ACZNOŚĆ SATELITARNA W ZASTOSOWANIACH WOJSKOWYCH
Największą zaletą łączności satelitarnej w zastosowaniach wojskowych jest jej zasięg przy jednoczesnej
stosunkowo du\ej przepływności binarnej łączy w porównaniu z dotychczas stosowanymi łączami KF
(KF - chodzi o odbite od jonosfery fale krótkie). Pojedynczy satelita w zale\ności od orbity, na której się
znajduje, ma zasięg łączności od około półtora tysiąca kilometrów dla orbit niskich, do około jednej trzeciej
obwodu Ziemi dla orbit wysokich. Dzięki niewielkiemu wpływowi atmosfery oraz powierzchni Ziemi, łączność
satelitarna sięga praktycznie wszędzie. Moce potrzebne do transmisji w systemach satelitarnych są znacznie
ni\sze od mocy potrzebnych w przypadku tradycyjnych, naziemnych sieci radiowych. Jedyną wadą
telekomunikacji satelitarnej jest wysoki koszt sprzętu, a tym samym wysoki koszt świadczenia usług
telekomunikacyjnych.
Dzisiejsze wojskowe systemy łączności radioliniowo-przewodowej są w przewa\ającej mierze cyfrowymi
systemami zintegrowanymi. Integracja polega w nich między innymi na tym, i\ te same systemy łączności
wykorzystywane są przez ró\ne rodzaje Sił Zbrojnych (Wojska Lądowe, Marynarkę Wojenną oraz Siły
Powietrzne) jak równie\ przez ró\ne rodzaje wojsk w ramach poszczególnych rodzajów Sił Zbrojnych
(pododdziały: zmechanizowane, pancerne, logistyczne, in\ynieryjne, artyleryjskie i inne).
Tak więc łączność satelitarna musi wpisywać się w tę konwencję. Dlatego te\ aktualnie, stanowi ona głównie
element pozwalający na radykalne zwiększenie zasięgu łączności poza zasięg tradycyjnych przęseł
radioliniowych wynoszący około 30-40 km. Jej głównym konkurentem przez wiele lat była łączność
troposferyczna, tańsza w realizacji od łączności satelitarnej lecz równie\ ograniczona zasięgowo do około
500 km. Przy obecnym sposobie u\ycia Sił Zbrojnych do prowadzenia działań o charakterze misyjnym na
innych kontynentach w rejonach o bardzo słabym nasyceniu infrastrukturą telekomunikacyjną, nie ma
praktycznie alternatywy dla łączności satelitarnej.
1. Dziś - Przegląd satelitarnych systemów komunikacyjnych
1. 1. Militarne systemy komunikacji satelitarnej USA (MILSATCOM)
Wojskowa łączność satelitarna (MILSATCOM) w USA jest rozwijana i zarządzana przez Biuro Programu
Wspólnej Wojskowej Aączności Satelitarnej MJPO (MILSATCOM Joint Office Program), które jest nabywcą, na
potrzeby Departamentu Obrony (DoD), systemów komunikacji satelitarnej mających zaspokoić wymagania jego
u\ytkowników wynikające z potrzeb współczesnego pola walki oraz zagro\eń wynikających z u\ycia broni
jądrowej i wojny elektronicznej EW (Electronic Warfare). MJPO pracuje równie\ nad koncepcjami nowych
bezpiecznych systemów szerokopasmowych wspólnie z NASS (National Architecture Space Security) oraz
DISA (Defense Information Systems Agency). Aktualne programy MJPO obejmują między innymi:
" DSCS (Defense Satellite Communications System);
" Milstar (Military Strategic and Tactical Relay);
" WGS (Wideband Gapfiller Satellites);
" AEHF (Advanced EHF);
" GBS (Global Service Broadcast).
Ró\norodność systemów komunikacji wojskowej
rozwijanych przez MJPO oraz zakres ich
wykorzystania na współczesnym polu walki ilustruje
rysunek 1.1.
Rys. 1.1. Hierarchia systemów komunikacji wojskowej
rozwijanych przez MJPO oraz zakres wykorzystywania
tych systemów na współczesnym polu walki.
yródło: Air Force Research Laboratory
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Na kolejnym rysunku przedstawiono porównanie podstawowych charakterystyk militarnych systemów łączności
satelitarnej u\ywanych przez siły zbrojne USA.
Rys. 1.2. Graficzne przedstawienie podstawowych charakterystyk militarnych systemów łączności satelitarnej USA. yródło:
Transform the MILSATCOM Requirements Process. Briefing to SSPI. 19 Nov 02. Justin Keller, Lockheed-Martin,
Washington Operations.
Wielokanałowa łączność satelitarna jest wykorzystywana w siłach zbrojnych USA dość powszechnie a\ do
szczebla taktycznego włącznie. Na potrzeby ni\szych szczebli dowodzenia oraz potrzeby grup wydzielonych
(grup specjalnych) wykorzystywane są wojskowe terminale jednokanałowe np. SCAMP.
Z uwagi na ograniczoną pojemność aktualnie eksploatowanych militarnych systemów satelitarnych USA, w
przypadku prowadzenia szerokich działań z udziałem sił międzynarodowych (np. Bośnia, Irak), na potrzeby sił
zbrojnych wykorzystywane są równie\ zasoby komercyjnych systemów satelitarnych np. Inmarsatu, Intelsatu,
Eutelsatu i innych.
DSCS (Defense Satellite Communications System)
DSCS jest wojskowym systemem obronnej łączności satelitarnej USA rozwiniętym na bazie elementów
odpornych na czynniki broni nuklearnej oraz zakłócanie elektroniczne. Początki systemu sięgają roku 1966
kiedy na orbitę został wprowadzony pierwszy z ośmiu satelitów programu IDSCS (Initial Defense Satellite
Communications System), którego sukcesorem został DSCS.
