Как работает КОСПАС-SARSAT
В системе КОСПАС-SARSAT используются несколько спутников, которые расположены на круговых околополярных орбитах высотой 800—1000 км и оснащены радиоаппаратурой для обнаружения сигналов бедствия, передаваемых аварийными радиобуями (АРБ), и ретрансляции их на наземные станции приема и обработки информации (СПОИ). В соответствии с межправительственным соглашением как минимум два из нескольких спутников, находящихся на орбите, должны быть российскими.
Аппаратура российских СПОИ в Москве, Архангельске, Находке, Новосибирске также создавалась в институте РНИИ КП, включая контрольную станцию. Разработчиком аварийных радиобуев стал Московский научно-исследовательский институт радиосвязи (МНИИРС), одно из головных предприятий Министерства промышленности средств связи СССР. В числе изготовителей АРБ — Ярославский радиозавод (ЯРЗ), работавший под руководством МНИИРСа.
Поскольку покрытие системы с низкоорбитальными спутниками КОСПАС-SARSAT не непрерывно, то в 1998 г. ретрансляторы сигналов АРБ были установлены на трех геостационарных искусственных спутниках Земли, что на всей планете для широты ниже 75 градусов сократило время обнаружения аварийных сигналов до 5 мин.
С 2000 г. в России, США и Западной Европе ведутся работы по размещению ретрансляторов сигналов АРБ на спутниках глобальных навигационных систем ГЛОНАСС, GPS и Galileo. В этом случае система КОСПАС-SARSAT получит возможность принимать аварийные сигналы с задержкой не более 5 мин с повышенной точностью определения координат.
Как это работает?
КОСПАС-САРСАТ обеспечивает практически полное покрытие спутниками поверхности планеты. Для этого применяются космические аппараты на низких, средних и геостационарных орбитах. Оборудование КОСПАС-САРСАТ достаточно компактное, поэтому узкоспециализированные спутники для спасательной системы обычно не запускают. Просто устанавливают дополнительное оборудование на многофункциональных орбитальных аппаратах.
Спутники постоянно мониторят эфир на единой всемирной аварийной частоте 406 мГц. Как только их антенны засекают сигнал аварийного маяка, они ретранслируют его на землю уже на другой частоте — около 1500 мГц. На этом канале постоянно работают приемные станции наземных центров слежения в разных странах, синхронизированные между собой. Станции передают информацию в ближайший координационный центр КОСПАС-САРСАТ, а тот — в спасательные службы.
Аварийные маяки бывают авиационные, судовые и носимые персональные. Первые два вида обычно имеют функцию автоматической активации при перегрузке от падения/удара и от попадания в воду. Портативные устройства имеют компактные размеры и способны переноситься в кармане или рюкзаке.
Особенность маяков КОСПАС-САРСАТ — полная автономность и защищенность от внешних воздействий. В особо прочных корпусах имеются аккумуляторы, передающие антенны, приемные антенны GPS/ГЛОНАСС для определения собственного местоположения, системы автоматической и принудительной ручной активации. Плюс в памяти каждого маяка «зашит» индивидуальный код, под которым он зарегистрирован в единой общемировой базе данных. При подаче сигнала SOS на спутник передается ID-код и географические координаты места бедствия. Эта же информация попадает в наземный координационно-мониторинговый центр. Там сразу видят, где и с кем произошло «ЧП», поскольку маяк — это не телефон, обратной связи с ним нет!
В нашей стране наземным координатором системы является ФГУП «Морсвязьспутник» из Федерального агентства морского и речного транспорта. Компания обеспечивает функционирование и развитие российской части наземного сегмента КОСПАС-САРСАТ.
В мире зарегистрировано более миллиона аварийных радиомаяков. Последние официальные данные относятся к началу 2016 года. Согласно им, КОСПАС-САРСАТ помог спасти 41 тыс. 750 человек в 11 тыс. 788 поисково-спасательных операциях!
cospas-sarsat.int
Распределение поисково-спасательных операций КОСПАС-САРСАТ по типу событий.
