Радиосвязь в Арктике: история и современность

СНИЖЕНИЕ РИСКОВ И ЛИКВИДАЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЧС

РАДИОСВЯЗЬ В АРКТИКЕ: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ

В.В. Папырин, кандидат юридических наук; В.К. Сидоров.

Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России

Работа имеет познавательное значение, в ней представлены интересные данные о советском периоде освоения Арктики и, в частности, создании и использовании государственной системы коротковолновой связи. Интересны факты о становлении и развитии научной школы, оказавшей влияние на развитие отечественной радиопромышленности. Рассматривается состояние системы связи в настоящее время и перспективы развития современной телекоммуникационной инфраструктуры в Арктической зоне Российской Федерации.

Ключевые слова: радиосвязь, Арктика, короткие волны, средние волны, спутниковая связь, прохождение радиоволн, ионосфера

RADIO COMMUNICATION IN THE ARCTIC: HISTORY AND MODERNITY V.V. Papyrin; V.K. Sidorov.

Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia

The presented work has cognitive significance, it contains interesting data on the Soviet period of the development of the Arctic and in particular, the creation and use of the state system of HF communication. Interesting facts about the formation and development of a scientific school that has influenced the development of the domestic radio industry. The current state of the communication system and prospects for the development of modern telecommunications infrastructure in the Arctic zone of the Russian Federation are considered.

Keywords: radio communication, Arctic, short waves, medium waves, satellite communication, radio wave propagation, ionosphere

Освоение и развитие Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ) является сегодня одной из стратегической задач развития страны. При этом роль МЧС России, согласно принятой Правительством России Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации [1], заключается в создании комплексной системы природно-техногенной безопасности населения и территорий в АЗРФ. Для этого создаются 10 арктических комплексных аварийно-спасательных центров (АКАСЦ), пять из которых уже функционируют: Мурманский, Архангельский, Воркутинский, Нарьян-Марский и Дудинский АКАСЦ (рис. 1).

В соответствии с решением Коллегии МЧС России 2013 года утверждено что сеть АКАСЦ представляет собой 10 арктических комплексных аварийно-спасательных центров МЧС России, расположенных на материковой части от Архангельска до поселка Провидения Чукотского автономного округа Арктической зоны Российской Федерации.

Рис. 1. Схема размещения арктических комплексных аварийно-спасательных

центров МЧС России

Функции АКАСЦ заключаются в предупреждении и ликвидации последствий возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС), оказании помощи при несчастных случаях при дорожно-транспортных происшествиях, в местах охоты и рыбной ловли, спасении туристов и т.д. В связи с особенностями климата и географии, масштабностью и труднодоступностью территорий, для обеспечения эффективности деятельности спасательных формирований МЧС России важнейшим условием является надежная радиосвязь различных видов.

Постоянное повышение активности деятельности человека в арктическом регионе подтверждает особенности обеспечения его безопасности на этой территории. Суровые условия климатических особенностей региона, большие расстояния, отсутствие развитой инфраструктуры налагают на подразделения спасателей особые требования к их профессиональной подготовке и обеспечению современными средствами связи.

При всей масштабности АЗРФ инфраструктура развита точечно и слабо заселена, что особенно заметно в восточных областях Российской Федерации, где на многие сотни километров нет населенных пунктов. Это еще раз подтверждает жизненную необходимость отлаженной надежной связи.

Планомерное развитие радиосвязи в Арктике было начато в 30-х гг. прошлого столетия. Важность и необходимость радиосвязи в условиях почти полного отсутствия других видов связи была понята широкой общественностью Советского Союза достаточно четко и ясно. Ряд событий, за которыми следил весь мир, кампания по спасению челюскинцев, успешные экспедиционные рейсы ледоколов «Красин» и «Литке» и других судов, перелеты полярных летчиков, работа первого полярного радиоузла на острове Диксон, - убедительно доказали значительность именно коротковолнового вида связи.

К началу 1935 г. на 43 полярных станциях Советской Арктики было установлено оборудование коротковолновой (КВ) радиосвязи. К концу 1935 г. было открыто еще 14 новых полярных станций, а к концу второй пятилетки (1937 г.) количество полярных станций, обеспечивающих ледовые наблюдения и выполнение научно-исследовательских работ, было доведено до 89. Основной задачей всех полярных станций было обслуживание трассы Северного морского пути и особенно участков Новая Земля - остров Диксон, мыс Челюскин - бухта Нордвик, мыс Шмидта - мыс Уэлен и мыс Дежнева - мыс Наварин. Все станции были связаны между собой сетью КВ-радиосвязи.

