Chiński system nawigacyjny „Beidou”. Czy Amerykanie będą musieli zrobić miejsce?
Chiński system nawigacji satelitarnej Beidou przygotowuje się do wyparcia amerykańskiego GPS na rynku światowym. Według stanu na wrzesień 2019 r. Chiny rozmieściły w przestrzeni kosmicznej 42 satelity nawigacyjne, z czego 34 są wykorzystywane zgodnie z ich przeznaczeniem. Biorąc pod uwagę wsparcie rosyjskiego systemu nawigacji satelitarnej GLONASS oraz problemy z europejskim systemem nawigacji Galileo, który w lipcu 2019 r. został wyłączony na kilka dni na kilka dni, to chiński system Beidou uznawany jest za jedyny system nawigacji będący w stanie rzucić wyzwanie Stany Zjednoczone.
Chiny zaczęły myśleć o własnym systemie nawigacji satelitarnej już w 1983 roku. Pierwszy eksperymentalny dowód koncepcji systemu, w którym wykorzystano tylko dwa satelity na orbitach geostacjonarnych, miał miejsce w 1989 roku. Pięć lat później, w 1994 r., rozpoczął się pierwszy etap wdrażania chińskiego systemu nawigacji satelitarnej, zwanego „Beidou”, przetłumaczonego z chińskiego jako „Północne Wiadro” (jak nazywa się w Chinach znaną konstelację Wielkiej Niedźwiedzicy). Rozwój systemu przebiegał stopniowo, pierwsza generacja satelitów Beidou-1 została uruchomiona w 2003 roku. Były tylko trzy satelity, wszystkie zostały już usunięte z orbity Ziemi. Kontynuacją eksperymentu na nowym poziomie technologicznym był system Beidou-1.
Drugi wdrożony system, Beidou-2, był już w pełni operacyjny, ale zapewniał jedynie pozycjonowanie regionalne. Głównym celem tego systemu satelitarnego było zapewnienie niezawodnego zasięgu całego terytorium ChRL, a także sąsiednich krajów azjatyckich. System był wdrażany w latach 2004-2012. W sumie w tym czasie Chiny wystrzeliły w przestrzeń kosmiczną 14 satelitów nawigacyjnych, z których każdy po pięć znajdował się na orbitach geostacjonarnych i nachylonych geosynchronicznych, a pozostałe cztery na orbitach średnich. Rozmieszczona konstelacja satelitów była kompatybilna z urządzeniami systemu Beidou-1. Dla Chin i chińskiego programu kosmicznego był to znaczący krok naprzód. Do końca 2012 roku kraj był w stanie zapewnić użytkownikom w regionie Azji i Pacyfiku dostęp do usług określania dokładnej lokalizacji, czasu, prędkości itp. Większość tych satelitów nadal działa.
Trzeci etap rozwoju chińskiego systemu nawigacji satelitarnej nazwano Beidou-3. System ten jest już pozycjonowany jako globalny. To właśnie Beidou-3 będzie bezpośrednio konkurować z amerykańskim systemem GPS, europejskim Galileo i rosyjskim systemem GLONASS. ChRL spodziewa się zakończyć wdrażanie systemu do 2020 r., wysyłając grupę 35 statków kosmicznych trzech typów. System Beidou-3 będzie składał się z 27 satelitów Beidou-M rozmieszczonych na średniej orbicie kołowej, pięć satelitów Beidou-G na orbicie geostacjonarnej i kolejne trzy satelity Beidou-IGSO zlokalizowane na geosynchronicznych, nachylonych wysokich orbitach.
Wymienione satelity zbudowane są na dwóch głównych platformach: DFH-3B (pracują na średniej orbicie okołoziemskiej), DFH-3/3B (pracują na orbicie geostacjonarnej i geosynchronicznej skośnej). Charakterystyczną cechą satelitów jest ich dość długa żywotność. Wysokiej jakości baza elementów pozwala pierwszemu pracować w kosmosie przez około 12 lat, drugiemu - aż do 15 lat. Warto zauważyć, że satelity Beidou-2, wystrzelone w przestrzeń kosmiczną w 2009 roku, obecnie nadal działają. Pod tym względem chińskie satelity przewyższają Glonass-M z aktywnym okresem użytkowania wynoszącym 7 lat i Glonass-K z aktywnym okresem użytkowania wynoszącym 10 lat. Jednocześnie od 2006 roku na orbicie znajduje się najstarszy działający rosyjski satelita GLONASS.
