсолютно скрізь на Землі, що важливо для ефективного управління військовими діями та координації гуманітарних операцій. 

Загалом військовий сектор гостро потребував останніх досягнень супутникових технологій, і WGS стала яскравим прикладом такої інтеграції. Міністерство оборони США розуміло, що наявність фазованих антен і цифрове оброблення сигналів допоможуть значно поліпшити гнучкість і масштабованість каналів військового зв’язку. Так, фазовані антени, які застосовуються у WGS, керують напрямком променя без механічного переміщення самої антени. А це дає змогу точно спрямовувати сигнал на потрібні території, забезпечує мобільність військових підрозділів в умовах динамічної бойової обстановки.

Ще одна недоступна раніше можливість, яку підтримує WGS — перехресна передача даних. Вона значно збільшує ефективність використання спектра і забезпечує надійний зв’язок у будь-яких умовах. Йдеться про перемикання між частотними діапазонами Х і Ka. Перший має помірну пропускну здатність, проте погано сприйнятливий до атмосферних перешкод, тоді як другий вирізняється підвищеною пропускною спроможністю й ідеально підходить для передачі великих обсягів даних. Перемикання між цими двома діапазонами забезпечує WGS універсальність і гнучкість зв’язку, дозволяючи користувачам взаємодіяти через різні термінали без переключення обладнання. Тоді як стара система DSCS надавала комунікацію переважно в X-діапазоні і не передбачала перемикання або інтеграцію з Ka-діапазоном.

WGS розроблялася не лише для потреб військових США, а й для підтримки їхніх міжнародних партнерів. Спочатку нею також мали користуватися Міністерство національної оборони Канади (DND) і Міністерство оборони Австралії. Спільна система супутникового військового зв’язку сприяє зміцненню військового і політичного співробітництва між цими країнами. Пізніше до цієї коаліції долучилися інші країни — про це ми розповімо далі.

Проблеми та виклики WGS

Покращені можливості Wideband Global Satcom порівняно зі старою системою супутникового зв’язку очевидні, проте перші проблеми виникли вже на етапі введення її в експлуатацію. Головним розчаруванням стала некоректна оцінка вартості системи: якщо спочатку на її будівництво передбачали витратити $1,2 млрд, то за кілька років, у 2012-му, сума зросла до $4,1 млрд, тобто на 235%. Крім того, перші супутники, доставлені на орбіту, не змогли відразу забезпечити прогнозовану смугу пропускання, навіть всупереч рекордному зростанню витрат. І хоча пізніше багато недоліків було усунуто, розбіжності між оціночною і реальною вартістю WGS нікуди не поділися. 

У 2018 році Пентагон заявив про пошук альтернативи WGS — нібито її мала замінити гібридна мережа, що складалася з військових і комерційних супутників. Однак фактично у штаб-квартирі Міноборони США коштів на це не затребували, а Палата представників заклала додаткові $600 млн у законопроєкт про загальні витрати на WGS 11 і 12 на додаток до $1,3 трлн, виділених раніше. Це, зокрема, свідчить, що архітектура нової системи супутникового зв’язку буде побудована тільки після усунення проблеми розриву в потужностях.

Крім цього, доведеться вирішити питання сумісності: комерційні супутникові послуги здебільшого несумісні з терміналами, антенами і модемами, якими користуються військові. Повністю замінити все це обладнання не видається можливим, тому розглядається варіант оновлення їхнього програмного забезпечення. Наразі військові використовують тільки 150 різних типів терміналів, не рахуючи інших видів обладнання. І все це відбувається на тлі розмов про застарілість супутників — особливо тих, що були запущені в 2007 і 2009 роках.

Ще одним викликом для WGS стала вразливість перед перешкодами. У відповідь на це розробили програму з пом’якшення наслідків і поліпшення стійкості перед перешкодами WGS, 2021 року вона успішно витримала випробування. Сьогодні система Mitigation and Anti-Jam Enhancement (MAJE) захищає від перешкод основне угруповання системи військового супутникового зв’язку — вона оперативно виявляє, ідентифікує та ізолює небажані сигнали, здатні втручатися у стабільну передачу даних. Завдяки їй подвоєно можливості захищеного від перешкод супутникового зв’язку для шести географічних бойових командувань.

