Космическая миссия работает как единая система только тогда, когда её аппараты, экипаж, приборы и Центр управления полётом могут обмениваться данными. Команды управления, телеметрия, научные измерения, изображения, сообщения экипажа и аварийные сигналы проходят по разным каналам, имеют разные приоритеты и требуют заранее продуманной архитектуры связи. Для лунной экспедиции это особенно важно: расстояние до Луны, радиотень, ограниченная энергетика аппаратов и работа через ретрансляторы превращают связь в одну из ключевых систем миссии. В 2026 году секция будет сосредоточена на космической части систем связи: бортовых радиокомплексах, радиолиниях, кодировании, ретрансляции, межспутниковых каналах, дальней и лунной связи, управлении потоками данных и кибербезопасности. Наземные станции, сборка антенн, SDR-приём, эксплуатация наземной инфраструктуры и реальные сеансы приёма рассматриваются в отдельной секции наземного сегмента; здесь основной акцент сделан на том, как спроектировать канал и сеть связи для миссии.
В ходе симуляции лунной экспедиции участники секции будут отвечать за космическую архитектуру связи: рассчитывать каналы передачи данных между кораблём, лунной базой, орбитальным ретранслятором, малым аппаратом-разведчиком и Землёй; задавать приоритеты для команд, телеметрии, научных данных и сообщений экипажа; учитывать задержки, радиотень Луны, ограничения по энергии и возможные отказы. Результаты работы секции будут передаваться наземному сегменту связи, баллистикам, секциям приборостроения, ДЗЗ, астрофизики, космической медицины и космических баз.
-
Введение в космическую связь
Теория: роль связи в космической миссии, отличие телеметрии, командной радиолинии, канала полезной нагрузки, служебных сообщений и пользовательского трафика.
Практика: составление карты информационных потоков лунной экспедиции: какие данные возникают, кому они нужны и насколько быстро должны быть доставлены.
-
Физика радиолинии и энергетический бюджет канала
Теория: распространение радиоволн в космосе, свободнопространственные потери, шумовая температура, отношение сигнал/шум, запас радиолинии и влияние расстояния.
Практика: расчёт бюджета связи для малого аппарата на низкой орбите, лунного орбитального ретранслятора и посадочной станции.
-
Диапазоны частот и выбор канала связи
Теория: диапазоны UHF, S, X, Ku и Ka, связь частоты с размером антенны, скоростью передачи данных, помехами, атмосферными потерями и требованиями к наведению.
Практика: выбор диапазона для нескольких задач: телеметрии малого аппарата, передачи научных данных с лунной орбиты и аварийной связи посадочного модуля.
-
Бортовой комплекс связи и антенны космического аппарата
Теория: передатчики, приёмники, транспондеры, бортовая коммутация, интерфейсы с БЦВМ и системой электропитания; ненаправленные, патч-, рупорные, параболические и фазированные антенны, усиление, поляризация, ширина луча и требования к ориентации аппарата.
Практика: проектирование блок-схемы комплекса связи для малого аппарата-разведчика в лунной экспедиции.
-
Модуляция, кодирование и протоколы
Теория: FSK, PSK, QAM, скорость передачи, полоса частот, помехоустойчивое кодирование, перемежение, контроль ошибок, телеметрические кадры и базовые идеи стандартов CCSDS.
Практика: сравнение нескольких схем передачи для канала с разным уровнем шума и выбор компромисса между скоростью, надёжностью и энергопотреблением.
-
Телеметрия, команды и данные полезной нагрузки
Теория: структура телеметрического кадра, командная радиолиния, научные данные, служебные параметры, хранение данных на борту и режимы передачи.
Практика: распределение потоков данных условного аппарата по каналам: что передавать постоянно, что копить на борту, что отправлять только по запросу.
-
Спутники связи и ретрансляторы
Теория: принципы работы ретрансляторов, схемы bent-pipe и цифровой обработки на борту, узкие лучи, частотное переиспользование, системы ретрансляции для околоземных и пилотируемых миссий.
Практика: разработка схемы ретрансляции для ситуации, когда прямой канал между аппаратом и Землёй доступен не всегда.
-
Группировки связи и межспутниковые линии
Теория: почему LEO-группировки требуют большого числа аппаратов, как высота орбиты влияет на покрытие, задержку и пропускную способность, что меняют межспутниковые линии и передача обслуживания между аппаратами.
Практика: сравнение нескольких архитектур группировки и моделирование маршрута пакета через несколько аппаратов с выбором резервного пути при отказе одного звена.
-
Лунная связь и радиотень Луны
Теория: особенности связи с окололунной орбиты и поверхности Луны, радиотень обратной стороны, роль лунных ретрансляторов, ограничения по энергии, геометрии и времени сеанса.
Практика: проектирование схемы связи для корабля, лунной базы, орбитального ретранслятора, малого разведчика и канала на Землю.
-
Инфраструктура связи в окололунном пространстве
Теория: перспективные сети связи и навигации для Луны: LunaNet, Near Space Network, наземные станции LEGS, связь с Gateway и посадочными системами Artemis; китайские ретрансляторы Queqiao и Queqiao-2 для миссий на обратной стороне Луны; российские средства дальней космической связи и крупные антенны, способные работать на лунных расстояниях.
Практика: разбор нескольких архитектур: прямой канал «кубсат — Земля», связь через лунный ретранслятор и сеть из нескольких ретрансляторов. Участники оценивают, какие требования возникают к мощности передатчика, антенне, скорости передачи, наземной станции и резервированию.
-
Планирование контактов на уровне миссии
Теория: окна связи, задержки, приоритеты сеансов, режим store-and-forward, связь графика контактов с траекторией, ориентацией аппаратов и работой наземного сегмента.
Практика: составление миссионного плана контактов: какие данные должны быть переданы в каждом окне и какие требования передаются наземному сегменту.
-
Дальняя и оптическая космическая связь
Теория: связь за пределами околоземного пространства, слабые сигналы, большие задержки, узкие диаграммы направленности, а также принципы лазерной передачи данных, её преимущества и ограничения.
Практика: сравнение радиоканала и оптического канала для передачи большого объёма научных данных с лунной орбиты.
-
Надёжность, кибербезопасность и нештатные ситуации
Теория: резервные каналы, аварийная связь, деградация пропускной способности, отказ ретранслятора, защита командной радиолинии, аутентификация команд, контроль доступа и риски подмены команд.
Практика: разбор нештатного сценария: основной ретранслятор недоступен, канал перегружен или получена подозрительная команда. Участники перестраивают схему связи миссии и задают приоритеты данных.
-
Итоговое проектирование связи лунной экспедиции
Теория: как требования миссии превращаются в архитектуру связи: участники, аппараты, данные, каналы, ретрансляторы, расписание, резервы и правила приоритизации.
Практика: подготовка схемы связи для команды симуляции: карта каналов, список потоков данных, расчётные ограничения, аварийные режимы и требования к наземному сегменту.