System DSCS rozwijany był w dwóch fazach, jako DSCS II oraz jako DSCS III. DSCS II zaistniał w roku 1971.
Satelity DSCS II były wyposa\one w transpondery o mocy 20 W, pracujące w paśmie SHF. Ostatni satelita tego
programu został umieszczony na orbicie w 1989 roku.
Program DSCS III został zainicjowany umieszczeniem na orbicie pierwszego satelity DSCS 3 F1. Aktualnie
DSCS III stanowi zestaw 5-ciu1 satelitów geostacjonarnych oraz stanowisk naziemnych i powietrznych
wyposa\onych w anteny o średnicy od 84 centymetrów (dla obiektów powietrznych), kilkumetrowe dla
obiektów mobilnych, po 18-metrowe talerze w przypadku stacjonarnych stacji naziemnych rozlokowanych na
terytoriach państw członkowskich NATO. Ostatni satelita nowej generacji DSCS 3A3 (o wadze około 3 ton),
znany te\ jako USA 167 został umieszczony na orbicie geostacjonarnej (nad Oceanem Indyjskim) w marcu 2003
r. Satelity komunikacyjne DSCS III pracują w paśmie SHF. W ramach programu SLEP (Service Life
Enhancement Program) mogą świadczyć usługi o ulepszonej jakości, w tym nieprzerwaną komunikację głosową
oraz dość szybką transmisję danych. Transmisja w systemie DSCS III odbywa się w sześciu pasmach pomiędzy
40 a 85 MHz (Ch1: 50 MHz, 40 W; Ch2: 75 MHz, 40 W; Ch3: 85 MHz, 10 W; Ch4: 85 MHz, 10 W; Ch5: 60
MHz, 10 W; Ch6: 50 MHz, 10 W), a dane mogą być przesyłane z prędkością do 200 Mb/s (w kierunku do
u\ytkownika w przypadku GBS). Ulepszenia SLEP pozwalają oszczędzać energię oraz poprawiać łączność.
1 Faktycznie na orbicie znajduje się aktualnie 13 innych satelitów DSCS z których pierwszy został wyniesiony na orbitę w pazdzierniku
1982 roku i nadal jest u\ywany do testów. Misja ka\dego z satelitów DSCS przewidziana jest na 10 lat, jednak ponad połowa z
funkcjonujących dzisiaj satelitów ma przedłu\one misje i nadal świadczy znakomite usługi. Satelity DSCS są wykorzystywane podczas
misji w Iraku, a tak\e zapewniają łączność sił amerykańskich i ich sojuszników na całym świecie. Systemem satelitów zarządza Air
Force Space Command z bazy w Schriever.
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Z uwagi na tajemnicę wojskową nie są podane do publicznej wiadomości dane odnośnie lokalizacji satelitów na
orbicie.
U\ytkownikiem systemu DSCS jest Departament Obrony USA. Od 1995 roku współu\ytkownikiem systemu
DSCS jest równie\ Departament Obrony Kanady.
Mobilnymi terminalami naziemnymi wykorzystywanymi przez armie amerykańską w systemie DSCS są między
innymi: STAR-T (AN/TSC-143), LMST (AN/USC-59), LST-8000 (AN/USC-60).
Milstar (Military Strategic and Tactical Relay)
Milstar2 jest wojskową siecią łączności satelitarnej, mogącą funkcjonować w razie globalnego ataku nuklearnego
oraz przy całkowitym zniszczeniu naziemnej infrastruktury telekomunikacyjnej. System satelitarny Milstar
tworzy konstelacja zło\ona z sześciu satelitów geostacjonarnych, z których ostatni - Milstar 6 został
umieszczony na orbicie w kwietniu 2003. Satelita ten, jak i pięć poprzednich, stanowi w pewnym sensie
orbitalny odpowiednik stacji naziemnych. Satelity (o masie około 4,5 tony) mają zainstalowane na
dwunastometrowych platformach dwa rodzaje systemów: LDR (Low Data Rate) i MDR (Medium Data Rate),
które umo\liwiają przesyłanie dzwięku, obrazów oraz przekazów wideo pomiędzy dowolnymi miejscami na
powierzchni Ziemi. Systemy LDR i MDR zasadniczo ró\nią się od siebie zaawansowaniem technologicznym
oraz wydajnością.
W systemy LDR wyposa\one są wszystkie satelity Milstar (bez względu na ich wiek). W systemie LDR za
pośrednictwem 192 kanałów mo\na przesyłać dane (głównie audio) z prędkością od 75 do 2400 b/s.
W systemy MDR wyposa\one są satelity nowsze (od nr 3 wzwy\). System MDR jest znacznie wydajniejszy:
poprzez 32 kanały mo\na transmitować dane audio i video z prędkością do 1.5 Mb/s, jak równie\ organizować
wideokonferencje. Ocenia się, \e jego efektywność jest 600 razy większa w porównaniu z systemem LDR.
Satelity komunikacyjne Milstar działają w zakresie częstotliwości EHF. Przesyłanie danych odbywa się za
pomocą kilkunastu anten zamontowanych na satelitach, ukierunkowanych dokładnie na odbiorców3 sygnału.
Precyzyjne kierunkowanie anten satelitarnych ma zapobiegać namierzeniu i przechwytywaniu transmisji przez
nieprzyjaciela. Ponadto, w przypadku wykrycia, \e przekaz jest namierzany, satelita mo\e zmieniać
częstotliwość pracy.
W systemie Milstar poza tradycyjnym sposobem funkcjonowania w układzie ziemia satelita ziemia , mo\liwa
jest bardzo szybka komunikacja pomiędzy satelitami oraz pośredniczenie w przesyłaniu danych. Przekaz w
łączach międzysatelitarnych jest kodowany i odbywa się na częstotliwościach, które są całkowicie blokowane
przez atmosferę ziemską.
Z uwagi na tajemnicę wojskową, podobnie jak w przypadku DSCS, nie są podane do publicznej wiadomości
dane odnośnie lokalizacji satelitów Milstar na orbicie.