Już w 2015 roku powołano rosyjsko-chińską komisję w celu realizacji ważnego dla obu krajów projektu współpracy w dziedzinie nawigacji satelitarnej. Komitet został utworzony przez Roskosmos i Komisję ds. Chińskiego Systemu Nawigacji. Jednym z głównych kierunków prac komitetu jest zapewnienie kompatybilności i komplementarności systemów nawigacyjnych obu krajów, a także współpraca w zakresie stosowania technologii nawigacyjnych. Współpraca rosyjsko-chińska w tej kwestii wpisuje się w strategiczną interakcję między obydwoma państwami.
W dniach 28-30 sierpnia 2019 r. w stolicy Republiki Tatarstanu odbyło się regularne posiedzenie Rosyjsko-Chińskiego Komitetu ds. Nawigacji Satelitarnej. Spotkanie poświęcone było omówieniu różnych aspektów współdziałania krajowych systemów nawigacji satelitarnej GLONASS i BeiDou, o czym informuje oficjalna strona Roscosmos. Jednym z uczestników spotkania był Siergiej Rewniwych, zastępca dyrektora generalnego firmy Information Satellite Systems, produkującej rosyjskie satelity GLONASS. Uczestnicy grupy ds. zapewnienia komplementarności i kompatybilności obu systemów nawigacji przedstawili wyniki analizy, która potwierdziła kompatybilność częstotliwości radiowych sygnałów rosyjskiego systemu GLONASS i chińskiego BeiDou. Eksperci z obu krajów doszli do wniosku, że sygnały z dwóch systemów nawigacji satelitarnej mogą być wykorzystywane przez konsumentów rosyjskich i chińskich bez wzajemnej interferencji. Ponadto inżynierowie z obu krajów potwierdzili, że konstelacje satelitów BeiDou i GLONASS rozmieszczone na orbicie okołoziemskiej są kompatybilne. Niebezpieczeństwo kolizji rosyjskich i chińskich satelitów nawigacyjnych na orbicie okołoziemskiej zostało całkowicie wyeliminowane.
Warto także zaznaczyć, że w lipcu 2019 roku Duma Państwowa Federacji Rosyjskiej ratyfikowała porozumienie pomiędzy rządami obu krajów w zakresie współpracy i wykorzystania globalnych systemów nawigacji satelitarnej do celów pokojowych, wymiany doświadczeń w zakresie cywilne wykorzystanie systemów nawigacji satelitarnej, rozwój technologii nawigacji z wykorzystaniem systemów BeiDou i GLONASS. Samo porozumienie o współpracy w zakresie wykorzystania systemów nawigacji BeiDou i GLONASS zostało podpisane 7 listopada 2018 roku w stolicy Chin w ramach 23. zwyczajnego spotkania szefów rządów obu państw. Według wicepremiera rosyjskiego rządu Maksyma Akimowa do końca 2019 roku powinien zostać zatwierdzony dokument regulujący rozmieszczenie stacji pomiarowych w Rosji i Chinach.
Stacje pomiarowe obu systemów, które powinny pojawić się na terytorium Chin i Federacji Rosyjskiej, pozwolą na działanie systemów nawigacji satelitarnej na terytorium obu państw. Ratyfikowany przez Dumę Państwową Federacji Rosyjskiej dokument przewiduje także współpracę obu krajów w zakresie tworzenia i seryjnej produkcji sprzętu nawigacyjnego do użytku cywilnego z wykorzystaniem systemów Beidou i GLONASS. Odrębnie omówiono także proces opracowywania rosyjsko-chińskich standardów wykorzystania technologii nawigacyjnych wykorzystujących oba systemy. Na przykład standardy monitorowania i zarządzania przepływami transportowymi przekraczającymi granicę dwóch krajów. Według agencji Interfax mieszkańcy obu krajów otrzymają bezpłatnie dane nawigacyjne z systemów GLONASS i Beidou. Realizacja zawartych porozumień umożliwi użytkownikom z Chin korzystanie z usług Beidou w Rosji oraz korzystanie z usług nawigacji GLONASS w Chinach.
