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.
Коммерческие средства дистанционного зондирования Земли из космоса только начинают свое развитие. Сельское хозяйство, региональное развитие, строительство, добывающая промышленность все шире используют данные ДЗЗ. Существующие космические средства ДЗЗ, такие как Spot, Landsat и т.п., не являются чисто коммерческими, несмотря на рыночные принципы распространения получаемой информации. Эти системы субсидируются государственными органами, так как на современном этапе их…
Национальный центр космических исследований КНЕС (CNES) ведет как гражданские, так и военные космические программы (во взаимодействии с МО). Создана военная система спутниковой связи Sirakus (1988 г.) на основе КА Telecom. С 1995 г. запускаются разведывательные КА Helios, созданные на базе КА Spot. Ведется разработка КА Helios-2 с участием других европейских стран. Продолжается эксплуатация КА ДЗЗ…
Впервые в истории ракетно-космической техники реализуется крупнейший международный проект — создание Международной космической станции. Ранее выполненные и реализуемые в настоящее время космические программы уступают проекту МКС по масштабу и объему задач, составу стран-участниц и организаций-соисполнителей, ответственности за решение вопросов надежности и безопасности в процессе создания и длительной эксплуатации МКС. Вопросам обеспечения надежности и безопасности уделялось…
Решение всей совокупности сложных конструкционных, схемотехнических и технологических задач при разработке, создании и эксплуатации космических средств невозможно без широкого развития и внедрения результатов космического материаловедения. При разработке космических средств требуются новые материалы, которые должны выдерживать нагрузки космических полетов (высокие температура и давление, вибрационные нагрузки на этапе выведения, низкие температуры космического пространства, глубокий вакуум, радиационное воздействие,…
В настоящее время все большее число государств приходит к пониманию важности использования космического пространства для решения задач национальной безопасности и социально-экономического прогресса и в связи с этим в тех или иных формах активизирует свою космическую деятельность. И хотя космический потенциал России позволяет говорить о ее полноправном месте в ряду ведущих космических держав, уже сегодня возникла…
Основу комплексов средств автоматизации (КСА) центров управления полетом КА и центров обработки информации, эксплуатируемых в НАКУ в 1990-х гг., составляли малопроизводительные вычислительные системы второго и третьего поколений, более 50 % которых многократно выработали установленный ресурс, устарел и морально и физически (ЭВМ серии СМ, М-222, ВК-2М45/46, «Эльбрус-1» и др.) Уровень автоматизации управления КА составлял 70-80%. Неудовлетворительное…
Космические средства выведения представляют собой сложные технические транспортные системы, предназначенные для доставки полезных нагрузок в космическое пространство на заданные орбиты. Все существующие космические средства выведения, а также средства, эксплуатация которых будет осуществляться в обозримой перспективе (25…30 лет), имеют в своей основе принцип реактивного движения. Первые сообщения о применении устройств, использующих этот принцип, появились в китайских…
Великобритания эксплуатирует военные КА связи Skynet, участвует в управлении КА связи НАТО. Великобритания считается крупнейшим в Европе (и вторым в мире) потребителем космической информации с разных КА многих стран и организаций. Результаты обработки данных (включая снимки с метео-КА и КА ДЗЗ), накопленные за ряд лет, могут использоваться в военных целях, например во время кризисных ситуаций….
Международное сотрудничество в области коммерческих космических программ в 1980-1990 гг. существенно расширилось. Вслед за организацией первых консорциумов Intelsat, Inmarsat последовало создание значительного числа всемирных и региональных систем и программ — Comsat, Landsat, Meteosat, Eutelsat, Panamsat, Asiasat, Iridium, GlobalStar и т.п. В 1998 г. начато создание Международной космической станции. Основные особенности этапа: значительное увеличение объема работ,…
Развитие средств выведения полезных грузов в космическое пространство (ракет-носителей) в нашей стране шло по нескольким направлениям. Первое направление, возникшее в 1957 г., связано с созданием ряда РН на базе межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7. Эта МБР была разработана в знаменитом ОКБ-1 (с 1966 г. — Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ), с 1974 г. —…