Научная статья на тему 'ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПЫТА РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ СВЯЗИ СО СТАНЦИЕЙ "МИР" И КОРАБЛЕМ "БУРАН" ДЛЯ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ'

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПЫТА РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ СВЯЗИ СО СТАНЦИЕЙ "МИР" И КОРАБЛЕМ "БУРАН" ДЛЯ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
133
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОРБИТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС "МИР" / БОРТОВОЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС / КОМПЛЕКС СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ "АНТАРЕС" / НАЗЕМНЫЙ КОМПЛЕКС УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ / ОРБИТАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ / ОРБИТАЛЬНЫЙ КОРАБЛЬ "БУРАН" / СИСТЕМА СВЯЗИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ / ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Вишнеков Владлен Егорович, Кравец Вадим Георгиевич

В статье изложены новаторские технические решения по бортовому радиотехническому и наземному комплексам управления полетом долговременной орбитальной станции «Мир» и орбитального корабля «Буран», а также их развитие в современных аналогичных системах Российского сегмента Международной космической станции (МКС) и во взаимодействующих с МКС пилотируемых и транспортных кораблях «Союз-МС» и «Прогресс-МС».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Вишнеков Владлен Егорович, Кравец Вадим Георгиевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PROSPECTS FOR USING THE EXPERIENCE IN DEVELOPMENT AND OPERATION OF THE SYSTEM FOR COMMUNICATIONS WITH MIR SPACE STATION AND BURAN ORBITER ON THE RUSSIAN SEGMENT OF THE INTERNATIONAL SPACE STATION

The paper presents innovative engineering solutions for the onboard radio system and the ground system for controlling the mission of the long-duration orbital station MIR and BURAN orbiter and their further development in the present-day similar systems on the Russian Segment of the International Space Station (ISS) and in manned spacecraft SOYUZ-MS and unmanned cargo spacecraft PROGRESS-MS.

Текст научной работы на тему «ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПЫТА РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ СВЯЗИ СО СТАНЦИЕЙ "МИР" И КОРАБЛЕМ "БУРАН" ДЛЯ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ»

УДК: 629.786.2.04/06.001.5:621.396.334

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПЫТА РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ СВЯЗИ СО СТАНЦИЕЙ «МИР» И КОРАБЛЕМ «БУРАН»

ДЛЯ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ © 2013 г. Вишнеков В.Е., Кравец В.Г.

ОАО «Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва» (РКК «Энергия») Ул. Ленина, 4А, г. Королёв, Московская область, Россия, 141070, e-mail: [email protected]

В статье изложены новаторские технические решения по бортовому радиотехническому и наземному комплексам управления полетом долговременной орбитальной станции «Мир» и орбитального корабля «Буран», а также их развитие в современных аналогичных системах Российского сегмента Международной космической станции (МКС) и во взаимодействующих с МКС пилотируемых и транспортных кораблях «Союз-МС» и «Прогресс-МС».

Ключевые слова: бортовой радиотехнический комплекс, наземный комплекс управления полетом, орбитальная станция, орбитальный комплекс «Мир», орбитальный корабль «Буран», система связи и передачи данных, спутниковая система контроля и управления, центр управления полетом, комплекс спутниковой связи «Антарес», спутник-ретранслятор «Альтаир».

PROSPECTS FOR USING THE EXPERIENCE IN DEVELOPMENT AND OPERATION OF THE SYSTEM FOR COMMUNICATIONS WITH MIR SPACE STATION

AND BURAN ORBITER ON THE RUSSIAN SEGMENT OF THE INTERNATIONAL SPACE STATION Vishnekov V.Y., Kravets V.G.

S.P. Korolev Rocket and Space Public ^rporation Energia (RSC Energia) 4A Lenin Street, Korolev, Moscow region, 141070, Russia, e-mail:[email protected]

The paper presents innovative engineering solutions for the onboard radio system and the ground system for controlling the mission of the long-duration orbital station MIR and BURAN orbiter and their further development in the present-day similar systems on the Russian Segment of the International Space Station (ISS) and in manned spacecraft SOYUZ-MS and unmanned cargo spacecraft PROGRESS-MS.