Chiny, które pretendują do miana jednego z największych mocarstw świata, a oficjalnie stały się już największą gospodarką świata, dużą wagę przywiązują do swojej rywalizacji ze Stanami Zjednoczonymi. Oczywiste jest, że rywalizacja ta będzie się nasilać w przestrzeni kosmicznej, gdzie ChRL realizuje dziś szereg ambitnych projektów, przyłączając się do nowej rasy księżycowej. Nie ma wątpliwości, że wkrótce będziemy świadkami konkurencji pomiędzy chińskim systemem nawigacji satelitarnej BeiDou a szeroko stosowanym na całym świecie amerykańskim systemem globalnego pozycjonowania GPS.
Prasa chińska już pisze, że system amerykański będzie musiał zrobić miejsce. Rzeczywiście, chiński system nawigacji jest nowszy, konstelacja orbit ChRL jest większa, a współpraca z Rosją w zakresie nawigacji satelitarnej sprawi, że chiński system będzie jeszcze dokładniejszy. Realna współpraca Rosji i Chin w dziedzinie nawigacji satelitarnej, jaką widzieliśmy w ostatnich latach, rzeczywiście stanie się wyzwaniem dla amerykańskiego systemu GPS, który od dawna nie ma praktycznie żadnej realnej konkurencji na rynku międzynarodowym. Europejski system satelitarny Galileo nie jest poważnie rozważany w Chinach, głównie ze względu na niedawną awarię na dużą skalę, która miała miejsce w lipcu 2019 r., kiedy wszystkie satelity systemu były nieczynne przez kilka dni, a użytkownicy nie mogli odbierać sygnału z statek kosmiczny. Tak naprawdę awaria Galileo na dużą skalę jest rzeczą bardzo nieprzyjemną, ale nie tak krytyczną jak możliwa awaria GPS czy GLONASS, ponieważ w przeciwieństwie do dwóch ostatnich europejski system nawigacji nie jest kontrolowany przez wojsko.
Jednocześnie jest mało prawdopodobne, aby Stany Zjednoczone oddały bez walki segment międzynarodowego rynku nawigacji satelitarnej. Waszyngton od dawna pracuje nad rozwojem swojego globalnego systemu pozycjonowania. 1 października 2019 r. służba prasowa amerykańskiego koncernu Raytheon wydała oświadczenie o zakończeniu procesu tworzenia systemu nawigacji satelitarnej i komunikacji GPS nowej generacji. Jak zauważa firma, premiera nowej generacji systemu powinna nastąpić w 2021 roku. Z komunikatu Raytheona wynika, że sprzęt i oprogramowanie nowego systemu zostały już opracowane i nosi on oznaczenie GPS OCX. Specjaliści firmy rozpoczęli fazę testów, a także integracji wdrożonego już systemu globalnego pozycjonowania ze sprzętem.
Informacje o systemie nawigacji satelitarnej BeiDou
Chiny zaczęły myśleć o własnym systemie nawigacji satelitarnej już w 1983 roku. Pierwszy eksperymentalny dowód koncepcji systemu, w którym wykorzystano tylko dwa satelity na orbitach geostacjonarnych, miał miejsce w 1989 roku. Pięć lat później, w 1994 r., rozpoczął się pierwszy etap wdrażania chińskiego systemu nawigacji satelitarnej, zwanego „Beidou”, przetłumaczonego z chińskiego jako „Północne Wiadro” (jak nazywa się w Chinach znaną konstelację Wielkiej Niedźwiedzicy). Rozwój systemu przebiegał stopniowo, pierwsza generacja satelitów Beidou-1 została uruchomiona w 2003 roku. Były tylko trzy satelity, wszystkie zostały już usunięte z orbity Ziemi. Kontynuacją eksperymentu na nowym poziomie technologicznym był system Beidou-1.
Drugi wdrożony system, Beidou-2, był już w pełni operacyjny, ale zapewniał jedynie pozycjonowanie regionalne. Głównym celem tego systemu satelitarnego było zapewnienie niezawodnego zasięgu całego terytorium ChRL, a także sąsiednich krajów azjatyckich. System był wdrażany w latach 2004-2012. W sumie w tym czasie Chiny wystrzeliły w przestrzeń kosmiczną 14 satelitów nawigacyjnych, z których każdy po pięć znajdował się na orbitach geostacjonarnych i nachylonych geosynchronicznych, a pozostałe cztery na orbitach średnich. Rozmieszczona konstelacja satelitów była kompatybilna z urządzeniami systemu Beidou-1. Dla Chin i chińskiego programu kosmicznego był to znaczący krok naprzód. Do końca 2012 roku kraj był w stanie zapewnić użytkownikom w regionie Azji i Pacyfiku dostęp do usług określania dokładnej lokalizacji, czasu, prędkości itp. Większość tych satelitów nadal działa.
