2. Бортовые ретрансляционные комплексы

Собственно, ретранслятор как устройство, "отвечает" за энергетические характеристики лучей, т.е. каналов связи. Первый вопрос, который возникает на начальной стадии проектирования спутниковой системы связи (ССС), связан с оптимальным распределением ее ресурсов между ретранслятором и наземными станциями. В данном контексте ресурсы системы - это энергетический запас радиолиний (или их пропускная способность) и "интеллектуальные" возможности ретранслятора.

Существует множество вариантов перераспределения функций между ретрансляционными и наземными комплексами в зависимости от вида предоставляемых услуг, типов орбит и т.п. Чем большую энерговооруженность имеет спутник, т.е. чем выше эквивалентная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ) спутниковых приемопередатчиков, тем более простое абонентское оборудование необходимо применять на Земле для приема сигнала.

Под "интеллектуальностью" обычно подразумевают вычислительные возможности бортового комплекса, оцениваемые по той доле функций наземных станций, которые способен выполнить ретранслятор. Например, можно возложить на последний коммутацию каналов, маршрутизацию, тарификацию, защиту от несанкционированного доступа и др. Очевидно, что с повышением "интеллектуальности" борта увеличиваются гибкость и возможности системы. Но стратегию проектирования ССС нельзя свести к упрощенной схеме: раз ретрансляторов в системе намного меньше, чем наземных станций, то создав один или несколько сверхсложных ретрансляционных комплексов, можно существенно упростить наземные средства. Прямой путь не всегда оптимален.

Все многочисленные попытки создать мощные мультидиапазонные ретрансляционные комплексы со сверхбольшими антенными решетками, разворачиваемыми в космосе, окончились неудачей. Tому есть ряд причин. Главная из них состоит в том, что стоимость сверхбольших ретрансляционных комплексов чрезвычайно высока, а ущерб при неудачном запуске или их отказе на орбите невосполним. Вдобавок при страховании запуска уникальных сложных комплексов неизбежны серьезные проблемы с определением страховой суммы, даже если удается найти страховую компанию, готовую на столь высокий риск.

Кроме того, возникают и технические сложности. Размещение на борту большого числа приемопередатчиков, работающих в разных диапазонах, приводит к усложнению электромагнитной обстановки как непосредственно в самом бортовом комплексе, так и на расположенных рядом спутниках. Несомненно, что и наземная отработка такого комплекса займет достаточно много времени, а это, в конечном итоге, увеличит срок создания КА и окупаемости системы в целом.

Комплекс ретрансляционного оборудования, который космический аппарат (КА) выводит на орбиту, называется полезной нагрузкой. Оборудование, поддерживающее нормальное функционирование основных подсистем КА для пространственной ориентации, терморегулирования, телеметрического контроля, навигации (приемники GPS/"Глонасс" и др.) - конструктивно не входит в состав полезной нагрузки, а является принадлежностью космической платформы.

Структура бортового ретрансляционного комплекса (БРТК) определяется его назначением, или масштабностью охвата территорий (глобальная либо региональная связь), методом обработки информации на борту КА, количеством ретрансляционных каналов (приемных, передающих или приемопередающих), скоростью информационного обмена, а также выбранными техническим решениями и используемыми технологиями. В состав БРТК могут входить не только так называемые абонентские ретрансляторы (предназначенные для формирования "потребительских" лучей), но и ретрансляторы фидерных и/или межспутниковых линий (служебная связь).