Key words: onboard radio system, ground system for mission control, orbital station, orbital complex MIR, BURAN Orbiter, Russian Segment of the International Space Station, communications and data transmission system, satellite system for monitoring and control, mission control center, long-term orbital station MIR, satellite communications system Antares, relay satellite Altair.

ВИШНЕКОВ В.Е.

КРАВЕЦ В.Г.

ВИШНЕКОВ Владлен Егорович e-mail: [email protected] VISHNEKOV Vladlen Yegorovich —

- главный специалист РКК «Энергия», Chief Specialist at RSC Energia

КРАВЕЦ Вадим Георгиевич -e-mail: [email protected] KRAVETS Vadim Georgievich Energia

дтн, профессор, главный специалист РКК «Энергия», - Doctor of Science (Engineering), Professor, Chief Specialist at RSC

Опыт эксплуатации орбитальных станций (ОС) «Салют» показал недостаточную эффективность использования для целей управления и связи только наземных станций комплекса управления (НКУ) из-за малой длительности сеансов связи и невозможности обеспечения радиосвязи при нахождении ОС вне поля зрения НКУ. Коэффициент глобальности связи Кгс, как отношение возможного времени связи с ОС к общему времени полета, при использовании только наземных станций слежения не превышал 0,15. Это в ряде случаев не позволяло вовремя обнаружить и ликвидировать нештатные и даже аварийные ситуации.

При проектировании долговременной ОС «Мир» и орбитального корабля (ОК) «Буран» для существенного расширения возможности связи было признано необходимым создать спутниковую систему связи, контроля и управления (ССКУ) на основе спутников-ретрансляторов (СР), пунктов ретрансляции (ПР) и соответствующей бортовой радиоаппаратуры. Такая система была создана и успешно использовалась при управлении полетом во время эксплуатации ОС «Мир» и при первом полете ОК «Буран».

Спутник-ретранслятор «Альтаир»

Станция «Мир» создавалась как многоцелевая научная лаборатория с многократной сменой экипажа и передачей на Землю значительных потоков информации и, естественно, требовалось радикально изменить используемое при эксплуатации ОС «Салют» информационное взаимодействие долговре-

менных ОС с центром управления и получения информации.

Решением данной проблемы явилось использование для связи с ОС спутников-ретрансляторов, находящихся на геостационарной орбите (ГСО) и обеспечивающих зону с Кгс не ниже 0,4 уже при одном СР. Одним из первых специализированных СР, позволяющих обеспечивать ретрансляцию узкополосной управляющей и голосовой информации, широкополосной телевизионной, научной и телеметрической информации, стал СР «Альтаир», выведенный на ГСО в начале 1986 г. [1]. В проектной разработке СР «Альтаир» участвовали РКК «Энергия» и Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения (РНИИ КП). Планировалось вывести на ГСО три СР «Альтаир» и создать два наземных ПР: первый — на НИП-14 (г. Щелково Московской области), а второй — на Камчатке. Практически на ГСО были выведены два СР «Альтаир» с точками стояния 95° в.д. и 16° з.д., а пункт ретрансляции был создан только на НИП-14. При двух СР в составе ССКУ достигался Кгс > 0,75.

СР «Альтаир» обеспечивал работу в сантиметровом ^-диапазоне с системой «Антарес» ОС «Мир» и в дециметровом ^-диапазоне с системой дециметрового диапазона (СДД) ОК «Буран». Частотный Л'м-диапазон соответствует международному Регламенту радиосвязи, а ^-диапазон — не соответствует, но был выбран из-за преемственности с ранее разработанными системами типа «Квант» СДД, работающими с наземными станциями управления полетом.

Комплекс «Антарес»

При выборе диапазона частот для О К «Мир» рассматривался вариант построения бортовой системы ретрансляции с остронаправленной антенной (ОНА) как в дециметровом ^-диапазоне, так и сантиметровом Км-диапазоне. В конечном счете с учетом габаритных характеристик был принят вариант построения специализированного комплекса «Антарес» в сантиметровом Км-диапазоне [2].