Радиосвязь
С 1999 года на всех судах установлена радиоаппаратура Глобальной морской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности мореплавания (ГМССБ). Основное назначение ГМССБ – оперативная организация поисково-спасательной операции аварийного судна береговым спасательным координационным центром (СКЦ) с привлечением судов и других средств, находящихся в районе бедствия.
В результате на судах внедрены современные средства связи, основанные на широком использовании спутниковых и усовершенствованных обычных (включая цифровой избирательный вызов – ЦИВ) методов связи, позволяющих обеспечивать автоматическую передачу и прием аварийных сигналов на любом расстоянии независимо от метеорологических условий и условий распространения радиоволн (рис. 2.7). Специальные системы связи обеспечивают передачу на суда информации для обеспечения безопасности мореплавания (НАВАРЕА, НАВТЕКС).
Кроме этого, аппаратура позволяет обеспечивать и обычный радиообмен как в УКВ- и ПВ/КВ-диапазонах, так и с использованием спутниковой связи ИНМАРСАТ. Система ИНМАРСАТ предоставляет морякам телефон с прямым автоматическим набором номера, телекс, факс, электронную почту, режим передачи данных.
УКВ-радиостанция предназначена для оперативной связи с береговыми службами и другими судами. Дальность действия стационарной судовой радиостанции примерно 30 миль. УКВ-диапазон также используется для организации внутрисудовой связи при несении вахтенной службы, швартовке, постановке на якорь и т. п.
На каждом приборе аппаратуры имеется так называемая красная кнопка, предназначенная для передачи сигнала бедствия. Вахтенный матрос должен быть внимательным с тем, чтобы случайно не нажать одну из них. Ложная передача сигнала бедствия грозит внеплановой проверкой всех судовых служб и штрафными санкциями.
Аварийное радиооборудование
К аварийным средствам связи относятся:
- аварийный радиобуй спутниковой системы КОСПАС-SARSAT
- радиолокационные маяки ответчики (Search And Rescue Transponder – SART)
- УКВ носимые радиостанции
Каждый член экипажа должен уметь самостоятельно привести в действие радиооборудование спасательных средств.
Носимая УКВ-радиостанция обеспечивает связь на месте бедствия между спасательными средствами и поисковыми судами.
На каждом судне должно быть не менее трех УКВ носимых радиостанций, которые постоянно хранятся на ходовом мостике, откуда они могут быть быстро перенесены в спасательную шлюпку или плот.
Батарея УКВ-радиостанции должна иметь достаточную мощность для обеспечения работы в активном режиме в течение 8 часов и 48 часов работы в режиме только приема.
Радиолокационный маяк-ответчик является основным средством обнаружения местоположения спасательных средств непосредственно в районе бедствия. На судне должно быть не менее двух SART, обычно расположенных на ходовом мостике.
При покидании судна SART устанавливается в шлюпке или на плоту в специальном креплении, после чего включается и находится в режиме ожидания. При облучении приемника SART импульсом радиолокационной станции спасательного судна он начинает излучать ответный сигнал, сигнализируя об этом подачей звукового и светового сигнала.
Сигнал SART на экране радара поискового судна индицируется серией точек (12 или 20), расположенных на равном расстоянии друг от друга, а также отображается на электронной карте. Дальность обнаружения SART судовой РЛС не менее 5 миль; РЛС воздушного судна – 30 миль.
SART выдерживает сбрасывание в воду с высоты 20 метров, водонепроницаем на глубине до 10 метров. Емкость батареи рассчитана для работы в режиме ожидания – 96 часов, в режиме излучения – 8 часов. Легко приводится в действие неподготовленным персоналом.
Международная спутниковая система КОСПАС-SARSAT предназначена для обнаружения и определения местоположения судов, самолетов, других объектов, потерпевших аварию.
