Евгений Пожидаев: Тяжёлая доля «Роскосмоса»

19 февраля «Интерфакс» со ссылкой на источник в Минобороны сообщил о существовании проблем с элементной базой у спутников военного назначения.

«Проблемы с импортозамещением, и, в частности, по линии электронной компонентной базы, привели к значительному увеличению массы аппаратов типа „Сфера-В“. Получилось так, что существующие в настоящее время у России ракеты-носители „Протон-М“ и „Ангара-А5“ не в состоянии вывести на высокоэллиптическую орбиту спутники этого типа в новой, российской комплектации». «Сфера» должна была заменить четыре находящихся сейчас на орбите «Меридиана», обеспечивающих связь в районе Северного Морского пути — и не только.

Общеизвестно, что «Меридианы», как и их предшественники обеспечивают военную связь, в том числе, вероятно, задействованы в российском аналоге американской SSIXS («спутниковая подсистема обмена информацией с подводными лодками»). Так, гендиректор «ИСС имени Решетнева» Николай Тестоедов утверждал, что с помощью «Меридианов» может быть передан приказ на применение стратегических ядерных сил. Впрочем, спутниковая УКВ-радиосвязь на перископной глубине — в данном случае не единственный и далеко не основной вариант. При этом недостатком существующей системы является неполный охват региона. «Сфера» должна была решить эту проблему.

«Стоимость» недостатков элементной базы выглядит примерно так. Во-первых, это 22 млрд. рублей (14 млрд. на новые «Меридианы» и 8 на средства выведения). Во-вторых, перенос сроков начала вывода на орбиту с 2018-го на 2021-й год, а возможно и на более позднюю дату — разработка подходящего носителя («Ангара — А5») по словам главы «Роскосмоса» Игоря Комарова должна завершиться в 2021-м, однако председатель научно-технического совета «Роскосмоса» Юрий Коптев и представители центра имени Хруничева называли более поздние даты (2023-й и 2024-й годы соответственно).

Это неприятная новость — однако ключевая проблема состоит в том, что она представляет собой только вершину айсберга; импортозависимость отечественной космической отрасли намного сильнее, чем обычно принято считать.

Так, серия спутников связи «Экспресс», обеспечивающих спутниковую связь и спутниковое вещание имеет довольно своеобразные корни. Из двадцати запущенных аппаратов отечественными в собственном смысле слова были только первые два, запущенные в 1994-м и 1996-м годах. Следующие четыре («Экспресс-А»), запущенные в начале «нулевых» были «совместно разработаны» с французской Alcatel; в переводе с отечественного космического новояза это значит, что французы поставили полезную нагрузку, в то время как на долю ИСС им. Решетнёва досталась несущая конструкция («рама»).

Спутники «Экспресс-АМ», вывод которых на орбиту начался в 2003-м, были «разработаны совместно с французскими, немецкими и японскими партнёрами». Иными словами, полезные нагрузки для четырёх спутников поставила всё та же Alcatel, трёх — французская Thales Alenia Space (TAS), двух — канадская MDA, одного — японская «Тошиба». «Экспресс-АМ7» был полностью построен франко-германской EADS Astrium

Спутники производства КБ Хруничева отличались не менее «оригинальной» конструкцией. С официальной точки зрения, в 2008-м ФГУП «Космическая связь» (ГПКС) подписал контракт с ФГУП «ГКНПЦ имени Хруничева» на создание спутника связи «Экспресс-АМ4». При этом, как сообщалось, «новый космический аппарат «Экспресс-АМ4» будет создан на базе хорошо зарекомендовавшей себя спутниковой платформы Eurostar E3000 производства EADS «Астриум», а поставщиком спутникового оборудования выступит та же «Astrium». Иными словами, спутник Экспресс-АМ4 был полностью произведён Astrium, равно как «Экспресс-АМ4R». Полезную нагрузку для «Экспресс-МД1» и «Экспресс-МД2» поставила та же Thales. Под «совместной разработкой с итальянскими партнёрами» понимались поставки итальянским подразделением корпорации — 33% акций принадлежит итальянской Finmeccanica.