Комплекс «Антарес» сантиметрового диапазона был разработан РНИИ КП по техническому заданию НПО «Энергия».

Приемо-передающее антенно-фидерное устройство (АФУ) сантиметрового диапазона в составе бортового радиотехнического комплекса (БРТК) ОС «Мир» было разработано РКК «Энергия». В состав АФУ входили:

• приемо-передающая ОНА точного радиопеленга;

• антенна грубого радиопеленга;

• малонаправленная антенна радиомаяка.

Антенны были объединены в специальный

антенно-приборный блок (АПБ) (рис. 1). Наведение антенны на СР осуществлялось двухстепенным шаговым приводом с погрешностью наведения 20'.

Рис. 1. Остронаправленная антенна бортового радиотехнического комплекса орбитальной станции «Мир» комплекса «Антарес»

Комплекс «Антарес» должен был работать в двух основных режимах:

• в режиме радиопеленгации при наведении ОНА на СР;

• в режиме приемо-передачи информации после окончания процесса наведения ОНА на СР и включения сеанса связи.

Для обеспечения режима радиопеленгации в комплексе «Антарес» предусматривались два отдельных канала:

• канал грубого пеленга;

• канал точного пеленга.

В режиме приемо-передачи информации комплекс должен был осуществлять прием следующих видов информации:

• командно-программной информации (КПИ);

• телефонного сигнала (ТЛФ);

• телевизионного сигнала черно-белого изображения (ТВ);

• совмещенных видов информации КПИ + ТЛФ; ТВ + ТЛФ;

и передачу следующих видов информации:

• телевизионного сигнала черно-белого и цветного изображения в структуре полного динамического диапазона совместно с телефонным сигналом или черно-белого телевизионного сигнала без ТЛФ (ТВ+СД);

• телеметрического сигнала, совмещенного с ТВ, ТЛФ, квитированием КПИ или сигналом «Сверка времени»;

• научного телеметрического сигнала 6 МБод;

• монохроматического сигнала в режиме «Несущая»;

• телевизионного сигнала цветного изображения в структуре SECAM совместно с телефонным сигналом через блок сопряжения источников видеосигналов и звукового сопровождения.

В результате проработки возможностей взаимного наведения ОНА и СР, компоновки и обеспечения теплового режима аппаратуры сантиметрового диапазона, были приняты определенные принципы построения радиоканала.

С учетом необходимости обеспечения требуемых энергетических характеристик, определяемых в первую очередь полосой передаваемого сигнала (т. е. в основном телевизионного видеосигнала с полосой частот до 6 МГц), антенная система выполнена с использованием ОНА с шириной диаграммы направленности 60'. Наведение такой антенны на СР при точности программного наведения ОС системой управления движением (СУД) 4° не представляется возможным. Поэтому было принято решение реализовать наведение антенны на СР с использованием двухступенчатого пеленгатора.

Первая ступень — канал грубого пеленга, использующий параболическую антенну с диаметром 0,27 м, коэффициентом усиления 28,5 дБ и обеспечивающую захват сигнала в зоне 4°, т. е. точность программного наведения от СУД, и приведение в зону 40'.

Вторая ступень — канал точного пеленга, использующий параболическую антенну с диаметром 1,2 м, коэффициентом усиления 41,5 дБ и обеспечивающую захват сигнала в зоне 40' и приведение антенны на линию визирования ОНА-СР с погрешностью 25'.

Для обеспечения наведения ОНА на СР пеленгатор комплекса «Антарес» выдает в СУД информацию, соответствующую отклонению

оси ОНА от линии визирования ОК «Мир» -СР «Альтаир» по двум углам.

Общее потребление бортовой аппаратуры системы «Антарес» по цепям питания составляет 800 Вт.

При выборе частотного диапазона аппаратуры ретрансляции СР-ПР были разработаны бортовая (для СР) и наземная (для ПР) аппаратуры Хм-диапазона:

• для линии ПР-СР в диапазоне 15 ГГц;

• для линии СР-ПР в диапазоне 13 ГГц.