Система КОСПАС-SARSAT состоит из:
- судовых аварийных радиобуев (АРБ);
- геостационарных и низкоорбитальных спутников, которые позволяют обнаруживать сигналы и определять местоположение АРБ с точностью до 5 километров;
- спасательно-коордионационных центров (СКЦ), которые получают информацию со спутников.
Аварийный радиобуй системы КОСПАС-SARSAT устанавливается на открытой палубе. При погружении судна на глубину около 4 метров АРБ свободно всплывает, для чего предназначено специальное устройство – гидростат, который освобождает буй. АРБ после всплытия на поверхность автоматически активируется, буй также имеет ручное включение.
АРБ снабжен плавучим линем, пригодным для использования в качестве буксира, и лампочкой, автоматически включающейся в темное время суток. Выдерживает сбрасывание в воду без повреждений с высоты 20 метров.
Источник питания обеспечивает работу АРБ в течение 48 часов. На наружной стороне корпуса АРБ указывается краткая инструкция по эксплуатации и дата истечения срока службы батареи. В судовом расписании по тревогам должны указываться ответственные за доставку аварийного радиооборудования в спасательные средства.
Бортовой комплекс служебных систем МКА:
- бортовой комплекс управления, предназначенный для решения задач управления бортовыми системами автономно или совместно с наземным комплексом управления;
- система электропитания, предназначенная для обеспечения бортовой аппаратуры электроэнергией с необходимыми параметрами в течение срока активного существования на орбите и при наземных испытаниях;
- система ориентации и стабилизации, предназначенная для успокоения МКА после отделения от КА 11Ф627 и орбитальной ориентации МКА с заданной точностью;
- система обеспечения теплового режима, предназначенная для обеспечения заданных тепловых режимов бортовой аппаратуры и элементов конструкции в требуемом диапазоне температур;
- антенно-фидерные устройства, обеспечивающие прием радиосигналов целевой и служебной информации и передачу данных на наземные станции;
- механические системы, обеспечивающие фиксацию в транспортировочном положении раскрывающихся элементов конструкции МКА с последующим приведением их в рабочее положение с заданной точностью и надежностью.
Бортовой комплекс МКА «Стерх» имеет интегрированную электронную систему, выполняющую функции телеметрической, командно-программной подсистемы, бортового комплекса управления МКА и определения местоположения МКА с помощью глобальной навигационной системы ГЛО-НАСС. Бортовой комплекс МКА «Стерх» использует цифровые методы обработки сигналов, передаваемых радиобуями (радиомаяками).
История
После исчезновения в 1970 году двух представителей в Конгрессе Соединенных Штатов в Аляске в авиакатастрофе, был принят закон, в Соединенных Штатах, которые требуют всех самолетов должны быть оборудовано с радиомаяком. Маяки в то время действовали на воздушной частоту , 121.500 МГц, или военных, 243,000 МГц . В 1970-х годах этот тип маяка также часто использовался на кораблях .
Из-за множества трудностей, связанных с этим режимом работы (таких как неопределенная задержка приема сигнала, слишком неточная локализация, почти 99% ложных срабатываний), США, Канада и Франция начали разработку системы SARSAT, чтобы создать другую, более безопасную. техническое решение. В то же время система КОСПАС была разработана Союзом Советских Социалистических Республик .
В период с 1979 по 1988 год, в конце холодной войны, две системы были объединены в систему КОСПАС-САРСАТ: первый общий спутник был запущен в 1982 году, а система была объявлена действующей в 1984 году . 1 — го января 1988 слияние двух систем формально завершилась подписанием » Международной программе КОСПАС-САРСАТ соглашения в Париже .
Сегодня часть системы COSPAS находится в ведении России, в то время как в Соединенных Штатах ответственность за часть SARSAT была передана от НАСА Агентству США по исследованию атмосферы и космоса ( NOAA ). Сегодня к программе КОСПАС-САРСАТ присоединились многие другие страны (в 2016 году всего сорок стран и две организации). Коспас-Сарсат управляется Международным советом, который поочередно возглавляет одно из четырех государств-основателей: США, Россия, Канада и Франция.
