Основные средства НКУ
Все средства НКУ можно подразделить по функциональному признаку на следующие основные группы:
-
средства центра управления полетом КА;
-
средства информационного обмена с КА;
-
средства связи и передачи данных (ССПД) между ЦУПом и другими элементами НКУ, а также между ЦУПом и внешними взаимодействующими комплексами;
-
средства системы единого времени.
Информационный обмен между НКУ и КА осуществляется по радиоканалам командно-измерительной (КИС) и телеметрической (ТМС) систем, радиолиниям обмена с КА целевой информацией, а также по радиоканалам космической системы ретрансляции. Наземные средства приема целевой информации могут не входить в состав НКУ и относиться к специальным комплексам передачи, приема и обработки целевой информации. Радиолинии КИС используются для передачи на КА КПИ, измерений навигационных параметров КА и обобщенного контроля состояния бортовых систем по информации, передаваемой в НКУ по обратному каналу КИС. По радиолинии ТМС передается с КА в НКУ детальная ТМ-информация о состоянии и функционировании бортовых систем КА.
В некоторых случаях в составе НКУ используются совмещенные радиолинии, обеспечивающие одновременную передачу нескольких видов информации, вплоть до единой радиолинии для всех видов информационного обмена между НКУ и КА. Совмещенные радиолинии позволяют свести к минимуму состав требуемой бортовой и наземной аппаратуры. Однако совмещение различных функций в одной радиолинии усложняет приемо-передающую аппаратуру и в ряде случаев не позволяет оптимизировать характеристики бортовых и наземных систем.
Главным элементом НКУ является ЦУП, из которого осуществляется круглосуточное автоматизированное управление полетом КА.
Анализ задач, решаемых ЦУПом, показывает, что при всем многообразии особенностей управления различными КА организационная структура ЦУПа должна включать следующие элементы:
-
командный пункт ЦУПа, обеспечивающий координацию работы всех его секторов, служб и комплексов;
-
сектор долгосрочного и оперативного планирования работы КА;
-
сектор комплексного анализа состояния и функционирования КА, расчета и формирования КПИ;
-
сектор навигационно-баллистического обеспечения управления полетом;
-
сектор телеметрического обеспечения управления полетом;
-
сектор отображения и предоставления информации;
-
сектор сопровождения программно-математического обеспечения (ПМО) комплекса средств автоматизации ЦУПа;
-
сектор обеспечения телефонной, телеграфной и телевизионной связи с экипажами пилотируемых космических комплексов;
-
служба организации связи и передачи данных НКУ.
В состав технических средств ЦУПа входят вычислительные комплексы с математическим обеспечением для автоматизированного решения задач управления КА, обработки ТМ-информации, НБО, формирования КПИ; узел связи; средства индивидуального и коллективного отображения, документирования и хранения информации. ССПД НКУ предназначены для обмена данными и обеспечения телефонной, телеграфной, телевизионной и факсимильной связи между элементами НКУ. В состав ССПД входят автоматизированные центры коммутации, модемы, каналообразующая и абонентская аппаратура, кабельные, проводные, волоконно-оптические, радиорелейные и спутниковые каналы связи, средства сопряжения различных подсистем связи.
Система единого времени (СЕВ) предназначена для временной синхронизации работы всех элементов НКУ. Она включает в себя центральный пункт СЕВ и местные пункты, расположенные в ЦУПе и на всех командно-измерительных пунктах (КИП). Центральный пункт является источником первичных сигналов СЕВ, образуемых на основе высокостабильных хронизаторов. Сигналы центрального пункта СЕВ с помощью средств связи передаются на местные пункты, где они используются для синхронизации местных эталонов частоты. Сигналы последних, в свою очередь, передаются на радиотехнические средства КИПа и осуществляют синхронизацию их работы. В настоящее время в составе пунктов СЕВ НКУ используются местные эталоны частоты на основе квантовых стандартов с относительной суточной нестабильностью 10-12 — 10-13.
