CC BY
28УДК 629.78.072.8:621.383
применение светодиодных светильников в тренажёрах модулей российского сегмента международной космической станции
© 2022 г. Батраков в.в.1, Спирин А.Е.1, Атрощенко в.и.2, Кутина и.в.3
1Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина (НИИ ЦПК им. Гагарина) Звёздный городок, Московская обл., Российская Федерация, 141160
2АО «Научно-производственный центр «НИИ Микроприборов» (АО «НПЦ «НИИМП») Георгиевский просп., 5, стр. 1, комн. 63, г. Зеленоград, г. Москва, Российская Федерация, 124498,
e-mail: [email protected]
3Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) Хорошевское шоссе, 76А, г. Москва, Российская Федерация, 123007,
e-mail: [email protected]
Представлена краткая эволюция технологий получения белого свечения светодиодов для использования их в осветительных приборах. Обозначена проблема получения белого, «дневного» света. Представлены полупроводниковый прибор — светодиод — как элемент освещения, его описание и оснащаемые им светильники в космических тренажёрах соответствующих пилотируемых космических аппаратов. Проведён анализ светильников в системе внутреннего освещения космических тренажёров модулей Российского сегмента Между -народной космической станции. Отмечены положительные и отрицательные стороны применявшихся ранее люминесцентных и используемых в настоящее время светодиодных источников излучения. В качестве примера рассмотрен светильник светодиодный ССД305 общего освещения космического тренажёра малого исследовательского модуля «Поиск». Выделены особенности разработки системы внутреннего освещения для пилотируемых космических аппаратов. Представлены светильник светодиодный варьируемый ССД311 и перспективная система управления светильниками с программно изменяемыми яркостью и спектром для моделирования естественного освещения с целью изучения её положительного воздействия на человека и дальнейшего применения в различного рода замкнутых пространствах и ограниченных объёмах.
Ключевые слова: светодиод, система внутреннего освещения, космический тренажёр, моделирование естественного освещения.
using led lamps in simulators of the russian segment modules of the international space station
Batrakov v.v.1, Spirin A.E.1, Atroshchenko v.I.2, Kutina I.v.3
1Gagarin Research & Test Cosmonaut Training Center Star City, Moscow region, 141160, Russian Federation
Joint Stock Company Research and Production Center Research Institute of Microdevices (NPC NIIMP)
5 bld. 1, office 63 Georgievskiy pr-t, Zelenograd, Moscow, 124498, Russian Federation,
e-mail: [email protected]
3lnstitute of Biomedical Problems RAS (IMBP RAS)
76A Horoshevskoe shosse, Moscow, 123007, Russian Federation, e-mail: [email protected]
The paper provides an overview of the evolution of technologies for generating white light from LEDs that are to be used in lighting fixtures. It outlines the problems involved in generating white "natural" light. It presents the LED semiconductor device as a lighting element and provides a description of this device and the lamps that are built around it for use in training simulators representing manned spacecraft. It provides an analysis of the lamps used in the interior lighting system for the training simulators of the Russian Segment modules of the International Space Station. It cites advantages and drawbacks of the earlier luminescent lamps and the currently used LED light sources. Considered as an example is a LED lamp SSD305 for general lighting of training simulator of the Mini Research Module Poisk. The paper highlights specific aspects of the development of the interior lighting system for manned spacecraft. It presents the variable LED lamp SSD311 and an advanced system for lamp control with variable luminance and spectrum for simulating the natural lighting in order to study its positive effects on human beings and for further application in various enclosed spaces and confined volumes.
Key words: LED, interior lighting system, training simulator of a spacecraft, natural lighting simulation.
БАТРАКОВ B.B. СПИРИН A.E. АТРОЩЕНКО В.И. КУТИНА И.В.