Securite
Этот протокол используется для общего оповещения всех станций. Протокол касается навигационных опасностей и метео предупреждениях. Мы этот протокол использовали всего один раз, когда капитально встали в одной из разделительных полос TSS, без ветра и двигателя, с очень плотным трафиков сухогрузов вокруг нас! Так же, в нашей акватории я часто слышу это сообщение, когда на станции береговой охраны регистрируют ветра более 70 узлов, береговая охрана нам об этом сообщает.
Пример сообщения:
Sécurité, sécurité, sécurité.All ships, all ships, all ships. This is Southampton VTS, Southampton VTS, Southampton VTS.
The weather station at Southampton Port Control Tower has registered winds in excess of 70 knots.
This is Southampton VTS OUT
Возможности МКА
Малый космический аппарат «Стерх» предназначен для поддержания российского орбитального сегмента Международной спутниковой системы поиска и спасания «КОСПАС-САРСАТ», которая за время своего существования – с 1982 г. по настоящее время – помогла спасти более 24 тыс. человек.
МКА «Стерх» является составной частью космической системы «Надежда-М» и обеспечивает ее функционирование как в составе системы «КОСПАС» для поиска и спасания потерпевших аварию морских, воздушных и сухопутных объектов, так и в составе подсистемы «Курс» для слежения за движением морских судов и других подвижных объектов.
МКА «Стерх» обеспечивает возможность приема информации (посылок) от 150 аварийных радиобуев и 150 платформ сбора данных, работающих одновременно и равномерно распределенных в зоне радиовидимости МКА, возможность хранения информации не менее чем от 2000 аварийных радиобуев и от 2000 платформ сбора данных.
При возможности радиопереговоров со спасателями в радиотелефонном режиме надо постараться сообщить им.
О предположительном местонахождении потерпевших бедствие и их количестве, а в море о скорости и направлении дрейфа судна или коллективного средства спасения. Об опознавательных знаках места аварии. Наиболее заметных с воздуха и земли ориентирах, используемых потерпевшими знаках-сигналах и других способах привлечения внимания. Для судна или любого другого транспортного средства его тип, цвет корпуса, флаг, название. О виде требуемой помощи. О наличии средств связи и сигнальных средств. О местных метеорологических условиях. О состоянии потерпевших бедствие (количестве раненых, нетрудоспособных и т.п.). Возможности подготовкипосадочной площадки.
При работе в радиотелефонном режиме необходимо заранее и возможно более коротко сформулировать сообщение и изложить его в спокойной манере человеку, обладающему наиболее разборчивой дикцией. Засорять эфир стенаниями, жалобами, проклятьями, призывами о помощи и т.п. эмоциями не стоит. Информация должна быть сжатой, конкретной и однозначно толкуемой. От этого зависит, как быстро смогут спасатели найти и оказать помощь потерпевшим бедствие.
При использовании радиотехнических средств необходимо учитывать время подачи сигнала бедствия. Для более действенного приема аварийных радиосигналов в мировой практике предусмотрена так называемая минута молчания или международный период молчания. Это трехминутный промежуток времени от 15 до 18 минут и от 45 до 48 минут в течение каждого часа, когда радиотелеграфные станции на судах, самолетах и вертолетах спасательных и ледовых служб, буровых платформах в море, а также береговые радиостанции прекращают передачу и работают на прием аварийных сообщений. Соответственно для радиотелефонных станций период молчания установлен с 0 до 3 минут и с 30 до 33 минут каждого часа.
В указанные периоды разрешено передавать только сигналы бедствия и тревоги. Кроме того, существует ряд специальных указаний, регламентирующих работу судовых и береговых радиостанций в данный период времени, обеспечивающих наибольшее благоприятствование приему сигнала бедствия.