Trzeci etap rozwoju chińskiego systemu nawigacji satelitarnej nazwano Beidou-3. System ten jest już pozycjonowany jako globalny. To właśnie Beidou-3 będzie bezpośrednio konkurować z amerykańskim systemem GPS, europejskim Galileo i rosyjskim systemem GLONASS. ChRL spodziewa się zakończyć wdrażanie systemu do 2020 r., wysyłając grupę 35 statków kosmicznych trzech typów. System Beidou-3 będzie składał się z 27 satelitów Beidou-M rozmieszczonych na średniej orbicie kołowej, pięć satelitów Beidou-G na orbicie geostacjonarnej i kolejne trzy satelity Beidou-IGSO zlokalizowane na geosynchronicznych, nachylonych wysokich orbitach.
Konstelacja satelitów BeiDou
Wymienione satelity zbudowane są na dwóch głównych platformach: DFH-3B (pracują na średniej orbicie okołoziemskiej), DFH-3/3B (pracują na orbicie geostacjonarnej i geosynchronicznej skośnej). Charakterystyczną cechą satelitów jest ich dość długa żywotność. Wysokiej jakości baza elementów pozwala pierwszemu pracować w kosmosie przez około 12 lat, drugiemu - aż do 15 lat. Warto zauważyć, że satelity Beidou-2, wystrzelone w przestrzeń kosmiczną w 2009 roku, obecnie nadal działają. Pod tym względem chińskie satelity przewyższają Glonass-M z aktywnym okresem użytkowania wynoszącym 7 lat i Glonass-K z aktywnym okresem użytkowania wynoszącym 10 lat. Jednocześnie od 2006 roku na orbicie znajduje się najstarszy działający rosyjski satelita GLONASS.
Beidou i GLONASS
Już w 2015 roku powołano rosyjsko-chińską komisję w celu realizacji ważnego dla obu krajów projektu współpracy w dziedzinie nawigacji satelitarnej. Komitet został utworzony przez Roskosmos i Komisję ds. Chińskiego Systemu Nawigacji. Jednym z głównych kierunków prac komitetu jest zapewnienie kompatybilności i komplementarności systemów nawigacyjnych obu krajów, a także współpraca w zakresie stosowania technologii nawigacyjnych. Współpraca rosyjsko-chińska w tej kwestii wpisuje się w strategiczną interakcję między obydwoma państwami.
W dniach 28-30 sierpnia 2019 r. w stolicy Republiki Tatarstanu odbyło się regularne posiedzenie Rosyjsko-Chińskiego Komitetu ds. Nawigacji Satelitarnej. Spotkanie poświęcone było omówieniu różnych aspektów współdziałania krajowych systemów nawigacji satelitarnej GLONASS i BeiDou, o czym informuje oficjalna strona Roscosmos. Jednym z uczestników spotkania był Siergiej Rewniwych, zastępca dyrektora generalnego firmy Information Satellite Systems, produkującej rosyjskie satelity GLONASS. Uczestnicy grupy ds. zapewnienia komplementarności i kompatybilności obu systemów nawigacji przedstawili wyniki analizy, która potwierdziła kompatybilność częstotliwości radiowych sygnałów rosyjskiego systemu GLONASS i chińskiego BeiDou. Eksperci z obu krajów doszli do wniosku, że sygnały z dwóch systemów nawigacji satelitarnej mogą być wykorzystywane przez konsumentów rosyjskich i chińskich bez wzajemnej interferencji. Ponadto inżynierowie z obu krajów potwierdzili, że konstelacje satelitów BeiDou i GLONASS rozmieszczone na orbicie okołoziemskiej są kompatybilne. Niebezpieczeństwo kolizji rosyjskich i chińskich satelitów nawigacyjnych na orbicie okołoziemskiej zostało całkowicie wyeliminowane.
Sonda kosmiczna Glonass-K
Warto także zaznaczyć, że w lipcu 2019 roku Duma Państwowa Federacji Rosyjskiej ratyfikowała porozumienie pomiędzy rządami obu krajów w zakresie współpracy i wykorzystania globalnych systemów nawigacji satelitarnej do celów pokojowych, wymiany doświadczeń w zakresie cywilne wykorzystanie systemów nawigacji satelitarnej, rozwój technologii nawigacji z wykorzystaniem systemów BeiDou i GLONASS. Samo porozumienie o współpracy w zakresie wykorzystania systemów nawigacji BeiDou i GLONASS zostało podpisane 7 listopada 2018 roku w stolicy Chin w ramach 23. zwyczajnego spotkania szefów rządów obu państw. Według wicepremiera rosyjskiego rządu Maksyma Akimowa do końca 2019 roku powinien zostać zatwierdzony dokument regulujący rozmieszczenie stacji pomiarowych w Rosji i Chinach.