БАТРАКОВ Валерий Витальевич — заместитель начальника отдела НИИ ЦПК им. Гагарина, e-mail: [email protected]
BATRAKOV Valery Vitalyevich — Deputy Head of Department at Gagarin Research & Test Cosmonaut Training Center, e-mail: [email protected]
СПИРИН Андрей Евгеньевич — инженер-электроник НИИ ЦПК им. Гагарина, e-mail: [email protected]
SPIRIN Andrey Evgenyevich — Electronics engineer at Gagarin Research & Test Cosmonaut Training Center, e-mail: [email protected]
АТРОЩЕНКО Владимир Ильич — заместитель генерального директора АО «НПЦ «НИИМП», e-mail: [email protected]
ATROSHCHENKO Vladimir Ilyich — Deputy General Director of NPC NIIMP, e-mail: [email protected]
КУТИНА Ирина Владимировна — ведущий специалист ГНЦ РФ - ИМБП РАН, e-mail: [email protected]
KUTINA Irina Vladimirovna — Lead specialist at IMBP RAS, e-mail: [email protected]
Свет является важнейшим условием здоровой жизни и плодотворной работы человека. Свет даёт сигналы для запуска многих процессов в организме. Чтобы продлить периоды активной деятельности, человек использует искусственное освещение.
В течение дня, со сменой времен года и погодных условий меняется характер освещения: рассеиваясь в атмосфере, свет становится утренним, полуденным или закатным, тёплым или холодным, ясным или пасмурным. Технически свет можно описать цветовым спектром.
Середина XX века была отмечена бурным развитием полупроводниковой электроники. И здесь мы подходим к описанию наиболее перспективного направления светотехники — светодиодов.
Забегая вперед, отметим, что свето-диоды отличает очень высокий КПД — до 90%. Однако их характерная особенность — монохроматичность излучения, т. е. они светят только одним точно определённым цветом, и его спектрограмма представляет собой узкую черту. Получившие широкое распространение светодиодные лампы и светильники «белого» света представляют собой, по сути, гибрид светодиода и люминесцентной лампы — светится люминофор, нанесённый на ультрафиолетовый светодиод.
Однако изобретение светодиодов разного цвета позволяет, комбинируя их и регулируя яркость, создать светильник, цвет которого воспринимается человеком как солнечный (или, при необходимости, любой другой). Спектр такого светильника, в отличие от солнечного, не сплошной, а линейчатый. Но так как на сетчатке человеческого глаза есть рецепторы (колбочки) для восприятия только трёх цветов — красного, жёлтого и синего (у некоторых
людей есть еще один, четвёртый вид колбочек), человек не чувствует разницы между сплошным спектром и эквивалентным линейчатым.
В настоящее время в ведущих медицинских лабораториях мира проводятся исследования на предмет влияния источников искусственного освещения на здоровье и работоспособность человека.
революционный источник искусственного освещения
Светодиод или LED (Light Emitting Diode) используется в светильниках как элемент искусственного освещения. Он представляет собой полупроводниковый прибор, который преобразует электрический ток в оптическое излучение (свет). Светодиод состоит из полупроводников, химический состав которых обеспечивает разный тип проводимости. При пропускании электрического тока через такой комбинированный полупроводник на границе его составных частей происходит рекомбинация носителей разного типа, в результате чего создаётся оптическое излучение. Световые характеристики свето-диода зависят от строения и химического состава полупроводников, входящих в его конструкцию.
Первое известное сообщение об излучении света твердотельным полупроводниковым прибором датируется 1907-м годом. Первый светодиод создан в 1927 г. Первый работоспособный образец, который излучал красный свет, удалось создать только в 1962 г. Ввиду низкой эффективности и высокой себестоимости он был непригоден для практического использования. Со временем были улучшены характеристики свето-диодов: повышена светоотдача и яркость свечения кристаллов, расширен спектральный диапазон излучения.
В начале 1990-х гг. был изобретён светодиод, подходящий для промышленного производства, излучающий в синем диапазоне спектра. Скомбинировав с ним уже существующие красные и зелёные светодиоды, стало возможным организовать производство современных RGB (red, green, blue) светодиодов. Эти три цвета являются базовыми, и при их смешении человеческий мозг, в зависимости от соотношения интен-сивностей, воспринимает излучение как излучение различной цветовой гаммы. Такие светодиоды применяются в мониторах, телевизорах и других источниках света, излучение от которых непосредственно воздействует на глаз человека. Однако для освещения окружающей среды они не могут использоваться, так как индекс цветопередачи у них невысок. Это связано с тем, что в спектре излучения присутствуют провалы, другими словами — он не сплошной. После того, как был разработан и серийно освоен светодиод синего спектра с высоким коэффициентом полезного действия, появилась возможность изготовить светодиод «белого» свечения, у которого практически отсутствуют спектральные провалы. Конструктивно такой светодиод состоит из полупроводника, излучающего в синем спектральном диапазоне, и люминофора, на который это излучение направляется. Люминофор при поглощении направленного излучения переизлучает свет в широком спектральном диапазоне. Меняя химический состав люминофора, можно получать излучение с разными оттенками или цветовой температурой.