Кроме полярных станций, расположенных непосредственно на побережье Северного Ледовитого океана и в прилегающих зонах, были организованы пункты связи в бассейнах рек Печора, Обь, Енисей. Они обслуживали в основном хозяйственные предприятия, оленеводческие совхозы, административно-хозяйственные центры и авиатрассы. Таким образом, к концу 30-х гг., вся сеть неподвижных КВ-радиостанций в Советской Арктике насчитывала более 200 пунктов. Также необходимо учитывать использование подвижных объектов связи (судовых, авиационных и экспедиционных), количество которых, например, в период навигации 1935 г. доходило до 100.

Обмен информацией в радиосетях тех лет рос также очень высокими темпами. И ежегодно увеличивался в 1,5-2 раза. Тогда он оценивался количеством переданных и принятых слов, что сегодня уже неактуально. Тем не менее объем обмена информацией увеличивался быстро вместе с ростом количества радиостанций и пунктов связи. В связи с этим назревала организация системы радиосвязи, которая должна была предотвратить образование «пробок» в продвижении корреспонденции.

До 1934 г. организация радиосвязи в радиосети строилась по схеме, когда каждый мог работать с каждым (рис. 2). Схема была достаточно сложной и, при увеличении количества радиостанций, должна была рано или поздно привести к перегрузкам. Поэтому радиослужба Главсевморпути уже в 1934 г., по директиве О.Ю. Шмидта (начальника Главсевморпути), стала применять узловой принцип построения радиосети (рис. 3). Были сформированы радиостанции третьего разряда (самые маломощные), которые группировались и прикреплялись по радиообмену к радиостанциям второго разряда. В свою очередь, радиостанции второгого разряда работали друг с другом и прикреплялись к радиоузлам, откуда получали всю основную информацию.

Рис. 2. Схема связи при работе в радиосети до 1934 г.

Радиоузлы обычно имели самые мощные радиостанции и располагались в крупных хозяйственных центрах.

Рис. 3. Узловая схема связи при работе в радиосети

В результате проведения вышеуказанных мероприятий, а также, исходя из перспектив развития Северного морского пути и хозяйственных нужд Советской Арктики, были организованы 12 районов радиосвязи (табл.).

В Москве и г. Якутске были сформированы два мощных радиоцентра с целью объединения всех районов с центральным руководящим органом в Москве. Якутский радиоцентр обеспечивал информацией станции восточных радиоузлов - Челюскин, Тикси, Колыма, Анадырь и Охотско-Колымский район, а также г. Владивосток как основную базу организации экспедиций и отправки судов в Арктику по западному направлению. Московский радиоцентр связал западные радиоузлы - Архангельск, Юшар, Диксон, Игарка, Красноярск, Омск, а также Мурманск как основную базу организации экспедиций и отправки судов в Арктику по восточному направлению. Эти два радиоцентра имели между собой телефонно-телеграфную радиосвязь и могли организовывать трансляцию радиоузлов в режиме реального времени. Таким образом, появилась возможность, например, иметь телефонную связь Москвы с Анадырем (через г. Якутск) или даже г. Мурманска (через Москву) с Владивостоком (через г. Якутск). И даже третьеразрядная радиостанция, например находящаяся на острове Врангеля, могла говорить с Москвой в обе стороны. Для середины 30-х гг. ХХ столетия это было большим достижением [2].

Основным поставщиком коротковолнового радиопередающего оборудования в то время был завод им. Коминтерна. В 1911 г. по инициативе Морского ведомства Российской империи на базе Кронштадтской мастерской изобретателя радио А.С. Попова было создано Радиотелеграфное депо Морского ведомства - первое российское государственное предприятие в области радиотехники. Оно было призвано, по словам И.К. Григоровича, занимавшего в то время пост морского министра, «совершенствовать и развивать наше русское изобретение». Первые годы деятельности Радиотелеграфного депо тесно связаны с именами выдающихся русских радиоинженеров: А.А. Петровского, В.П. Вологдина, М.В. Шулейкина, Н.Н. Циклинского и многих других. Благодаря их трудам Военно-Морской флот и армия России вступили в Первую мировую войну, будучи оснащенными современными средствами связи российского производства.