Mobilnymi terminalami naziemnymi wykorzystywanymi przez armię amerykańską w systemie Milstar są
między innymi: SMART-T (AN/TSC-154), AN/TRC-194, SCAMP (AN/PSC-11).
WGS (Wideband Gapfiller Satellites)
Kontrakt WGS przewiduje budowę sześciu satelitów bazujących na modelu 702 firmowanym przez Boeinga. W
okresie pomiędzy 2004 a 2007 rokiem Boeing przewidywał zbudowanie łącznie trzech satelitów WGS i
wprowadzenie ich na orbitę. Satelity Wideband Gapfiller wyposa\one są w systemy łączności umo\liwiające
pracę w paśmie SHF i EHF. Z uwagi na pracę w paśmie EHF mo\liwe będzie stosowanie anten
małogabarytowych oraz realizacja usług szerokopasmowych. Satelity Wideband Gapfiller są zdolne do
współpracy z ró\nymi agencjami militarnymi.
Program Wideband Gapfiller Satellites jest zarządzany przez Air Force Space and Missile Systems Center
znajdujący się w bazie sił powietrznych w Los Angeles. Satelity WGS mają usprawnić łączność satelitarną na
potrzeby obrony USA, aktualnie realizowaną przez DSCS (Defense Satellite Communications System) i GBS
(Global Broadcasting Service) oraz do roku 2009 mają zapewnić usługi szerokopasmowe przewidywane w
projekcie rozwoju sił zbrojnych XXI wieku.
2 Milstar w literaturze często nazywany jest militarnym systemem supertajnego przesyłania danych.
3 Jest to działanie odwrotne od stosowanego w systemach komercyjnych, gdzie \ąda się, aby anteny pokrywały swym zasięgiem jak
największe obszary Ziemi (nawet całe kontynenty) po to, \eby jak najwięcej u\ytkowników mogło korzystać z usług danej sieci
satelitarnej.
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Wprowadzenie do eksploatacji w siłach zbrojnych USA systemu satelitarnego WGS zapewni dostarczenie pełnej
gamy usług zarówno wąsko jak i szerokopasmowych w tzw. okresie przejściowym IWS (Interim Wideband
System), dopóki nie zostanie wdro\ony system docelowy AWS (Advanced Wideband System). Koniec
opracowania AWS przewiduje się na rok 2009.
GBS (Global Service Broadcast)
GBS jako połączony (joint) program rozwoju militarnych satelitarnych systemów informacyjnych został
zatwierdzony przez Kongres USA w 1996 roku. System GBS przeznaczony jest dla dostarczania du\ych ilości
ró\norodnej informacji wojskom USA (lub międzynarodowym zgrupowaniom wojsk NATO) rozwiniętym oraz
prowadzącym działania w dowolnym rejonie świata.
Ju\ w fazie projektowania przyjęto, \e GBS będzie rozwijany w oparciu o technologie i produkty komercyjne
(zasada COTS Commercial off the shelf) oraz będzie wyposa\ony we wszystkie interfejsy umo\liwiające
powiązanie go z innymi systemami: systemami dowodzenia i zarządzania, systemami informacyjnymi,
systemami meteo i innymi.
U\ytkownicy (abonenci) systemu mają dostęp do wszelkiego rodzaju informacji dystrybuowanej w systemie
przy wykorzystaniu małych przenośnych terminali wyposa\onych w małogabarytowe anteny.
W rozwoju systemu GBS wyró\nia się trzy charakterystyczne fazy:
Faza 1 realizowana w okresie 1996 1998. W fazie tej na potrzeby GBS wykorzystywano satelity
komercyjne pracujące w paśmie EHF. W okresie fazy pierwszej GBS był wykorzystywany na
potrzeby ograniczonego wsparcia informacyjnego wojsk.
Faza 2 realizowana w latach 1998 2006. W fazie tej przewiduje się stopniowe odchodzenie od
dzier\awy satelitów komercyjnych na rzecz wykorzystywania satelitów militarnych. W fazie
tej przewiduje się wykorzystywanie satelitów UHF Follow-on (nr 8, 9, 10) z dodatkowym
wyposa\eniem umo\liwiającym pracę w paśmie EHF (20,2 21,2 GHz).
Faza 3 po roku 2006 będzie rozwijana zgodnie z docelową architekturą MILSATCOM DoD.
W rozwoju systemu GBS uczestniczy szereg znanych firm: Boeing, EDS, Hughes, Lockheed Martin, Raytheon,
TRW itp.
Informacje z systemu GBS będą rozprowadzane a\ do najni\szych ogniw dowodzenia siłami zbrojnymi z
szybkością do 45 Mb/s. Informacje będą miały charakter przekazów tekstu, audio, obrazów nieruchomych, stron
www oraz wideo.
System GBS był bardzo szeroko wykorzystywany podczas operacji w Bośni i w Iraku.
1.2. Systemy innych państw członków NATO
Skynet
Skynet jest programem łączności satelitarnej opracowanym na potrzeby Ministerstwa Obrony Wielkiej Brytanii.
Początkowo celem programu było zapewnienie łączności siłom zbrojnym rozlokowanym poza wyspą, w
rejonach zainteresowań Wielkiej Brytanii oraz w rejonach ewentualnych działań zbrojnych. Pózniej system
nabrał charakteru globalnego.
Wdra\ając program Skynet, Wielka Brytania stała się trzecim w kolejności (po USA i Intelsacie) operatorem
systemu satelitarnego.
Pierwszy satelita Skynet 1A został umieszczony na orbicie geostacjonarnej nad Oceanem Indyjskim w
1969 roku. Zadaniem jego było połączenie stacji naziemnych rozmieszczonych na Dalekim Wschodzie. śycie
satelity trwało krócej ni\ przewidywano. Kolejny satelita serii 1 wystrzelony w 1970 roku nie wszedł na orbitę.