Схема связи ОС «Мир» с Центром управления полетами (ЦУП) (г. Королев Московской области) на орбитальном участке полета через ССКУ с СР «Альтаир» приведена на рис. 2.

Рис. 2. Схема связи орбитального корабля «Мир» с ЦУП на орбитальном участке полета через спутниковую систему связи, контроля и управления

Заключительные проверки системы «Антарес» на космодроме

Основной задачей после отработки комплекса «Антарес» и АФУ в безэховой камере и контрольно-испытательной станции (КИС) РКК «Энергия» была организация наземной проверки сквозного тракта передачи информации со станции «Мир» через СР в ЦУП [3]. С этой целью на техническом комплексе (ТК) космодрома Байконур была проведена отработка наведения ОНА на СР «Альтаир», находящийся на ГСО в точке стояния 95° в.д., и

информационного канала связи с ЦУП. Для проведения отработки по проверке канала связи на ТК был изготовлен специальный железнодорожный вагон, в который загружался базовый блок ОС, при этом ОНА раскрывалась в штатное положение с механизмом обезве-шивания и была закрыта радиопроницаемым материалом. Были специально изготовлены и проложены наземные электрические связи для обеспечения работ при вывозе вагона из мон-тажно-испытательного корпуса (МИК) на площадку № 2 космодрома в зону радиовидимости СР «Альтаир». В вагоне было смонтировано

оборудование комплекса проверочной аппаратуры (КПА) «Антарес». После вывоза вагона из МИК антенна выставлялась с помощью приводов по целеуказаниям на линию визирования ОНА-СР. В сеансах связи на вывозе определялись точностные и энергетические характеристики системы «Антарес» и ОНА. В работе участвовали ЦУП-М (г. Королев) и ПР (г. Щелково).

На базовом блоке ОК была задействована аппаратура «Квант-В», через которую осуществлялось управление системами ОС. Команды выдавались с КПА по открытому каналу через антенны, установленные на МИК.

По результатам полигонного эксперимента были сделаны следующие выводы:

• энергетические характеристики системы «Антарес» и ОНА соответствуют требованиям техзадания (ТЗ) и имеют запас 4-5 дБ;

• точностные характеристики системы «Антарес» и ОНА достаточно высокие и соответствуют требованиям ТЗ;

• оценка качества принятой информации соответствует требованиям инструкций по эксплуатации системы.

Особо отметим, что такие комплексные наземные испытания делались впервые. Этот опыт был в последующем использован на ОК «Буран» для проверки его системы связи.

Основные результаты создания и эксплуатации спутниковой связи для управления полетом орбитальной станции «Мир»

Эксплуатация комплекса ССКУ для управления полетом ОС «Мир» на базе использования двух СР «Альтаир» и одного ПР (на НИП-14) позволила довести время радиоконтакта с ОС до 75% полетного времени (Кгс = 0,75).

За время эксплуатации комплекс спутниковой связи «Антарес» полностью обеспечил выполнение программы полета ОС «Мир». Благодаря разработанному комплексу «Антарес» получены следующие основные достижения:

• при выборе частотного диапазона разработана аппаратура ретрансляции в соответствии с международными требованиями в Лм-диапазоне рабочих длин волн прямой и обратной радиолиний (прямой канал — 13 ГГц, обратный канал — 15 ГГц);

• обеспечена дуплексная передача телевизионного сигнала, что позволило организовать двухсторонние рабочие видеоконференции и видеовстречи экипажа с семьями (из ЦУП);

• обеспечена передача широкополосной научной информации со скоростью до 6 МБод;

• комплекс является многофункциональным, т. е. может одновременно передавать и принимать несколько видов информации;

• разработано двухступенчатое пелен-гационное устройство грубого (> 40') и точного (> 25') наведения для вхождения в связь с СР с точностью наведения относительно линии визирования > 25' (для передачи высококачественного цветного ТВ-сигнала);

• комплекс содержал собственные радиоканалы управления системами ОС «Мир» по разовым командам, имея непосредственную связь с системой управления бортовым комплексом и бортовым цифровым вычислительным комплексом ОС независимо от аппаратуры «Квант-В» в составе БРТК, работающей непосредственно с наземными станциями;

• было обеспечено функционирование бортовых приборов комплекса, включая расположенные в ОНА, в течение 15-летнего существования станции «Мир» (при расчетной надежности 3 года) за счет многоразового использования приборов, которые доставлялись на Землю, ремонтировались и снова возвращались на станцию с помощью российских грузовых и транспортных кораблей, а позднее — и кораблей «Шаттл».