Таблица. Районы радиосвязи Главсевморпути

Наименование района Год создания Местоположение главного радиоузла Территория района

Анадырский 1935 г. Анадырь Восточнее меридиана, лежащего между мысом Шелагским и мысом Шмидта, до Берингова пролива и южнее

Колымский 1936 устье р. Колыма Восточнее острова Большой Ляховский, а южной границей 68 градус с.ш.

Тиксинский 1935 г. Тикси Восточнее 115 градуса в.д., а на юге -70,5 градус с.ш.

Якутский 1936 г. Якутск Материковая сеть Главсевморпути, примерно в границах Якутской республики

Челюскинский 1936 мыс Челюскин Восточнее 90 градуса в.д., а на юге -70,5 градус с.ш. В него вошли полуостров Таймыр с Хатангским нефтяным районом, острова Северной Земли и восточной части Карского моря

Диксонский 1934 о. Диксон Восточнее 68 градуса в.д., а на юге -70,5 градус с.ш., но с присоединением к этому району северной половины северной части Новой Земли

Игарский 1936 п. Игарка Между 68 и 110 градусами в.д., а на юге -65 градус с.ш.

Юшарский 1936 п. Амдерма Объединил радиостанции Новой Земли и промышленных пунктов Вайгачского комбината

Красноярский 1936 г. Красноярск Объединил радиостанции Красноярского территориального управления и Енисейской авиалинии

Омский 1935 г. Омск Объединил радиостанции Омского территориального управления и Омской авиалинии

Архангельский 1935 г. Архангельск Объединил радиостанции оленеводческих совхозов Кольского полуострова и Печорского бассейна, а также Радиостанций островов Земли Франца-Иосифа и Шпицбергена

Охотско-Колымский 1937 Объединил участки побережья Охотского моря (авиатрассы) и Южной Колымы

За годы существования на предприятии сформировалась авторитетная научная школа, оказавшая существенное влияние на развитие отечественной радиопромышленности. Здесь работали лучшие технические специалисты своего времени, в том числе М.М. Бонч-Бруевич, А.А. Расплетин, Ю.А. Нефедьев, Н.Н. Пальмов, А.Л. Минц, Б.В. Брауде, А.И. Лебедев-Карманов и др. В советский период предприятие как головной институт НПО им. Коминтерна было одним из основных разработчиков и изготовителей аппаратуры связи для армии, флота, других силовых ведомств и правительственных заказчиков.

Перед заводом им. Коминтерна ставились задачи по разработке и внедрению в сжатые сроки технологий надежной радиосвязи для работы в условиях Крайнего Севера, отвечающих мировым стандартам. Эти задачи были выполнены: к 1930 г. были разработаны, произведены и установлены 50 береговых и более 250 судовых радиостанций; началось использование коротких волн для связи с судами на больших расстояниях. Начиная с 1933 г. все советские суда дальнего плавания оснащались КВ-радиостанциями производства завода им. Коминтерна.

На архипелаге Шпицберген в 1933 г. была смонтирована мощная 100 кВт КВ-радиостанция для связи с Большой землей Государственного предприятия «Арктикуголь» - первая в Арктике радиостанция такой мощности.

Тогда же была поставлена весьма ответственная задача разработки радиоаппаратуры для единой системы перевооружения флота («Блокада-1»). За три года была создана совершенно новая радиоаппаратура (семь типов передатчиков и пять типов приемников для кораблей различного класса), находившаяся на очень высоком для своего времени техническом уровне. Создание систем радиовооружения кораблей «Блокада-1» и «Блокада-2» впоследствии позволило успешно управлять военно-морскими силами во время Великой Отечественной войны, в том числе на Северном флоте и при проводке полярных конвоев с грузами по ленд-лизу.

Усилиями многих отечественных предприятий и научных институтов, включая ОАО «РИМР», в СССР (с конца 30-х гг. и к середине 70-х гг.) была создана разветвленная сеть КВ-радиосвязи по всей стране, включая Советское Заполярье. На Крайнем Севере работали мощные КВ-передатчики производства НПО им. Коминтерна, обеспечивавшие надежную связь Арктики с Большой землей. Все гидрометеорологические станции Заполярья имели свои КВ-передатчики, существовала отлаженная система КВ-радиосвязи, обеспечивавшая проход судов по Северному морскому пути. КВ-радиосвязью поддерживалась безопасность и нормальная работа многочисленных геологических и полярных экспедиций.