Skynet 2B został umieszczony na orbicie geostacjonarnej na pozycji 42o E w roku 1974. Satelita został
zbudowany przez firmę Marconi Space and Defence Systems. Wyposa\ony był w transpondery umo\liwiające
pracę w dwóch kanałach: w jednym o szerokości 20 MHz i w drugim o szerokości 2 MHz. Skynet 2B był na
orbicie 20 lat.
System Skynet 3 nigdy nie został rozwinięty i kolejne satelity pochodziły ju\ z serii Skynet IV. Pierwszy satelita
z serii IV Skynet 4A został wprowadzony na orbitę w 1988 roku na pozycji 146o W. Wa\ył 800 kg. Na jego
pokładzie umieszczono 4 transpondery pracujące w paśmie SHF (7.23-7.75 GHz), 2 transpondery na pasmo
UHF (250-315 MHz), jeden transponder na pasmo EHF (42 GHz) oraz baterie słoneczne dostarczające mocy
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
1,2 kW. Pozostałe satelity serii IV zostały umieszczone na orbicie na pozycjach: Skynet 4B - 53o E, Skynet 4C na
pozycji 1o W.
Satelity serii Skynet IV zapewniają łączność siłom zbrojnym Wielkiej Brytanii na całym obszarze globu
ziemskiego. Wyposa\enie satelitów umo\liwia realizację łączności za pomocą ró\norodnych terminali
przewoznych i przenośnych wykorzystywanych przez u\ytkowników lądowych (np. Racal VSC501), morskich i
na obiektach latających.
Satelity serii IV są wyposa\one w systemy przeciwzakłóceniowe oraz są uodpornione na impuls
elektromagnetyczny (EMP). Satelity mają identyczną budowę jak satelity NATO IV. Satelity Skynet są
kompatybilne z innymi narodowymi satelitami wojskowymi jak: DSCS (USA) oraz Syracuse (Francja).
Operatorem satelitów Skynet jest MoD (Ministry of Defense) UK. Zasoby systemu satelitarnego Skynet są
wykorzystywane przez Siły Zbrojne Wielkiej Brytanii, ministerstwa oraz ró\ne agencje rządowe. Usługi
łączności satelitarnej mogą być równie\ świadczone u\ytkownikom spoza Wielkiej Brytanii, w tym ró\nym
organizacjom międzynarodowym.
Wartość operacyjna satelitów Skynet została sprawdzona w warunkach działań zbrojnych prowadzonych na
Falklandach, w Namibii oraz podczas Wojny w Zatoce Perskiej. Wnioski z u\ytkowania satelitów serii IV są
wykorzystywane przy opracowywaniu satelitów Skynet serii V. Pierwszy z satelitów nowej serii ma zostać
wysłany na orbitę po roku 2006.
Syracuse
Nazwa Syracuse jest skrótem od SystŁme de Radio Communication Utilisant un Satellite francuskiego
satelitarnego systemu telekomunikacyjnego, który został stworzony na potrzeby u\ytkowników zarówno
wojskowych jak i cywilnych.
Pierwszy satelita systemu - Telecom 1A został umieszczony na orbicie geostacjonarnej w roku 1984. Satelita był
wyposa\ony w 12 transponderów aktywnych oraz 5 transponderów rezerwowych, w tym: cztery transpondery na
pasmo SHF (4/6 GHz), sześć transponderów na pasmo EHF (12/14 GHz), oraz dwa transpondery na pasmo
wojskowe SHF (7/8 GHz). Transpondery były zasilane z baterii słonecznych dostarczających mocy 1,2 kW.
Transpondery pasma EHF oraz wojskowej części pasma SHF były wykorzystywane przez siły zbrojne.
Telecom 1 był zaprojektowany i wykonany przez firmę Matra oraz wyniesiony na orbitę przez Alcatel Espace.
Ogółem w latach 1984, 1985 i 1988 zostały wyniesione na orbitę łącznie trzy satelity Telecom 1. Czas \ycia
satelitów został obliczony na 7 lat. W roku 1994 w gotowości bojowej pozostawał tylko Telecom 1C.
Serię satelitów Telecom 2 zaczęto umieszczać na orbicie od 1991 roku. Telecom 2A został umieszczony na
pozycji 80 W. Telecom 2B został wyniesiony na orbitę w roku 1992 na pozycję 50 W. W latach 1995 i 1996 na
orbitę wprowadzono satelity Telecom 2C (na pozycję 30 E) i Telecom 2D. Satelity Telecom 2 są gabarytowo
większe od poprzednich oraz mają większe masy. Bazują na platformach British Aerospace Eurostar 2000.
Baterie słoneczne dostarczają mocy 3,6 kW przy zapotrzebowaniu urządzeń pokładowych na 2,5 kW. Czas \ycia
satelitów jest obliczony na 10 lat.
Satelity mają zamontowane na pokładzie 10 transponderów na pasmo SHF (4/6 GHz) plus cztery zapasowe dla
łączności telefonicznej i na potrzeby telewizji, 6 transponderów na pasmo SHF (7/8 GHz), które stanowią
składową systemu Syracuse oraz 11 transponderów na pasmo EHF (12/14 GHz) z sześcioma zapasowymi na
potrzeby telewizji, transmisji danych oraz telekonferencji.
Sicral (Sistema Italiano per Comunicazioni Riservate ed Allarmi)
Sicral jest pierwszym włoskim, militarnym satelitą telekomunikacyjnym. Projekt jego został przyjęty w
1996 roku, a umieszczenie satelity na orbicie geostacjonarnej na pozycji 16.2 E zostało zrealizowane w
roku 2001. Budowa satelity została sfinansowana przez konsorcjum Sitab utworzone przez Alenia Spazio (70%),
FiatAvio (20%) i Telespazio (10%). Satelita jest zarządzany przez IMD (Italian Ministry of Defense). Centrum
kontroli i monitorowania satelity (zbudowane przez Telespazio) znajduje się we Włoszech w miejscowości
Vigna di Valle.