В российском сегменте системы
Российская часть международной системы — КОСПАС — все это время в той или иной мере обеспечивает выполнение международных обязательств по поддержанию космического и наземного сегментов. Для неё планируется запуск специализированного спутника нового поколения, относящегося к категории малых космических аппаратов и получившего название “Стерх”. Проводится модернизация СПОИ и МКВЦ. Создано большое количество типов АРБ.
Но несмотря на множество планов, ситуация в российском сегменте КОСПАС-SARSAT далеко не самая лучшая, хотя нижняя точка спада, кажется, пройдена. С 1982 г. наша страна запустила 10 космических аппаратов (КА) для этой системы. Но последний из них, “Надежда-6”, проработав на орбите семь лет, в июне нынешнего года вышел из строя.
При гарантийном сроке эксплуатации в два года среднее время работы отечественного спутника составило 80 мес., т. е. более шести лет. А КА “КОСПАС-4” (“Надежда-1”) нес космическую вахту 17 лет и 10 мес. — больше, чем любой западный спутник этого назначения.
Но никакие технические долгожители не способны спасти от развала систему, которой попросту перестали управлять и на развитие которой долгие годы не выделяли необходимых средств. В итоге в российской орбитальной группировке сейчас нет ни одного действующего спутника системы КОСПАС.
Кризис этот развивался давно: в экономической сфере руководство страны долгие годы явно пренебрегало интересами развития науки и высоких технологий, отдавая предпочтение сырьевому и энергетическому секторам. Многие предприятия космической индустрии, промышленности средств связи, микроэлектроники просто перестали существовать.
Весьма показательно выглядит деградация предприятий оборонного комплекса страны в ходе “реформ” сквозь призму надежности хорошо отработанных в свое время КА системы КОСПАС — срок службы космических объектов падал буквально на глазах: запущенный в 1998 г. КА прослужил два года и семь месяцев, а выведенный на орбиту в 2002-м последний спутник “КОСПАС-10” (“Надежда-7”) просуществовал всего год и десять месяцев.
Не лучше ситуация и с аварийными радиобуями. Во всем мире их эксплуатируется около 1 млн. шт., из них в России — порядка 10—15 тыс. Сейчас в стране всего три предприятия способны изготовлять АРБ. Крупнейшим их серийным производителем является ЯРЗ. Он выпускает по нескольку сотен буев в год.
Мы уже привыкли, что при аварии самолета его потом неделю ищут “по долинам и по взгорьям”. А как же с АРБ? Ведь его должны были засечь уже через 5 мин? А вы уверены, что АРБ вообще был на борту отечественного самолета? Конечно, наземные сегменты космических систем у нас всегда отставали в развитии от сегментов космических. Но чтобы так…
Заслуживает внимания и еще один аспект развития системы спасения. Во всем мире повышается интерес к использованию персональных радиобуев: отправился в путешествие — взял с собой АРБ, полез в горы — тоже. Но в отличие от других стран в России пока нет правовой основы для такого применения АРБ — никто спасать вас не будет! Законодательные инициативы по этому вопросу плутают в ведомственных коридорах.
Сейчас большие надежды возлагаются на спутники нового поколения: два КА “Стерх” планируется запустить в будущем году. С 2005-го постепенно восстанавливается финансирование работ по КОСПАС. Работы ведутся по двум федеральным программам. Запланировано создание всех трех сегментов системы, и через несколько лет Россия сможет восстановить свой статус космической державы — основательницы крупного международного проекта.
“Система КОСПАС-SARSAT по своей целевой направленности, методам создания и эксплуатации является ярким примером международного сотрудничества в космосе и проверенной моделью организации такого сотрудничества, пригодной для решения других задач, таких как предупреждение о стихийных бедствиях, антропогенных катастрофах и т. п.”, — считает генеральный директор и генеральный конструктор РНИИ КП Юрий Урличич.