Таким образом, сложилась и успешно функционировала государственная система КВ-радиосвязи, и Советский Союз тратил немалые средства на поддержание ее в рабочем состоянии, на ее планомерную модернизацию и техническое переоснащение.

В настоящее время сохранилась и используется ведомственная КВ-радиосвязь Министерства обороны, пограничной службы и других силовых ведомств, МЧС России, РЖД, ФГУП «ОрВД», Росгидромета и пр. При этом каждое ведомство, объективно заинтересованное в развитии надежных средств радиосвязи, вынуждено самостоятельно создавать и поддерживать собственные КВ-сети, которые не являются сетями общего пользования и не скоординированы между собой. В то же время почти 70 % территории России составляют удаленные труднодоступные и малонаселенные районы, нуждающиеся в современной телекоммуникационной инфраструктуре.

В сложившихся современных условиях самым надежным видом связи, безусловно, является спутниковая связь. На сегодняшний день услуги спутниковой связи, в том числе в арктическом регионе, предоставляют провайдеры «Иридиум» и INMARSAT. Однако высокая стоимость предоставляемых услуг связи не позволяет использовать их повсеместно и в больших объемах. Второй серьезной причиной отказа от глобального использования услуг спутниковой связи западных провайдеров является сложившаяся в настоящее время мировая геополитическая обстановка. Политика санкций западных государств в адрес Российской Федерации может помешать планомерному развитию АЗРФ в ближайшей перспективе.

Волоконно-оптические линии с учетом специфики Арктики: сурового климата, огромных расстояний, малой плотности населения и очагового характера хозяйственной деятельности - не могут применяться повсеместно.

В лучшем случае - это вариант оснащения потребителей волоконно-оптическими линиями внутри поселков и городов.

Между тем существуют регионы (в Арктике, на севере Сибири и в Якутии, на Дальнем Востоке), где множество населенных пунктов сегодня не имеют никакой связи, кроме фельдъегерской.

Востребованность КВ-радиосвязи с учетом поставленных задач освоения арктического региона очевидна. Так складывается, что России, спустя 80 лет после начала масштабного освоения Арктики, приходится «развивать и осваивать» ее заново.

Понадобилось более 20 лет на осознание значения единой государственной сети КВ-радиосвязи для решения национальных стратегических задач на Крайнем Севере.

Современная цифровая КВ-радиосвязь в условиях Крайнего Севера отличается такими достоинствами, как надежность и устойчивость, высокая защищенность информации и высокая пропускная способность, мобильность и доступность. Качество связи (передачи речи, графической и текстовой информации) хорошее. Нельзя не отметить и очевидную экономическую эффективность построения сети КВ-радиосвязи в сравнении с другими видами связи, где требуются значительные затраты на создание инфраструктуры.

Развитию этого вида связи в России сегодня уделяется незаслуженно мало внимания, в то время как, например, в США существует национальная сеть КВ-радиосвязи, в которую входят более 1 000 приемных и передающих радиоцентров гражданских и силовых ведомств на территории страны. Кроме того, действует Глобальная КВ-система связи США (High Frequency Global Communication System), обеспечивающая управление всеми структурами вооруженных сил США в любом районе мира [3].

КВ-радиосвязь в настоящее время используется в качестве резервной в системе мирового гражданского морского флота, однако в Вооруженных Силах Российской Федерации является одним из основных видов связи. При всех ее преимуществах, она обеспечивает обмен информацией на средних, длинных и сверхдлинных трассах от нескольких сотен до нескольких тысяч километров. Однако на ближних расстояниях КВ-радиосвязь не может быть использована по причине наличия так называемых «мертвых зон», участков, которые «перепрыгивает» ионосферная волна и, уже, не достает земная. Обычно это расстояния от 50 до 200-300 км.

Ультракоротковолновая радиосвязь (УКВ) обеспечивает обмен информацией на ближних расстояниях, дальность ее сильно зависит от рельефа местности. Обычно это не более 25-30 км.

Еще одной серьезной проблемой арктического региона с точки зрения обеспечения устойчивой радиосвязи является близость электромагнитной шапки Земли или, другими словами, - северного и южного полюсов Земли. Именно они больше всего подвержены влиянию магнитных возмущений на Солнце. Магнитные бури вызывают более сильную ионизацию ионосферы в приполярных регионах, чем в средних широтах. В такие периоды времени отражающие слои ионосферы уже будут не отражать, а поглощать радиоволны. В связи с этим радиосвязь на КВ-диапазонах может отсутствовать от нескольких дней до недели.