Satelita Sicral ma masę 2600 kg. Na jego pokładzie znajduje się 9 transponderów na pasmo SHF (7/8 GHz),
jeden transponder na pasmo UHF (260-300 MHz) i jeden na pasmo EHF(20-44 GHz). Transpondery są zasilane
z baterii słonecznych. Moc pobierana: 3,28 kW. Urządzenia satelity są zabezpieczone przed działaniem impulsu
elektromagnetycznego.
Sicral jest pierwszym europejskim (oraz pierwszym na świecie) satelitą militarnym oferującym usługi łączności
w paśmie EHF (20-40 GHz). Jego czas \ycia został obliczony na 10 lat.
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Sicral jest, w paśmie SHF, kompatybilny z innymi narodowymi satelitami wojskowymi jak: DSCS /USA/,
Skynet /UK/, Syracuse /Francja/ oraz z satelitami NATO.
Wiązki antenowe satelity Sicral są ukierunkowane jak na
rysunku 1.3. Wiązka EHF obejmuje Włochy, wiązka SHF
Europę, rejon Morza Śródziemnego oraz północne
wybrze\e Afryki i Półwysep Arabski. Aączność w zakresie
UHF mo\e być realizowana w obrębie powierzchni ziemi
(półkuli) jak na przedstawionym rysunku.
System satelitarny Sicral obsługuje 100 terminali
naziemnych (stacjonarnych, przewoznych oraz
przenośnych), morskich oraz umieszczonych na obiektach
latających.
Sukces uruchomienia systemu Sicral spowodował, \e
przewiduje się jego rozbudowę poprzez umieszczenie na
orbicie kolejnych satelitów: Sicral 1 bis w roku
2006/2007, a Sicral 2 w roku 2010.
Rys. 1.3. Ukierunkowanie anten satelity Sicral. yródło: Alcatel-Lucent.
Hispasat (Spainsat)
Satelity Hispasat są przeznaczone do komunikacji cywilnej oraz komunikacji specjalnej wykorzystywanej przez
siły zbrojne oraz ró\ne agencje rządowe.
Pierwszy hiszpański satelita telekomunikacyjny Hispasat 1A został wyniesiony na orbitę geostacjonarną
w roku 1992 i umieszczony na pozycji 300 W. W dziesięć miesięcy pózniej został wystrzelony kolejny satelita
Hispasat 1B. Obydwa satelity bazowały na platformach opracowanych przez British Aerospace oraz Matra
Marconi. Plan przewidywał ich funkcjonowanie na orbicie do 2003 roku.
W roku 2002 wprowadzono na orbitę kolejnego satelitę Hispasat 1C, który zastąpił dwa poprzednie. Misja
Hispasat 1C ma potrwać 15 lat.
Satelita Hispasat 1C ma na pokładzie łącznie 24 transpondery oraz anteny umo\liwiające łączność pomiędzy
Europą a Ameryką. Za pomocą Hispasat 1C, oprócz usług specjalnych świadczonych na rzecz armii,
realizowane są usługi transmisji danych oraz radiodyfuzji programów radiowych, jak równie\ programów
telewizji analogowej i cyfrowej. Sygnał z satelity mo\na odbierać w Europie, na Bliskim Wschodzie, w
Północnej Afryce oraz na terytoriach obydwu Ameryk. W oparciu o satelitę budowane są równie\ sieci VSAT.
Satelita w części obejmującej transpondery na pasmo SHF jest kompatybilny z innymi narodowymi satelitami
wojskowymi jak: DSCS /USA/, Skynet /UK/, Syracuse /Francja/ oraz z satelitami NATO.
1.3. System NATO
System NATO SAT został zbudowany w celu zapewnienia połączeń satelitarnych pomiędzy stolicami państw
członkowskich paktu NATO (połączenia pomiędzy dowództwami sił zbrojnych państw NATO).
Satelity NATO-1 oraz NATO-2 zostały wyniesione na orbity w 1970 i 1971 roku. Satelity były zbudowane
przez firmę Ford Aerospace i były podobne do satelitów brytyjskich Skynet-1.
Pierwszy z większych satelitów natowskich serii NATO-3 NATO-3A o masie 376 kg został wystrzelony na
orbitę w roku 1976. Satelita wyposa\ony był w dwa transpondery na pasmo SHF (7/8 GHz) zasilane z baterii
słonecznych o mocy 425 W oraz w komplet kierunkowych anten nadawczo-odbiorczych (sto\kowych). Podobne
w budowie były kolejne satelity NATO-3B i NATO-3C. Satelita NATO-3D o nieco większej masie (385 kg)
został umieszczony na orbicie w roku 1984.
Satelity NATO serii 3 mogą obsługiwać setki u\ytkowników świadcząc wąskopasmowe usługi przesyłania głosu
i telefaksów. Satelity pracują w zakresie UHF oraz w paśmie wojskowym SHF. Satelity NATO-3 są
kontrolowane przez USAF's 50th Space Wing's 5th Space Operations Squadron w Onizuka AFB, California.
Pierwszy z satelitów serii 4 NATO-4A został umieszczony na orbicie w 1991 roku na pozycji 18 W. Kolejny
NATO-4B w 1993 roku na pozycji 6 E. Obydwa satelity zostały zbudowane przy wykorzystaniu rozwiązań
zastosowanych w brytyjskich satelitach Skynet serii 4.
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Satelity serii 4 podobnie jak ich poprzednicy zapewniają łączność w zakresie UHF oraz w paśmie wojskowym
SHF.