Статья помещена в музей 26.09.2007 года
Работа системы
Компоненты и работа системы Коспас-Сарсат
Система состоит из наземного и космического сегментов , в состав которых входят:
- Аварийные радиомаяки должны быть активированы в случае опасности для жизни
- Ретрансляторы сигналов SAR (SARR) и процессоры сигналов SAR (SARP) на борту спутников
- Наземные станции приема и обработки сигналов спутниковой нисходящей линии связи , называемые LUT (локальные пользовательские терминалы).
- Центры управления полетами (ЦУП), которые распределяют в центры координации спасательных операций данные оповещения о бедствии (в частности, данные о местоположении маяков), генерируемые LUT.
- Спасательно-координационные центры (СКЦ), которые облегчают координацию действий поисково-спасательного агентства и персонала в случае бедствия.
Маяки
Аварийный маяк Коспас-Сарсат представляет собой цифровой радиопередатчик с частотой 406 МГц, который можно активировать в случае опасности для жизни, чтобы вызвать помощь государственных органов. Маяки производятся и продаются десятками поставщиков. Они подразделяются на три основных типа. Маяк 406 МГц, предназначенный для использования в самолете, известен как аварийный локаторный передатчик (ELT). Один из них, предназначенный для использования на борту морского судна, называется аварийным радиомаяком-указателем местоположения ( АРБ ). И тот, который предназначен для ношения человеком, известен как персональный маяк-локатор (PLB). Иногда PLB перевозятся на борту самолетов или судов, но соответствие требованиям безопасности зависит от местных правил. Радиобуй Коспас-Сарсат 406 МГц не передает сигнал до тех пор, пока он не будет активирован в чрезвычайной ситуации (или когда пользователь активирует определенные функции тестирования). Некоторые маяки предназначены для ручной активации человеком, нажимающим кнопку, а некоторые другие предназначены для автоматической активации в определенных обстоятельствах (например, ELT могут автоматически активироваться при физическом ударе, например, при аварии, а АРБ могут автоматически активироваться). активируется при контакте с водой). Коспас-Сарсат не взимает абонентскую плату или другие расходы за владение или использование буя . (Некоторые страны могут взимать лицензионные и/или регистрационные сборы за право собственности на радиобуи, а некоторые юрисдикции могут взимать плату за спасательные операции.) См. ниже последние инновации в области радиобуев.
Космический сегмент
Оперативный космический сегмент системы Коспас-Сарсат состоит из приборов SARR и/или SARP на борту:
- Пять спутников на полярной низкой околоземной орбите с полезной нагрузкой LEOSAR (низкоорбитальная поисково-спасательная операция)
- Одиннадцать спутников на геостационарной околоземной орбите с полезной нагрузкой GEOSAR (геостационарная поисково-спасательная операция на околоземной орбите)
- 46 спутников на средневысотной околоземной орбите с полезной нагрузкой MEOSAR (поисково-спасательная служба на средней околоземной орбите)
Инструмент SARR или SARP представляет собой вторичную полезную нагрузку и связанные с ней антенны , прикрепленные к этим спутникам в качестве дополнения к основной спутниковой миссии. Прибор SARR ретранслирует сигнал бедствия радиобуя на наземную спутниковую станцию в режиме реального времени. Прибор SARP записывает данные сигнала бедствия, чтобы информация могла быть позже собрана наземной станцией, когда спутник пролетит над головой.
Наземный сегмент
Спутники контролируются приемными наземными станциями (LUT), оборудованными для отслеживания (наведения и отслеживания) спутников с использованием спутниковых антенн или фазированных антенных решеток . LUT устанавливаются отдельными национальными администрациями или агентствами. Сообщения о бедствии, полученные LUT, передаются в соответствующий центр управления полетами, который использует подробный набор компьютерных алгоритмов для маршрутизации сообщений в центры координации спасательных операций по всему миру.