Обеспечение связи при полете орбитального корабля «Буран»

При создании и первом пуске ОК «Буран» 15.11.1988 г. по его БРТК и по НКУ были реализованы два новаторских технических решения, а именно [3]:

• в составе БРТК ОК «Буран», наряду с традиционными автономными средствами передачи на Землю телеметрической (ТМИ), голосовой и ТВ-информации, была создана и успешно прошла летные испытания аппаратура обмена информацией с Землей в едином цифровом потоке (ЕЦП). При этом в режиме ЕЦП должен был обеспечиваться обмен с ЦУП всеми видами полетной информации: КПИ, ТМИ, радиоконтроля орбиты (РКО), ТЛФ и ТВ;

• в составе НКУ «Буран», наряду с традиционной наземной аппаратурой, размещенной на стационарных и плавучих станциях слежения (СС), для связи с ОК вне зоны видимости этих средств использовалась спутниковая система контроля и управления в составе СР «Альтаир» на ГСО, обеспечивающих обмен информацией с ОК в режиме ЕЦП, и пунктов ретрансляции, связанных с

ЦУП широкополосными каналами связи. При этом использовался опыт работы с СР, полученный по ОС «Мир».

Для обмена полетной информацией в режиме ЕЦП уже при первом беспилотном полете ОК на борт устанавливался объединенный приемо-передатчик и две группы антенн: всенаправленная (ВНА) и малонаправленные (АФАР). При этом обмен ЕЦП (в составе КПИ, ТМИ и РКО) осуществлялся как через ВНА и станции слежения, так и через АФАР и СР «Альтаир». Передача ТВ-сигнала с ОК при первом пуске осуществлялась только через автономные передатчики (ПРД) и ВНА в зоне видимости СС. В дальнейшем для передачи телесигнала через СР в режиме ЕЦП на ОК планировалась установка остронаправленной антенны.

Прием полетной информации в режиме ЕЦП осуществлялся на шести наземных станциях слежения (Евпатория, Москва, Байконур, Улан-Удэ, Уссурийск и Петропавловск-Камчатский) и на корабле слежения «Космонавт Георгий Добровольский», находящемся в Тихом океане, в районе включения двигательной установки ОК при торможении для схода с орбиты. Эти же наземные станции слежения и еще три корабля слежения («Мар-

шал Неделин» в Тихом океане, а также «Космонавт Владислав Волков» и «Космонавт Павел Беляев» — в Атлантическом) принимали ТМИ с традиционных автономных телеметрических передатчиков. Связь ЦУП со всеми этими наземными и плавучими станциями слежения осуществлялась через систему связи и передачи данных (ССПД) НКУ с привлечением связных СР «Горизонт», «Радуга», «Молния» и наземных каналов связи.

При первом полете ОК из состава ССКУ был задействован один СР «Альтаир» в точке стояния на ГСО 16° з.д. и один ПР в подмосковном Щелкове. Это позволило увеличить коэффициент глобальности связи с ОК до Кгс = 0,4 (с Кгс = 0,15 при использовании связи только через СС), что существенно расширяло возможности контроля и управления полетом ОК «Буран». При этом канал обмена КПИ и прием ТМИ через СР был основным на участке выведения, на орбитальном участке полета вне зон видимости СС и на участке спуска с орбиты после выхода из плазмы. В дальнейшем планировался ввод в ССКУ еще двух СР «Альтаир» и второго ПР. Схема обмена информацией при первом пуске ОК «Буран» с ЦУП в режиме ЕЦП через СР «Альтаир» и через СС приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема обмена информацией в первом полете ОК «Буран» с ЦУП в режиме единого цифрового потока через спутник-ретранслятор «Альтаир» и станции слежения наземного комплекса управления

О возможности использования в программе МКС научно-технического задела и опыта эксплуатации спутниковой системы связи со станцией «Мир» и кораблем «Буран»

Использование СР «Альтаир» для обеспечения высококачественной связи с ОС «Мир» прекратилось в сентябре 1998 г., когда отказал последний СР «Альтаир» из состава российской ССКУ того периода.