1.4. Komercyjne systemy komunikacji satelitarnej
Mniejsze i biedniejsze państwa, takie jak na przykład Polska, nie posiadające własnych systemów satelitarnych a
zmuszone względami politycznymi do działania w koalicyjnych operacjach militarnych poza terenem własnego
kraju, korzystają z szerokiej oferty operatorów komercyjnych systemów satelitarnych. Z systemów
komercyjnych korzystają równie\ państwa posiadające własne systemy satelitarne w sytuacjach, gdy
zapotrzebowanie na pasmo jest większe ni\ mo\liwości posiadanego systemu satelitarnego.
Dostęp do zasobów komercyjnych przez państwa posiadające własne wielozakresowe terminale satelitarne
realizowany jest poprzez dzier\awę odpowiedniego fragmentu pasma na danym transponderze. W przypadku
krajów bardziej zacofanych technologicznie, takich jak Polska, dostęp do zasobów satelitarnych realizowany jest
poprzez dzier\awę od dostawcy usług satelitarnych pasma wraz z komercyjnym terminalem rzadko kiedy
przystosowanym do wymagań wojskowych (rys. 1.4).
Rys. 1.4. Widok terminala komercyjnego, częściowo dostosowanego do wymagań wojskowych. yródło: http://www.awaks.pl/
2. JUTRO - Perspektywa rozwoju łączności satelitarnej w zastosowaniach wojskowych w
horyzoncie roku 2012
W du\ym uproszczeniu mo\na stwierdzić, i\ w większości militarnych systemów satelitarnych nie nastąpią
zasadnicze zmiany do roku 2012. W systemach takich państw jak USA, Wielka Brytania czy Francja
kontynuowana będzie polityka zastępowania starych satelitów nowymi o minimalnie poprawionych
własnościach eksploatacyjnych. Ulepszenia te będą dotyczyć głównie:
" Poprawy niezawodności satelitów poprzez wdro\enie nowych rozwiązań w układach zasilania
pokładowego.
" Ograniczenia masy satelitów a tak\e ich zapotrzebowania na energię elektryczną przy jednoczesnym
zwiększaniu mocy nadajników (poprawa efektywności energetycznej).
" Miniaturyzacji mającej na celu umieszczanie większej liczby transponderów na jednym satelicie.
" Rozszerzenia zakresu obsługiwanych częstotliwości, szczególnie w kierunku wy\szych częstotliwości.
" Wprowadzenia nowych typów anten, tzw. anten inteligentnych, pozwalających na zmianę charakterystyki
kierunkowej anteny. W zale\ności od potrzeb wiązka mo\e być skupiona na małym obszarze (np.
prowadzenia operacji militarnej) lub mo\e zostać rozszerzona do obszaru obejmującego cały kontynent.
" Zastosowania nowych metod kodowania transmitowanego sygnału pozwalających na zwiększenie
efektywności wykorzystania pasma. Dzięki temu w tych samych pasmach częstotliwości mo\liwa będzie
realizacja transmisji danych z większą szybkością. W przypadku satelitów starszego typu, tzw.
przezroczystych protokołowo, a więc na przykład nie dokonujących komutacji na pokładzie, zagadnienie to
dotyczy segmentu naziemnego czyli terminali satelitarnych.
" Wdro\enia lepszych filtrów w układach nadawczo-odbiorczych satelitów. Pozwoli to na zmniejszenie
odstępu pomiędzy sąsiednimi pasmami na jednym transponderze. Zaoszczędzone w ten sposób widmo
częstotliwości mo\e zostać wykorzystane do przydziału pasma kolejnemu u\ytkownikowi lub do
poszerzenia istniejących pasm.
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Natomiast w przypadku takich państw jak Włochy czy Hiszpania, znajdujące się na orbicie satelity będą
eksploatowane co najmniej do roku 2012. Biorąc przy tym pod uwagę często spotykaną praktykę wydłu\ania
czasu słu\by satelitów na orbicie, nale\y spodziewać się i\ satelity te będą eksploatowane do roku 2020.
Jedynym novum, które mo\e pojawić się na orbicie w perspektywie roku 2012 jest amerykański system AEHF
(Advanced Extremely High Frequency).
AEHF będzie udoskonalonym następcą systemu Milstar zabezpieczającym potrzeby pewnej i skrytej wymiany
informacji pomiędzy prezydentem, naczelnymi dowództwami rodzajów sił zbrojnych oraz dowódcami jednostek
taktycznych wszystkich rodzajów sił zbrojnych USA na wszystkich poziomach konfliktów zbrojnych. Usługi
systemu będą dostępne prawie na wszystkich obszarach zainteresowania USA (zasięg globalny). Z uwagi na
du\ą pojemność, system będzie mógł oferować swoje usługi równie\ partnerom militarnym USA.
System będzie funkcjonował w oparciu o satelity oraz wyposa\enie naziemne pracujące w paśmie EHF (łącza
uplink i międzysatelitarne) oraz SHF (łącza downlink).
System będzie kompatybilny z systemem Milstar, poniewa\ wszystkie satelity AEHF będą wyposa\one w
zestawy urządzeń LDR i MDR podobne do stosowanych aktualnie na satelitach Milstar oraz w nowe zestawy
XDR (Extended data rates) umo\liwiające wymianę danych w czasie rzeczywistym przy transmisji z szybkością
do 8 Mbit/s.
W systemie będą wykorzystywane terminale rodziny FAB-T (Family Advanced Beyond Line-of-Sight Terminals)
oferowane przez ró\nych usługodawców.
Tworzenie systemu AEHF będzie realizowane poprzez stopniową transformację (a tym samym poprzez
sukcesywne poprawianie własności u\ytkowych) eksploatowanego systemu Milstar. Budowa systemu AEHF
będzie realizowana poprzez systematyczne powiększanie konstelacji satelitów Milstar przez satelity AEHF o
poszerzonych mo\liwościach usługowych.
3. POJUTRZE - Perspektywa rozwoju łączności satelitarnej w zastosowaniach wojskowych w
horyzoncie roku 2020
W dalszej perspektywie czasowej (po roku 2020) rysują się pewne tendencje wskazujące na mo\liwe ście\ki
rozwoju wojskowych systemów łączności satelitarnej.