Новые технологии, носящие революционный характер, существенным образом повлияют на облик, характеристики и стоимостные показатели орбитальных средств XXI в. Эксперты выделяют следующие основные направления, определяющие разработки перспективных КА: Бортовая обработка, источники питания, средства связи. Новые принципы использования КА, заключающиеся в оплате потребителями услуг только тогда, когда они ими пользуются, повлекли за собой необходимость создания бортовых средств…
В настоящее время в мире существует одна действующая многоразовая космическая система — американская Space Shuttle. Регулярные эксплуатационные запуски МТКС начались в ноябре 1982 г. По состоянию на 1 января 1999 г. осуществлено 93 полета, один из которых (двадцать пятый) завершился катастрофой МТКС с утратой орбитальной ступени (ОС) Challenger. МТКС Space Shuttle представляет собой двухступенчатую ракетную…
В настоящее время в ведущих ракетно-космических странах мира проводятся интенсивные работы по созданию перспективных средств выведения. Позади длительный, сорокалетний (1957-1997 гг.) период создания ракет-носителей на основе боевых ракет. Значительное числомодификаций базовых моделей, разработанных в отмеченный период, созданы путем модернизации отдельных элементов РН в рамках установленных компоновочных схем. Эволюционный период совершенствования РН завершается, потенциальные возможности старых…
Полеты человека в космос стали возможны благодаря созданию ракетно-космической техники и планомерным исследованиям в областях космических биологии и медицины — новых областях естествознания, изучающих особенности жизнедеятельности человека и других организмов при действии на них факторов космического пространства. Биологические исследования в процессе полетов ракет и первых искусственных спутников Земли открыли путь человеку в космос и во…
На настоящем этапе развития космических транспортных средств сложилась ситуация, когда возможности по совершенствованию химических ракетных двигателей традиционных типов (на основе стационарных или медленно протекающих рабочих процессов) практически полностью исчерпаны и ограничены незначительным улучшением энергомассовых характеристик, достигаемым, как правило, в ущерб надежности, безопасности и экологичности. Качественный скачок в развитии космических транспортных средств может быть достигнут путем…
Для управления космическими аппаратами различного назначения в Российской Федерации в основном используется наземный автоматизированный комплекс управления Минобороны. Кроме того, для управления некоторыми КА научного и социально-экономического назначения, обеспечения полетов КА пилотируемых программ и управления коммерческими КА используются комплексы и средства Росавиакосмоса, а также комплексы и средства ряда других государственных ведомств и коммерческих организаций. НАКУ МО…
Одновременная смена веков и тысячелетий — уникальный временной период,который характеризуется определяющими историческими поворотами в развитии человечества. Такова «магия» чисел. В это время подводятся итоги деятельности в областях знаний, определяющих прогресс человечества, и оцениваются перспективы их последующего развития. Не миновала сия участь и космонавтику. Бурное развитие космонавтики во второй половине XX в. значительно ускорило научно-технический прогресс….
В настоящее время рынок телекоммуникаций развивается весьма динамично — его объем в 1998 г. превысил 1 трлн дол. При этом объем космического сегмента рынка телекоммуникаций составил примерно 27 млрд дол., или 2,3 % от всего мирового рынка. Однако в течение 10 лет прогнозируется рост удельной доли космического сегмента до 6 %. Это означает, что среднегодовые…
В США средства управления КА военного и двойного назначения эксплуатируют МО, НАСА и Управление по исследованию атмосферы и океанов НОАА (NOAA) Министерства торговли. В США формальное разделение космической программы на гражданскую и военную произошло в начале 1960-х гг. К 1964 г. сформировался НКУ военной навигационной системы Transit. С запуском первых разведывательных КА типа Samos и…
Анализ развития РКТ зарубежных стран в течение 1970-1990-х гг. позволяет сделать следующие выводы. В США для КС связи и ретрансляции, навигации, системы раннего предупреждения о ракетном нападении и радиотехнической разведки созданы КА с расчетными сроками активного существования 7…10 лет (DSCS-2, DSCS-3, Leasat, Fleetsatcom, TDRSS, Navstar). Это позволяет развертывать космические системы в штатном составе на весь…