Подобная схема работы на тот момент стала традиционной. Так, в 2007-м по результатам «многолетней ОКР», стоившей 854 млн руб., ВНИИЭМ им. Иосифьяна выиграл конкурс на создание спутника «Канопус-В», после чего заказал услуги по производству полезной нагрузки, её сборке и программированию на месте британской SSTL.

Впрочем, вернёмся к «Экспрессам». В 2013-м EADS «Astrium» выиграла конкурс на производство «Экспресс-АМУ1», в 2014-м — «АМУ2», однако результаты последнего конкурса были оспорены «ИСС им. Решетнёва», за спиной коего явно проглядывает уже известная нам Thales

Поставщиком полезной нагрузки для «Экспрессов» следующего поколения («АТ») является та же Thales. Она же поставила полезные нагрузки для трёх спутников «Луч» и заказанного «Газпромом — космические системы» «Ямал-402» (речь шла о поставке готового спутника). В 2013-м компания получила значительный ($ 300 млн) контракт на производство «Ямал-602», однако в 2015-м (официально из-за курсового скачка) к производству платформы было решено привлечь «Решетнёва. В действительности производство спутника, как и производство полезной нагрузки задержалось по весьма примечательным причинам.

Иными словами, отечественная космическая отрасль давно и прочно имеет достаточно «оффшорный» характер. Нетрудно догадаться, к чему это привело в условиях санкционного давления. В список запрещённого к поставке оборудования попали (внимание) радиационно стойкие микросхемы, электроника, предназначенная для работы при температурах выше 125 °C или ниже -55°C (границы класса military), сверхширокополосные системы радиосвязи, использующие код идентификации сети и спектр, превышающий 500 МГц и т. д. и т. п. Также запрещена поставка любых готовых ИСЗ.

При этом, если ограничения на поставки средств связи имеют «узконаправленное» действие, то запрет на поставки радиационно-стойкой электроники имеет более глобальное значение.

Сначала «немного теории». Космос успешно «поставляет» весьма широкий спектр угроз для электроники: гамма- и рентгеновское излучение, электроны и ТЗЧ (тяжёлые заряженные частицы) — протоны (на которые приходится 90% космического излучения), альфа-частицы (ядра гелия) и ионы более тяжёлых элементов. В атмосфере они порождают «рой» вторичных частиц. Даже на уровне моря их обстрел порождает в среднем 5 ошибок памяти в месяц. Проблема очевидным образом возрастает с высотой (в атмосфере — почти вдвое с каждым «набранным» километром). В космосе зависимость сохраняется — если на низких орбитах радиационный фон ещё вполне приемлем, то на орбитах свыше 1000 км годичное облучение может в 2−4 раза превышать предельную стойкость обычной «гражданской» микросхемы. Однако это… мелочи. Настоящие трудности начинаются за пределами радиационных поясов Ван-Аллена (внешний расположен в 17 тыс. км. от поверхности, а внутренний, состоящий из «пойманных» протонов — в 4 тыс.). Здесь на электронику падает весь спектр проникающего излучения и заряженных частиц с последствиями от программных сбоев и стирания памяти до (в случае с «удачно» попавшей ТЗЧ) сгорания микросхемы. Как следствие, на высоких орбитах может устойчиво работать приемлемый срок только специальная радиационно-стойкая электроника (категория space). Между тем, «Меридианы» и их потенциальные «наследники» имеют апогей орбиты около 40 тыс. км. — и проблема в том, что подобными характеристиками обладают далеко не только они.

Крупнейший поставщик «космической электроники» — Honeywell (США), другие крупные игроки — Aeroflex (США), Atmel (США), Xilinx (США) Actel (США) и т. д. Однотипная «прописка» не случайна — Штаты традиционно лидируют в разработках радиационно-стойкой элементной базы.