Najprawdopodobniej na tzw. pierwszy ogień pójdzie miniaturyzacja wojskowych terminali satelitarnych.
Nale\y tu zdać sobie sprawę z faktu, i\ tzw. przewozny terminal satelitarny w wydaniu wojskowym jest obecnie
wielkości średniego samochodu cię\arowego dla szybkości transmisji danych powy\ej 2 Mbit/s lub samochodu
terenowego dla szybkości transmisji danych do 2 Mbit/s. Natomiast tzw. zestaw przenośny bywa
niejednokrotnie wielkości połowy przeciętnej lodówki. Terminale satelitarne dla grup specjalnych, mo\na by
rzec osobiste , są wielkości dość sporej walizki lub średniego plecaka stanowiąc pełne obcią\enie jednego
\ołnierza. W przypadku grup 3-4 osobowych, w których jeden z \ołnierzy jest praktycznie wyłączony z działań
ze względu na obcią\enie terminalem satelitarnym sprawność działania takiej grupy znacznie maleje.
Ponadto w wojsku praktycznie nie istnieją telefony satelitarne typu Iridium ze względu na brak niskoorbitowych
wojskowych systemów łączności satelitarnej. W dającej się przewidzieć perspektywie czasowej \adne z państw
członków NATO nie przewiduje budowy własnego lub koalicyjnego systemu łączności opartego na satelitach
niskoorbitowych.
Dlatego te\, biorąc pod uwagę powy\sze problemy, wydaje się naturalnym dą\enie do takiej miniaturyzacji
terminali satelitarnych aby wspomagały a nie utrudniały wykonywanie właściwych działań przez \ołnierzy.
Przykładowo terminal satelitarny przyszłości przeznaczony dla grup specjalnych powinien
składać się z:
" modemu wbudowanego w lornetkę lub noktowizor pozwalającego na transmisję obserwowanego obrazu
lub co najmniej sekwencji zdjęć przy jednoczesnej dwukierunkowej transmisji fonii,
" układu zasilania opartego np. na ogniwie paliwowym wbudowanego w pustą przestrzeń kolby karabinu,
" anteny wraz z konwerterem i wzmacniaczem składającej się do rozmiarów magazynka mieszczącego się
w ładownicy (dotychczas stosowane w wojsku ładownice posiadały trzy przegrody na magazynki) lub
składającej się do rozmiarów latarki.
Terminale przewozne i przenośne powinny być równie\ odpowiednio mniejsze i wygodniejsze w u\yciu.
Kolejną sprawą są zmiany w samych systemach satelitarnych. Zwiększenie tzw. inteligencji satelitów poprzez
wprowadzenie komutacji na ich pokładzie a tak\e szersze stosowanie połączeń międzysatelitarnych tak aby
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
odległość ziemia satelita była pokonywana tylko dwa razy przy korzystaniu z ró\nych narodowych systemów
satelitarnych podczas prowadzenia operacji koalicyjnych. Wymaga to opracowania i wdro\enia nie istniejącego
dziś międzynarodowego standardu interfejsu międzysatelitarnego.
Znaczącą zmianę w koncepcji wykorzystania systemów satelitarnych mogłoby stanowić wprowadzenie do
eksploatacji rozwa\anych ju\ od wielu lat tzw. platform stratosferycznych. Platformy te w zało\eniach stanowią
rodzaj bezzałogowych obiektów latających umieszczanych na wysokości od 20 do 40 km, utrzymujących stałe
poło\enie względem określonego obszaru na powierzchni ziemi. Wówczas satelity połączone liniami
optycznymi (np. laserowymi) stanowiłyby swego rodzaju sieć szkieletową o bardzo du\ej przepływności
opinającą Ziemię. Platformy stratosferyczne pełniłyby rolę węzłów dostępowych do sieci szkieletowej czyli
satelitarnej, tzn. terminale abonenckie łączyłyby się drogą radiową lub optyczną z platformami a te z kolei w
przypadku konieczności przesłania danych poza obszar obsługiwany przez daną platformę łączyłyby się drogą
radiową lub optyczną z najbli\szym satelitą.
Istnieje jeszcze inna mo\liwość rozwoju militarnych systemów łączności satelitarnej, polegająca na tym, i\
ka\dy satelita pełniłby rolę zarówno węzła dostępowego dla terminali abonenckich jak i węzła tranzytowego dla
łączy międzysatelitarnych. W wariancie tym wa\ne jest aby satelita był w stanie utrzymywać łączność z
terminalami osobistymi wielkości palmtopa zapewniając ka\demu abonentowi szybkość przekazu
multimedialnego na poziomie co najmniej 1 Mbit/s przy jednoczesnej zdolności do równoczesnej obsługi
kilkuset terminali funkcjonujących na obszarze prowadzenia danej operacji militarnej. Terminale takie mogłyby
być umieszczane równie\ na pokładach małych samolotów bezpilotowych realizujących zadania rozpoznawcze
na terenie objętym działaniami wojska.
Z punktu widzenia u\ytkowników wojskowych najlepszym wariantem rozwoju satelitarnych systemów
łączności jest wariant ostatni, pozwalający na ograniczenie sprzętu łączności przemieszczanego na teren misji
tylko do osobistych terminali multimedialnych. Znacznemu uproszczeniu ulega równie\ system serwisowy w
przypadku takiego rozwiązania.
4. Szanse dla Polski
Podsumowując rozwa\ania na temat perspektyw i kierunków rozwoju wojskowych systemów łączności
satelitarnej nale\y się zastanowić jakie wynikają z tego szanse na rozwój sektora naukowego i przemysłowego w
Polsce.
Przede wszystkim warto pamiętać o tym, i\ technologie kosmiczne (satelitarne) w jakiejkolwiek odmianie nale\ą
do najbardziej zaawansowanych technologii. Udział środowisk naukowych czy te\ przemysłowych w projektach
i pracach związanych z tymi technologiami zawsze jest motorem napędowym rozwoju gospodarki.