Переваги для США та їхніх військових союзників

Заміна застарілої DSCS на WGS була вигідна не тільки США, але й їхнім військовим союзникам, міноборони яких також користуються можливостями широкосмугового супутникового зв’язку. Супутники охоплюють практично всі куточки Землі, включно з територіями країн-союзниць, тому WGS посилює військове співробітництво між різними регіонами і гарантує безпеку на міжнародному рівні.

Цей широкосмуговий супутниковий військовий зв’язок став у пригоді під час військових операцій в Ірані та Афганістані. А на постійній основі військово-морські сили США застосовують його для комунікації між кораблями, підводними човнами та береговими командними центрами, а також на військових тактичних транспортних засобах.

Першим союзником США стала Австралія. Відповідну угоду було підписано в листопаді 2007 року. Ще п’ять країн долучилися до проєкту 2012 року: Канада, Нова Зеландія, Данія, Люксембург і Нідерланди. Союзники користуються можливостями WGS в обмін на фінансовий внесок у розвиток системи, і отримують віддачу, співмірну їхнім внескам. Сумарно ці п’ять країн надали $620 млн (найбільше Канада — $337,3 млн) для будівництва дев’ятого за рахунком супутника WGS, повна вартість якого перевищила $1 млрд. Для канадських збройних сил цей внесок означає стабільний доступ до безпечного супутникового зв’язку протягом 20 років, тобто до 2032-го.

У листопаді 2024-го до коаліції приєдналися ще дві країни — доступ до WGS отримали Польща та Японія. Це сталося на тлі глобальної напруженості, яка поширилася і на космічну сферу. Зокрема, йдеться про нові загрози, що походять від росії та Китаю, які розробляють власну протисупутникову зброю.

Це підтверджує підполковник Ніколас Йенг з Управління з міжнародних справ Командування космічних систем США: “Міжнародні космічні програми мають важливе значення для співробітництва у сфері безпеки… Альянси життєво важливі, оскільки США та їхні союзники стикаються з новими погрозами з боку промислових методологій, що розробляються росією і Китаєм”.

Про реальність загроз у травні 2024 року заявив і представник Пентагону Патрік Райдер. Він повідомив, що росіяни запустили на навколоземну орбіту супутник, який, імовірно, може бути використаний для атаки на інші апарати. Ситуація ускладнюється тим, що хоча стаття IV Договору про космос і забороняє розміщення ядерної зброї або інших видів зброї масового знищення на орбіті Землі, протисупутникова зброя прямого перехоплення і багато видів кібератак не підпадають під цю заборону. Також росія і Китай виступили проти Резолюції A/RES/76/231, яку США представили 2022 року — вона забороняє проведення випробувань протисупутникової зброї прямого перехоплення.

Яке майбутнє чекає на WGS?

Очікується, що у 2025 році буде запущено новий супутник WGS-11+. Він надасть удвічі більше можливостей порівняно з поточною конфігурацією і забезпечить поліпшену потужність сигналу та ефективність смуги пропускання, аніж у попередніх супутників WGS.

За ним послідує WGS-12, в якому буде зроблено акцент на технології протидії завадам і операційній стійкості. Контракт на його виробництво Космічні сили США уклали з компанією Boeing у березні 2024 року. WGS-12 забезпечить гарантований стійкий зв’язок за допомогою бортової обробленої захищеної тактичної форми сигналу в діапазоні частот Ka. Імовірна дата доправлення супутника на орбіту — 31 січня 2029 року, проте терміни можуть зміститися під впливом зовнішніх чинників. Цікаво, що ще кілька місяців тому запуск цього супутника був під питанням. Тоді комітет зі збройних сил Палати представників США блокував виділення коштів на його будівництво доти, доки не отримав від Міністерства ВПС підтвердження, що на даному етапі його неможливо замінити комерційними альтернативами. 

Тим часом NATO продовжує розвивати технології для забезпечення стабільним і високопродуктивним військовим зв’язком США та їхніх союзників. Зараз підвищена увага прикута до космічних програм Northlink, Starlift. Перша передбачає створення систем супутникового зв’язку для проведення операцій в Арктиці — це допоможе ефективніше протидіяти російській військовій присутності в даному районі. Тоді як Starlift призначена для того, щоб члени НАТО могли швидко запускати свої супутники і отримувати допомогу союзників у кризові періоди. Директорка Управління міжнародних відносин Командування космічних систем Деанна Раялс наголосила, що “дедалі більше країн почали розглядати космос у контексті національної безпеки, а це сприяє зміцненню єдності серед країн Альянсу та усвідомленню ними загроз, пов’язаних із космосом”.