В российской космической отрасли она используется по меньшей мере с начала нулевых. Так, одним из поставщиков силовой электроники (блоки питания и т. д.), помехоподавителей и ряда других элементов является Interpoint, подразделение корпорации CRANE Aerospace&Electronics. Во второй половине «нулевых» американизация отечественного космоса стала приобретать вполне критические масштабы. Так, в 2008-м на втором Глонасс-форуме первый заместитель генерального директора «ИСС им. Решетнёва» Косенко заявил, что в производстве спутников «Глонасс» с 2006-го используются радиационно-стойкая электроника производства Aeroflex, при этом её доля достигает 30% и «Решетнёв» намерен расширять сотрудничество в дальнейшем.

В целом ситуация выглядит так. Гендеректор ИСС им. Решетнёва Николай Тестоедов: «Импортная электронно-компонентная база в наших спутниках составляет от 25% до 75% именно по радиоэлементам; на военных поменьше, на коммерческих побольше. Из этой зарубежной электронно-компонентной базы американская составляет где-то 83−87%. И не потому, что она самая большая в мире, а просто мы в своей продукции используем только лучшие, только самые современные по функционалу элементы» (РБК). В декабре он же назвал цифры, относящиеся непосредственно к «Глонасс» — доля импортных комплектующих составляет 50%.

В ряде других случаев, например, с создаваемой системой спутниковой разведки «Акварель» (должна работать в том числе и в интересах ВМФ, дополняя систему «Лиана», обеспечивающую целеуказание; расходы на её создание в 2013-м оценивались в 70 млрд руб.) официальный список поставщиков выглядел менее компрометирующим — это «всего лишь» EADS (ответственная за радарную систему), Thales и израильская IAI.

Однако присутствие в европейских и тем более израильских системах американских компонентов почти неизбежно, не говоря уже о том, что к поставкам РФ запрещена и «специальная» электроника европейского производства. Как следствие, проблемы российского космоса из-за запрета импорта имеют обширный и трудноразрешимый характер.

В случае с собственно «Акварелью» 973-млн. сделка с EADS была, по информации Bloomberg, сорвана из-за запрета на поставку радаров с АФАР. Ситуация с собственно космическими компонентами выглядит ничуть не лучше. Например, ситуация с ИСЗ системы «Гонец» (низкоорбитальная система спутниковой связи, апогей 1000 км) в ноябре 2014-го выглядела так. Президент ОАО «Спутниковая система „Гонец“» Дмитрий Баканов: «В ходе заседания были представлены два альтернативных варианта перспективного облика космического аппарата „Гонец“… Оба варианта предусматривали примерно 90% импортных комлектующих. Разумеется, был задан вопрос: есть ли гарантии поставок всех включённых комплектующих? Гарантий нет, ответили проектанты».

Госдепартамент блокирует поставки даже для проектов сугубо научного направления, например, для космической обсерватории «Спектр-УФ». Директор института астрономии РАН Борис Шустов: «Англичане (компания E2V) делают приемник излучения сами, но электронную „обвязку“ из радиационно-стойких комплектующих создают с использованием американских деталей. Разрешения на экспорт этих деталей в Россию они получить не смогли». «Англичане нас уверяют, что необходимые детали смогут сделать сами, но попросили разрешения продлить срок действия контракта на полтора года». На практике запуск аппарата, изначально планировавшийся на 2015−16 гг. был перенесён на 2021-й.

2-го ноября стало известно и о переносе по схожим причинам сроков запуска системы спутников системы «Арктика» (гидрометеорология, связь, радиолокация; бюджет 68 млрд руб.); как и «Сфера» они должны были размещаться на высокоэллиптических орбитах. Официально пуск перенесён на 2017-й.

