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.
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. —…
Космодром — это оборудованная в инженерном отношении территория, на которой размещены функционально увязанные между собой сооружения и технические средства, обеспечивающие прием с заводов-изготовителей и хранение элементов ракетно-космической техники, подготовку средств выведения и космических аппаратов и их пуск. При использовании многоразовых средств выведения на космодроме могут быть созданы ремонтно-профилактические позиции для обеспечения послеполетного обслуживания этих средств….
При создании космических средств (на этапах задания требований, изготовления космических средств, строительства объектов космической инфраструктуры,летных испытаний) должна создаваться и соответствующая им система эксплуатации. На заре создания и эксплуатации космической техники система эксплуатации не разрабатывалась каждый главный конструктор под создаваемую технику закладывал свою нормативную базу эксплуатации. Это предопределяло неупорядоченное функционирование системы эксплуатации космических средств (СЭ КСр)…
Носителями тяжелого класса из числа зарубежных стран располагают США, страны Европейского космического агентства (ЕКА) и Япония. Первые тяжелые носители были созданы американцами в 1964-1967 гг. для обеспечения лунной программы Apollo. Самый мощный из них Saturn-5 позволял выводить на околоземную орбиту высотой 500 км полезный груз массой около 120 т. С завершением программ Apollo и Skylab…
Китай эксплуатирует КА военного и двойного применения для связи, метеообеспечения, ДЗЗ, а также запускает экспериментальные КА, в том числе военные. Для управления этими КА предназначен многопунктный, организационно единый НКУ, эксплуатируемый Китайским объединением по запускам, слежению, телеметрии и управлению КА. Это объединение подчинено Комитету по оборонной науке, технике и оборонной промышленности (КОНТОП) Госсовета. В состав НКУ…
В конце 1970-х гг. в нашей стране и в США было начато решение задачи по разработке и развертыванию глобальных навигационных систем ГЛОНАСС и Navstar. B составе которых должны были функционировать 24 полноразмерных КА (21 основной + 3 резервных). Существенное увеличение числа КА в системе значительно усложнило решение задачи развертывания в установленные сроки. В 1990-е гг….
Важнейшей составной частью системы средств выведения являются разгонные блоки (РБ), называемые также межорбитальными буксирами. Разгонные блоки обеспечивают перемещение выводимых полезных грузов с орбиты на орбиту или направление их на отлетные и межпланетные траектории. Для этого РБ должны иметь возможность выполнять один или несколько маневров, связанных с изменением скорости полета, для чего в каждом случае предполагается…