Средние волны гораздо меньше подвержены зависимости от влияния магнитных бурь на атмосферу Земли. Именно эта их особенность позволяет, в перспективе, использовать средневолновую радиосвязь в Арктике.

В настоящее время средние волны используются в речной и морской радиосвязи для обеспечения безопасности, в авиации для привода воздушных судов, а также в индустрии радиовещания. Опыт использования средневолнового оборудования для организации радиосвязи с мобильными объектами отсутствует по причине отсутствия самого оборудования средневолновой радиосвязи малой мощности (до 100 ватт).

В марте-апреле 2016 г., под руководством почетного полярника России В.А. Чукова, состоялась полярная экспедиция-автопробег «Великий Северный путь 2016», в которой принимал участие спасатель Арктического спасательного научно-учебного центра «Вытегра» И.В. Кокин. Постоянные эксперименты с разными видами радиосвязи в ходе проведения экспедиции подтвердили надежность УКВ-радиосвязи на ближних расстояниях и КВ-радиосвязи на дальних и частично средних расстояниях. Проблемной была зона радиосвязи на участках протяженностью от 20 до 300 км. Кроме этого, серьезную проблему представляла близость полярной магнитной шапки Земли, которая в периоды ее магнитных возмущений, связанных с активной деятельностью Солнца, очень часто полностью блокировала возможность проведения радиосвязи на КВ-диапазонах [4].

В тяжелых климато-географических условиях жизнедеятельности населения в арктическом регионе радиосвязь диапазона средних волн может стать одним из возможных каналов обмена информацией как на ближних, так и на средних расстояниях до 200-300 км [5].

Создаваемым в арктическом регионе АКАСЦ требуется надёжная и постоянная связь для выполнения поставленных задач по обеспечению поисково- и аварийно-спасательных работ. Зоны ответственности арктических спасательных центров очень часто не совпадают с административным делением, да и в самих административных субъектах существуют свои спасательные подразделения. Поэтому, с целью предотвращения дублирования, для АКАСЦ выделяются территории в соответствии с физической оперативной возможностью обеспечения на них режима безопасности жизнедеятельности населения. Однако именно на таких удаленных территориях, как указывалось выше, обычно отсутствует любая связь, за исключением спутниковой. Именно там могут происходить такие ситуации, когда спасать будет необходимо уже самих спасателей. И здесь востребованность связи возрастает в разы.

Литература

1. Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года. URL: http://govemment.ru/info/18360/ (дата обращения: 23.04.2018).

2. Воробьев А.В. Организация радиосвязи в Арктике // Советская Арктика. 1935. № 3 (октябрь). С. 37-41.

3. Кильдишева О.Э. ОАО «РИМР»: опыт и инновации на службу государству. URL: http://www.computer-museum.ru/articles/predpriyatiya-i-firmy/227/ (дата обращения: 23.04.2018).

4. Великий Северный путь 2016: Отчет о НИР (заключительный) / рук. С.Г. Рекунов. СПб., 2016. 49 с.

5. Протокол натурных испытаний дальности радиосвязи в средневолновом диапазоне частот на реальной радиотрассе. Воркута, 2017.

References

1. Strategiya razvitiya Arkticheskoj zony Rossijskoj Federacii i obespecheniya nacional'noj bezopasnosti na period do 2020 goda. URL: http://government.ru/info/18360/ (data obrashcheniya: 23.04.2018).

2. Vorob'ev A.V. Organizaciya radiosvyazi v Arktike // Sovetskaya Arktika. 1935. № 3 (oktyabr'). S. 37-41.

3. Kil'disheva O.Eh. OAO «RIMR»: opyt i innovacii na sluzhbu gosudarstvu. URL: http://www.computer-museum.ru/articles/predpriyatiya-i-firmy/227/ (data obrashcheniya: 23.04.2018).

4. Velikij Severnyj put' 2016: Otchet o NIR (zaklyuchitel'nyj) / ruk. S.G. Rekunov. SPb., 2016. 49 s.

5. Protokol naturnyh ispytanij dal'nosti radiosvyazi v srednevolnovom diapazone chastot na real'noj radiotrasse. Vorkuta, 2017.