С этого времени, на протяжении более 10 лет, опыт реализованных прогрессивных решений в БРТК и НКУ программ ОС «Мир» и О К «Буран» в нашей стране не получал практического развития.

В БРТК Российского сегмента (РС) МКС, а также в транспортных и грузовых кораблях «Союз-Т» (затем «Союз-ТМ», «Союз-ТМА») и «Прогресс» («Прогресс-М»), запущенных к МКС в период до 2012 г., обмен полетной информацией в структуре ЕЦП не предусматривался, и такой аппаратуры на РС МКС и корабли не устанавливалось.

При этом следует отметить, что в американской космической технике уже более 30 лет обмен информацией КА-ЦУП осуществляется в режиме ЕЦП, а в составе их ССКУ — имеющейся в распоряжении NASA системе TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System) — функционирует на ГСО не менее шести СР, сгруппированных в трех районах на экваторе, что при двух достаточно разнесенных ПР (США и о. Гуам) обеспечивает Кгс = 1, т. е. связь с КА в любое время полета. Управление полетом через TDRSS является основным для Американского сегмента МКС и, по согласованию с американским ЦУП-Х, достаточно широко используется при управлении полетом РС МКС для контроля и управления полетом в длительных операциях вне зон связи через российские СС (сближение с транспортными кораблями, выходы в открытый космос, продолжительные эксперименты).

Возврат к «забытым» технологиям спутниковой системы контроля и управления полетом возобновился в российской космической технике только на рубеже 2008-2009 гг. В настоящее время завершается воссоздание российской ССКУ — многофункциональной космической системы ретрансляции (МКСР) на базе вновь разработанных СР «Луч» и ПР с наземной аппаратурой «Клен-Р».

При создании ССКУ на базе новых СР «Луч» учитывается опыт работы спутниковой системы связи на ОС «Мир», который показал, что:

• в дальнейших разработках комплексов спутниковой связи, учитывая приоритетный

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

характер ССКУ по сравнению с системами связи через НКУ, необходимо внедрять цифровые методы передачи информации с целью использования в Ku-диапазоне обмена высокоскоростными видами информации. По этим радиолиниям может передаваться информация объемом до 64 Мбит/с и более;

• разработка новых комплексов спутниковой связи должна проводиться с учетом международных требований по структуре сигналов с целью обеспечения возможности организовывать сеансы связи через любые спутники-ретрансляторы: американские и европейские (TDRSS и др.).

Основным научно-техническим вкладом при создании комплекса спутниковой связи РС МКС явилась разработка и внедрение широкополосной системы «Лира» (аналог комплекса «Антарес»), которая изготовлена, конструктивно оформлена и испытана в составе служебного модуля (СМ) МКС. При этом введена следующая модернизация:

• конструкция АПБ ОНА осуществлена с учетом выполнения ремонтно-восстанови-тельных работ входных приемных устройств точного пеленга;

• с помощью модема СА324 (вместо приемника и блока сопряжения источников видеосигналов и звукового сопровождения) обеспечена передача всех видов ТВ-сигналов (SECAM, PAL и др.).

По состоянию на середину 2013 г. выведены на ГСО два СР «Луч» (с точками стояния 16° з.д. и 167° в.д.), и введены в строй два ПР (в г. Королев и Железно-горск). В 2014 г. запланировано введение в состав МКСР третьего СР (в точке стояния 95° в.д.), а в 2015 г. — третьего ПР (в г. Углегорск). После образования полной конфигурации МКСР (т. е. воссоздания российской ССКУ) в составе трех СР и трех ПР, в этой комплектации ССКУ, при условии установки на КА-абоненты соответствующей аппаратуры ретрансляции, коэффициент глобальности связи с российскими КА может быть поднят до значения Кгс = 0,8-0,9.