Metody wejścia w świat technologii kosmicznych mogą być ró\ne, jednak\e z punktu widzenia decydentów
wojskowych muszą być one mo\liwie jak najtańsze. Mając w pamięci niechęć polskich władz do posiadania
własnego satelity nale\y poszukiwać kooperanta wśród państw posiadających własne wojskowe systemy
satelitarne.
Wydaje się mało prawdopodobne aby w początkowej fazie rozwoju wojskowej łączności satelitarnej w Polsce
udało się nam nawiązać współpracę z którymś z du\ych operatorów satelitarnych takich jak USA, Wielka
Brytania czy Francja. Pozostaje więc poszukiwać nam mo\liwości współpracy z mniejszymi operatorami takimi
jak Hiszpania czy Włochy.
Analizując mo\liwości satelitów hiszpańskich i włoskich wydaje się, i\ Polska strategia wykorzystania
wojskowej łączności satelitarnej w misjach pokojowych NATO bli\sza jest mo\liwościom oferowanym przez
włoskiego satelitę Sicral. W początkowym etapie współpraca mogłaby się sprowadzać do dzier\awy pasma na
satelicie Sicral oraz współpracy środowisk naukowych celem pozyskania nowych technologii oraz określenia
mo\liwości wspólnej budowy kolejnego satelity np. Sicral 2. Równocześnie powinny być prowadzone prace nad
wspólną budową i unowocześnianiem terminali satelitarnych.
Po zdobyciu pewnych doświadczeń podczas powy\szej współpracy Polska mogłaby wejść na szerszy rynek
satelitarny z wiarygodną ofertą dotyczącą podzespołów i komponentów do budowy terminali satelitarnych i
satelitów.
Oprócz powy\szych form współpracy nale\y równie\ wspomóc zaanga\owanie polskich środowisk naukowych
w prace nad bardziej efektywnymi metodami kodowania sygnałów transmitowanych w kanałach satelitarnych.
Opracowanie wydajniejszych sposobów kodowania sygnałów cyfrowych pozwoliłoby na rozpoczęcie produkcji
nowych typów kodeków mo\liwych do zastosowania w ró\norodnych typach terminali satelitarnych.
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
5. Bariery dla rozwoju łączności satelitarnej w zastosowaniach wojskowych w Polsce
Niestety głównym zagro\eniem lub te\ barierą do rozwoju czegokolwiek w Polsce jest niechęć lub wręcz strach
przed podejmowaniem przez decydentów jakichkolwiek decyzji a w szczególności decyzji związanych z
wydatkowaniem znacznych środków bud\etowych. Bariera ta praktycznie uniemo\liwia samodzielne rozwijanie
technologii kosmicznych przez krajowe ośrodki naukowe i produkcyjne.
W celu obni\enia kosztów pozostaje więc poszukiwanie zagranicznych kooperantów gotowych do podzielenia
się swoją wiedzą za stosunkowo niewielką opłatą. Ale tu pojawia się kolejna bariera. A mianowicie bariera
językowa, która dość rzadko występuje w środowiskach naukowych ale ju\ znacznie częściej na wy\szych
szczeblach decydenckich. Skutkuje to znacznym spowolnieniem dynamiki kontaktów zagranicznych i
wydłu\eniem czasu zawierania umów kooperacyjnych. W konsekwencji tego wiedza docierająca do krajowych
środowisk naukowych i przemysłowych jest przestarzała czyli w zasadzie bezwartościowa.
Kolejnym zagro\eniem dla rozwoju krajowego sektora technologii kosmicznych, choć wydaje się to kuriozalne,
mo\e stać się sam raport projektu Foresight. W raporcie tym będzie mo\na znalezć oczekiwania u\ytkowników
w stosunku do technologii kosmicznych. Wiedza ta odpowiednio wykorzystana przez zagraniczne koncerny
mo\e wytworzyć w Polsce presję popytową, która nie będzie mogła być zaspokojona przez krajowe ośrodki
naukowe i produkcyjne. To z kolei doprowadzi do sytuacji, w której aby szybko zaspokoić popyt na technologie
kosmiczne konieczny będzie import gotowych rozwiązań. W konsekwencji doprowadzi to do sytuacji, w której
środki przewidywane na rozwój krajowego sektora technologii kosmicznych zostaną wydatkowane na zakup
gotowych produktów, czyli konsumpcję, powodując jeszcze głębszą degradację krajowego sektora naukowego i
produkcyjnego.
Dlatego te\ nale\y podjąć działania ograniczające mo\liwość wystąpienia tego niekorzystnego zjawiska.
Pewnym przykładem mo\e być tu rozwiązanie zastosowane na Ukrainie. Tam \aden nowy sprzęt wojskowy nie
mo\e zostać wdro\ony do eksploatacji w armii je\eli produkcja tego sprzętu w pełnym cyklu nie miała miejsca
na terenie Ukrainy.
Opracowanie: K. Zubel
Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej www.kosmos.gov.pl
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Lacznosc satelitarna w zarzadzaniu kryzysowymZastosowniae obserwacji satelitarnych dla potrzeb?zpieczenstwaHucał Mieczysław Wojskowa łączność radiowa w II RPzastosowanie metod fotometrii absorpcyjnejlacznosc morskaSieci telekomunikacyjne Łączność bezprzewodowaDlaczego Amerykanie strzelali do satelity Wydarzenia dniaIX Zebrane wojskoSchemat konwertera radio FM satelity NOAAWojskowe prawdyOdpromienniki i ich praktyczne zastosowanierosliny zastosowania pojemnikienclematis mainKonwencja o zastosowaniu do wojny morskiej założeń konwencji genewskiejMikrokontrolery PIC w praktycznych zastosowaniach mipicpPrzekładnie planetarne w zastosowaniach przemysłowychwięcej podobnych podstron