Российскую глобальную спутниковую систему защитят от мусора и перехвата
Ученые и инженеры «Российских космических систем» (входит в госкорпорацию «Роскосмос») разработали способы повышения надежности работы будущей глобальной спутниковой группировки российского производства. Среди прочего, она будет защищена от хакерских атак, сможет подолгу работать в автономном режиме и даже функционировать при одновременном выходе из строя сразу множества спутников. Об этом сообщает холдинг «Российские космические системы». Как отмечают разработчики, будущая российская низкоорбитальная спутниковая группировка («Сфера») получит ряд характеристик, свойственных сегодняшнему интернету. Все данные будут передавать единым потоком через магистральные радиолинии, часть из которых будет связана с Земле (фидерные), а часть послужит для связи одних спутников «Сферы» с другими. Протоколы связи будут также «интернетовскими» - TCP/IP, но в отдельных виртуальных локальных сетях (VLAN). Все данные, передающиеся системой, будут сравнительно надежно защищены шифрованием. Для магистральных радиолиний предлагается концепция построения VPN-туннелей с применением сертифицированного в России алгоритма закрытия информации. Такая система защищает передаваемую информацию за счет того, что данные в ней разделяются на два подпотока, которые «меняются местами» между собой. Точка приёма на Земле должна правильно «собрать» подпотоки и «поставить» их на нужные места. Расшифровываются они с помощью специального ключа, который также постоянно меняется. Время действия ключа равно периоду, который чуть меньше расчетного времени взлома ключа. То есть даже если кто-то сможет взломать ключ, к этому времени тот, в теории, потеряет свою актуальность. За счет такой защиты можно будет обеспечить безопасность не только данных, передаваемых через «Сферу» (а она должна будет обеспечить и связь, и интернет в удаленных районах), но и предупредить перехват контроля над спутниками: каналы управления ими построены на тех же принципах, что и каналы, отвечающие за передачу данных наземных пользователей. Кроме того, разработчики «Российских космических систем» предусмотрели возможность массового выхода из строя спутников. Дело в том, что возможен целый ряд довольно внезапных событий, когда спутники на орбите могут перестать функционировать одновременно — например, из-за достаточно мощной вспышки на Солнце. Если поток плазмы от вспышки, по мощности сопоставимой с событием Кэррингтона 1859 года, будет направлен в точку, где находится Земля, то поток частиц выведет из строя электронику большинства спутников, что не будут в этот момент в тени планеты. Возможны и иные сценарии — например, разрушение одного или нескольких аппаратов на низкой околоземной орбите резко повысит количество космического мусора на ней. Мусор при столкновении с аппаратами «Сферы» может частично разрушить их, дав еще больше космического мусора («эффект домино»). Для конкурентоспособности «Сферы» важно, чтобы такие событие по минимуму воздействовали на производительности сети спутников в целом. Решение этой задачи специалисты РКС заложили еще на уровне архитектуры построения перспективной спутниковой системы. Маршрутизаторы космических аппаратов позволят направлять информационные потоки в обход линий межспутниковой связи с вышедшими из строя аппаратами и оптимально перераспределять трафик по оставшимся спутникам. По расчетам, благодаря этому группировка спутников сможет работать даже при выходе из строя более 50 процентов от составляющих ее аппаратов. «Сфера» — название российского проекта глобальной спутниковой системы связи, включающей не менее 600 небольших аппаратов на низкой околоземной орбите. Намерение создать систему было объявлено Роскосмосом в конце 2017 года. Кроме представления связи и раздачи интернета, они смогут делать снимки земной поверхности. Технически «Сфера» похожа на британский частный проект OneWeb, разрабатывающийся с 2014 года — с той только разницей, что тот планирует запустить не менее 880 спутников. И та, и другая система нацелены не на геостационарные орбиты, с которых работают нынешние спутники связи, в том числе и те, что раздают интернет, а на низкие околоземные. Геостационарная орбита в 36 000 километрах над планетой, поэтому интернет «с геостационара» имеют заметную задержку и для многих потребителей в принципе не пригоден (например, для онлайн-игр). OneWeb и начатая разработкой после него «Сфера» планируют размещать спутники в десятки раз ниже геостационарной орбиты, что минимизирует задержки, и позволит спутниковому интернету получить параметры, сравнимые с наземным. До некоторой степени аналогом «Сферы» является и проект глобальной спутниковой группировки Starlink, прорабатываемый компанией SpaceX с 2015 года. Ее спутники тоже будут размещать на низких орбитах, еще более низких, чем в российском и британском проектах. Однако в данном случае сходство отдаленное — Starlink, планирует использовать 12 000 спутников, что означает радикально иной уровень капиталовложений, и, как утверждается, высокую пропускную способность сети. Если «Сфера» и OneWeb планируют лишь дополнить существующие системы раздачи наземного интернета — в удаленных регионах, куда тяжело тянуть кабель — то Starlink, за счет более высокой пропускной способности, претендует на положение близкое к мировой монополии. Он намерен занять позиции лидирующего интернет-провайдера не только в удаленных регионах, но и, как минимум, в пригородах больших городов развитых стран. В отличие от «Сфера» и OneWeb, до сих прорабатывающих проекты спутниковых группировок, первые два тестовых спутника Starlink уже выведены в космос (в феврале 2018 года).