Произошел сдвиг и в создании современных БРТК по обмену полетной информацией в режиме ЕЦП. Уже в 2011 г. был разработан и проверен в КИС РКК «Энергия», а затем доставлен на борт МКС экспериментальный комплект аппаратуры единой командно-телеметрической системы (ЕКТС), обеспечивающей обмен полетной информацией (КПИ, ТМИ, РКО, ТЛФ и малокадровое ТВ) между РС МКС и ЦУП как через СС, так и через ССКУ.

В составе НКУ для взаимодействия с ЕКТС вводятся станции «Клен», на первом

этапе на четырех новых наземных СС (г. Калининград, Медвежьи Озера, Байконур, г. Же-лезногорск).

В конце 2012 - начале 2013 гг. начались проверки экспериментальной аппаратуры ЕКТС на борту РС МКС при взаимодействии с двумя станциями «Клен» (экспериментальной в Москве и на СС в г. Железногорск). В 2014 г. планируется экспериментальная проверка связи РС МКС с СР ССКУ через ЕКТС с АФАР.

При условии положительных результатов этих проверок на борту РС МКС в 2015 г. запланирована полная замена существующих комплектов БРТК «Регул» на ЕКТС с АФАР, а затем ввод в состав БРТК широкополосной аппаратуры типа «Поток», значительно повышающей информативность канала связи через СР и обеспечивающей передачу в ЦУП через ОНА и СР в том числе и телевизионной информации. ЕКТС и «Поток» взаимодействуют с СС и СР в современных международных диапазонах радиоволн — 5 и Ки соответственно

(на ОК «Буран» использовалась аппаратура ЕЦП ^-диапазона). Использование этих диапазонов радиоволн позволяет, при эквивалентной информативности каналов обмена информацией, улучшить габаритно-массовые характеристики и снизить энергопотребление бортовой аппаратуры как на КА-абоненте, так и на СР.

В состав БРТК транспортных кораблей «Прогресс-МС» и «Союз-МС», помимо традиционных автономных средств обмена ТЛФ, ТМИ и ТВ через СС, также будет входить аппаратура ЕКТС с ВНА и АФАР для обмена информацией с ЦУП в ЕЦП как через СС, так и через ССКУ. Плановые сроки запуска этих кораблей к МКС — IV кв. 2015 г. и I кв. 2016 г. соответственно.

Схема связи РС МКС, транспортных модернизированных грузовых и пилотируемых кораблей «Прогресс-МС» и «Союз-МС» с ЦУП в режиме ЕЦП через СР «Луч» ССКУ и СС НКУ приведена на рис. 4.

Рис. 4. Схема обмена информацией РС МКС, кораблей «Прогресс-МС» и «Союз-МС» с ЦУП в режиме единого цифрового потока через спутник-ретранслятор «Луч» ССКУ и СС НКУ

Заключение

Таким образом, по РС МКС и пилотируемым и грузовым кораблям к этой станции к началу 2016 г. планируется вернуться к проверенной при эксплуатации на ОС «Мир» и в полете ОК «Буран» прогрессивной технологии управления полетом: обмен информацией между КА и ЦУП в едином цифровом потоке с использованием спутниковой системы контроля и управления. На перспективном транспортном корабле (ПТК), разрабатываемом РКК «Энергия», в качестве БРТК планируется установка единой цифровой системы обмена информацией с ЦУП — как через СС, так и через ССКУ, причем обмен информацией

через ССКУ при полетах ПТК по околоземным орбитам будет основным каналом.

Список литературы

1. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева, 1946-1996 / Королев: РКК «Энергия», 1996.

2. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева. На рубеже двух веков. 1996-2001 гг. / Королев: РКК «Энергия», 2001.

3. Многоразовый орбитальный корабль «Буран» / Под редакцией Семенова Ю.П., Ло-зино-Лозинского Г.Е., Лапыгина В.Л. и Тимченко В.А. М.: Машиностроение, 1995. Статья поступила в редакцию 16.10.2013 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.