Между тем, пока российский космос ещё держится на старых запасах «запретных» импортных комплектующих. Однако, по словам Тестоедова, «под ударом оказались те спутники, которые мы должны произвести и запустить в период с 2016-го по 2018 год»; на 2019-й намечено полностью избавиться от «критических компонентов».

При этом риски неудачного избавления вполне прозрачны — их примером служит достаточно быстрая «смерть» ранних спутников «Глонасс» и история миссии «Фобос-Грунт», использовавших 62% комплектующих, не соответствующих требованиям категории space и завершившейся закономерным провалом.

Наиболее уязвимыми, естественно, в этом случае оказываются высокоорбитальные спутники, постоянно или временно находящиеся за пределами поясов Ван-Аллена.

Это, например, спутники связи на геостационарных (35 786 км) орбитах, включая некоторые «Экспрессы» и «Ямалы», спутники системы «Глонасс» (19 100 км), «Арктика», «Сфера». Здесь маркером может быть ситуация к намеченному к запуску на неостационар «Спектром-УФ». Дмитрий Рогозин, 1 июля: «Введение космических аппаратов нового поколения сегодня несколько осложнено тем, что были введены санкции на поставку импортных комплектующих и, прежде всего, элементно-компонентной базы космического назначения». Заявление было сделано по поводу «Глонасс».

Достаточно проблемными обещают стать и системы с орбитой порядка тысячи километров — например, «Лиана».

Что касается альтернативных внешних поставщиков, то здесь примечательна заочная полемика генерального директора и вице-премьера.

Дмитрий Рогозин, 6 июля. «Мы заинтересованы в ЭКБ космического назначения. Часть типо-номинала изготавливается в Китае, и мы могли бы, изменив логистику поставок, не срывать производство космических аппаратов, в которых нуждается сегодня наша орбитальная группировка».

Николай Тестоедов 11 декабря. «Да, мы рассматриваем китайских производителей как поставщиков элементной базы для космоса, но компонентов высшей степени — той, которая полностью заменила бы электронные элементы российских, европейских и американских производителей, так называемой категории space, в Китае мы пока не увидели».

Ситуация с импортозамещением тоже далека от радужной. Официальный оптимизм выглядит так. Генеральный директор компании «Российские космические системы» Андрей Тюлин, 25 августа. «Российские производители способны по многим позициям заменить импортную комплектацию. Они не дотягивают до параметров space и military, но мы нашли совместные решения, как это исправить».

Менее официальная информация выглядит несколько иначе. Проект по производству радиационно-стойкой электроники («Ангстрем Плюс») был одобрен Минпромторгом в 2010-м, первая продукция должна была появиться в 2011-м однако на конец 2014-го производство так и не началось, а ответственная за проект «Росэлектроника» не смогла сообщить ничего о сроках его запуска (напомним, что основным акционером «Росэлектроники» является «Ростех», возглавляемый А. Якуниным). В ноябре 2015-го появилось сообщение, что «„Информационные спутниковые системы“ им. Решетнева» (ИСС) вместе с предприятием «Ангстрем» создали для навигационных спутников «Глонасс-К2″ микросхему, которая заменит электронику американской фирмы Actel». В феврале — сообщение о начале испытания «макетных образцов современной силовой радиационно-стойкой электроники». «По окончании этих работ станет возможным заменить на отечественную до 90% иностранной микроэлектроники». Вряд ли стоит напоминать, что основным поставщиком комплектующих для «Глонасс» является отнюдь не Actel, а силовая электроника — не совсем то, что составляет основную проблему (более того, она в основном не подпадает под санкционные ограничения); при этом выпуск промышленных партий намечено начать в 2018-м.

Удастся ли создать к 2019-му более или менее равноценную замену западному космическому импорту или «Роскосмосу» придётся смириться с резким ухудшением основных характеристик космических аппаратов? Принципиально это возможно, однако пока более вероятным выглядит второй вариант.

Евгений Пожидаев