Программа секции космической связи ЛКШ-2025

Секция посвящена изучению принципов работы систем космической связи, методов передачи данных и организации наземной инфраструктуры. Рассматриваются ключевые технологии радиосвязи, диапазоны частот, антенны, кодирование и коррекция ошибок, а также особенности работы низкоорбитальных спутниковых группировок. Особое внимание уделяется современным спутниковым системам связи, включая геостационарные, средневысотные и низкоорбитальные группировки (Starlink, OneWeb, "Сфера"). Участники разберутся в организации сети наземных станций, в том числе отечественных комплексов СОНИКС и ЭФИР, а также в принципах работы системы дальней космической связи.

Длительность программы: 20 часов занятий в секции (12 часов лекций + 8 часов практики)

Программа секции: включает теоретическую подготовку и практическую работу с реальными спутниками. Участники научатся планировать и проводить сеансы связи с низкоорбитальными аппаратами, настраивать антенны, принимать и расшифровывать спутниковые данные с использованием программно-определяемых радиосистем (SDR).

Практика: участники секции будут работать с реальными спутниками, настраивать антенны, принимать и обрабатывать данные с использованием программно-определяемых радиосистем (SDR). Также они познакомятся с принципами работы низкоорбитальных спутниковых группировок и систем дальней космической связи.

В симуляции научной экспедиции по Солнечной системе участники секции должны будут провести серию сеансов связи с космическими аппаратами — при этом в полученных ими данных будут содержаться секретные задания, которые увеличат шансы их команды на победу.

Что узнают и чему научатся участники

• Поймут, как устроена современная космическая связь и какие технологии в ней используются.
• Разберутся в радиочастотных диапазонах, методах модуляции и кодирования сигналов.
• Освоят изготовление и работу с антеннами, научатся настраивать и анализировать параметры их работы.
• Научатся планировать и проводить сеансы связи с низкоорбитальными спутниками.
• Освоят методы приема, декодирования и обработки спутниковых данных.
• Узнают о сетях станций приема космической связи (СОНИКС, ЭФИР).
• Разберутся в особенностях низкоорбитальных группировок (Starlink, OneWeb, "Сфера") и их роли в будущем связи.
• Познакомятся с отечественной системой дальней космической связи.

Основные темы

1. Основы космической связи.
2. Наземный сегмент космической связи.
3. Связь с низкоорбитальными спутниками и кубсатами.

Программа секции:

1. Введение в космическую связь
   Теория: История и принципы работы космической связи, особенности радиосвязи в условиях космоса, основные технологии передачи данных.
2. Радиочастотные диапазоны и технологии передачи данных
   Теория: Радиочастотный спектр и его распределение в космосе, основные диапазоны (UHF, S, X, Ka), влияние помех и шумов на качество передачи.
3. Группировки спутников космической связи
   Теория: Понятие группировки космических аппаратов, геостационарные группировки (Луч, TDRS), средневысотные группировки (Скиф, O3b), низкоорбитальные группировки связи (Рассвет, Марафон, Starlink, OneWeb), перспективные группировки программы Сфера.
4. Инфраструктура наземного сегмента космической связи
   Теория: Организация сети станций слежения, принципы работы многостанционных комплексов, отечественные сети СОНИКС, ЭФИР и другие.
   Практика: Анализ реальных станций приема данных, работа с телеметрией в сети ЭФИР.
5. Антенны и системы приема/передачи данных
   Теория: Основные типы антенн (параболические, фазированные решетки, рупорные), диаграммы направленности, усиление сигнала, поляризация.
   Практика: Сборка антенн для работы с низкоорбитальными аппаратами, настройка аппаратуры и ПО для приема, прием сигналов с космических аппаратов (NOAA, Meteor и др.).
6. Связь с низкоорбитальными спутниками и кубсатами
   Теория: Особенности связи с объектами на низкой околоземной орбите, расчет окон связи, планирование сеансов, управление спутниками через наземные станции.
   Практика: Планирование и проведение сеанса связи с реальными спутниками, разбор телеметрии и анализ параметров связи.
7. Протоколы связи, обработка сигналов и декодирование данных
   Теория: Кодирование и модуляция сигналов (PSK, FSK, QAM), исправление ошибок (код Рида-Соломона, LDPC-коды), протоколы CCSDS и стандарты обмена данными, структура телеметрических данных, методы декодирования сигналов.
   Практика: Работа с SDR (Software Defined Radio), декодирование телеметрических пакетов, интерпретация полученных данных.
8. Дальняя космическая связь
   Теория: Особенности связи с космическими аппаратами за пределами геостационарной орбиты, связь с межпланетными автоматическими станциями, отечественная сеть станций дальней космической связи.
9. Космическая навигация и радиолокация
   Теория: Принципы работы спутниковых навигационных систем, радиоинтерферометрия и точное определение координат, доплеровский сдвиг и его влияние на радиосигналы.
10. Кибербезопасность в космической связи
    Теория: Принципы информационной безопасности, обеспечение контроля доступа к космическим аппаратам и их системам.