Stacje pomiarowe obu systemów, które powinny pojawić się na terytorium Chin i Federacji Rosyjskiej, pozwolą na działanie systemów nawigacji satelitarnej na terytorium obu państw. Ratyfikowany przez Dumę Państwową Federacji Rosyjskiej dokument przewiduje także współpracę obu krajów w zakresie tworzenia i seryjnej produkcji sprzętu nawigacyjnego do użytku cywilnego z wykorzystaniem systemów Beidou i GLONASS. Odrębnie omówiono także proces opracowywania rosyjsko-chińskich standardów wykorzystania technologii nawigacyjnych wykorzystujących oba systemy. Na przykład standardy monitorowania i zarządzania przepływami transportowymi przekraczającymi granicę dwóch krajów. Według agencji Interfax mieszkańcy obu krajów otrzymają bezpłatnie dane nawigacyjne z systemów GLONASS i Beidou. Realizacja zawartych porozumień umożliwi użytkownikom z Chin korzystanie z usług Beidou w Rosji oraz korzystanie z usług nawigacji GLONASS w Chinach.
Perspektywy systemu Beidou
Chiny, które pretendują do miana jednego z największych mocarstw świata, a oficjalnie stały się już największą gospodarką świata, dużą wagę przywiązują do swojej rywalizacji ze Stanami Zjednoczonymi. Oczywiste jest, że rywalizacja ta będzie się nasilać w przestrzeni kosmicznej, gdzie ChRL realizuje dziś szereg ambitnych projektów, przyłączając się do nowej rasy księżycowej. Nie ma wątpliwości, że wkrótce będziemy świadkami konkurencji pomiędzy chińskim systemem nawigacji satelitarnej BeiDou a szeroko stosowanym na całym świecie amerykańskim systemem globalnego pozycjonowania GPS.
Prasa chińska już pisze, że system amerykański będzie musiał zrobić miejsce. Rzeczywiście, chiński system nawigacji jest nowszy, konstelacja orbit ChRL jest większa, a współpraca z Rosją w zakresie nawigacji satelitarnej sprawi, że chiński system będzie jeszcze dokładniejszy. Realna współpraca Rosji i Chin w dziedzinie nawigacji satelitarnej, jaką widzieliśmy w ostatnich latach, rzeczywiście stanie się wyzwaniem dla amerykańskiego systemu GPS, który od dawna nie ma praktycznie żadnej realnej konkurencji na rynku międzynarodowym. Europejski system satelitarny Galileo nie jest poważnie rozważany w Chinach, głównie ze względu na niedawną awarię na dużą skalę, która miała miejsce w lipcu 2019 r., kiedy wszystkie satelity systemu były nieczynne przez kilka dni, a użytkownicy nie mogli odbierać sygnału z statek kosmiczny. Tak naprawdę awaria Galileo na dużą skalę jest rzeczą bardzo nieprzyjemną, ale nie tak krytyczną jak możliwa awaria GPS czy GLONASS, ponieważ w przeciwieństwie do dwóch ostatnich europejski system nawigacji nie jest kontrolowany przez wojsko.
Jednocześnie jest mało prawdopodobne, aby Stany Zjednoczone oddały bez walki segment międzynarodowego rynku nawigacji satelitarnej. Waszyngton od dawna pracuje nad rozwojem swojego globalnego systemu pozycjonowania. 1 października 2019 r. służba prasowa amerykańskiego koncernu Raytheon wydała oświadczenie o zakończeniu procesu tworzenia systemu nawigacji satelitarnej i komunikacji GPS nowej generacji. Jak zauważa firma, premiera nowej generacji systemu powinna nastąpić w 2021 roku. Z komunikatu Raytheona wynika, że sprzęt i oprogramowanie nowego systemu zostały już opracowane i nosi on oznaczenie GPS OCX. Specjaliści firmy rozpoczęli fazę testów, a także integracji wdrożonego już systemu globalnego pozycjonowania ze sprzętem.
informacja