Сейчас в научной среде ведутся работы по созданию органических LED (Organic Light Emitting Diode — OLED). Их главное достоинство — очень малые размеры и особенности производства. OLED-технология напоминает струйную печать. Органические полупроводниковые элементы наносит на подложку специальный принтер.
В настоящее время уже существуют OLED-экраны. Как и всё новое,
OLED-техНОЛогня очень рис -¡ Схема размещения на МИМ2 светильников ССД305, приборов и панелей
Анализ устройств освещения космических тренажёров модулей российского сегмента международной космической станции
Одним из важных компонентов среды обитания, влияющих на работоспособность экипажа на борту пилотируемых космических аппаратов (ПКА), является освещение. Освещение модулей Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) регламентируется специализированным стандартом для пилотируемых космических аппаратов [2].
В системе внутреннего освещения (СВО) на космических тренажёрах (КТ) модулей РС МКС основным устройством освещения длительное время был светильник СД1-7-1 с источником излучения на основе люминесцентных ламп [3]. Светильник СД1-7-1 состоит из двух ламп, их потребляемая мощность 15 Вт, сила света 80 кд. Практика использования СД1-7-1 показала, что люминесцентные лампы в процессе эксплуатации могут ухудшить показатели освещённости (потеря яркости и др.). Существует вероятность попадания паров ртути в обитаемое пространство (модуля, станции, космического аппарата).
На РС МКС, а затем на всех КТ модулей РС была осуществлена замена светильников с люминесцентным источником излучения на светильники со светодиодными источниками излучения [3]. Рассмотрим в СВО светильник светодиодный ССД305 общего освещения на примере КТ малого исследовательского модуля (МИМ2) «Поиск» (рис. 1).
затратна [1].
интерьера301, ...,310. \
— светильник ССД305
На КТ МИМ2 «Поиск» вместо светильников общего освещения СД1-7-1 установлено семь ССД305 (рис. 1).
На рис. 2 изображён внутренний интерьер орбитального модуля МИМ2 «Поиск» РС МКС со старыми светильниками СД1-7-1 с люминесцентными лампами, а также указан многофункциональный пульт-индикатор (МПИ), о котором пойдёт речь ниже.
Рис. 2. Внутренний интерьер модуля МИМ2 «Поиск» РС МКС: 1 — люминесцентные светильники СД1-7-1; 2 — многофункциональный пульт-индикатор
Светильник ССД305 — это самостоятельное устройство, имеющее корпус, плафон, электронную схему и радиатор, спроектированные под источник излучения — светодиоды (рис. 3). Источник излучения состоит из независимых друг от друга двух линеек, каждая из которых включает в себя две группы светодиодов по пять штук (всего 20 светодиодов), потребляемая мощность 15 Вт, сила света 100 кд. Обладает высокой светоотдачей, световые потери минимальны. При работе обеих линеек средний коэффициент отражения, создаваемый отражением света от поверхности интерьера, равен 0,3, что является 30%-ной долей от общей освещённости модуля, создаваемой светильниками.
ССД305 потребляет меньше электроэнергии и имеет более продолжительный срок эксплуатации, чем СД1-7-1.
Преимущества светодиодного источника излучения:
• отсутствие ультрафиолетового излучения, которое может привести к воспалению тканей глаз экипажа;
• высокий КПД и, соответственно, малое тепловыделение, снижающее нагрузку на средства терморегулирования;
• отсутствие хрупких элементов с токсичным содержимым (стеклянных ламп с парами ртути);
• стойкость к ударным и вибрационным нагрузкам;
• возможность регулирования яркости;
• малый разогрев для запуска схемы и безынерционность включения;
• большой срок службы.
Недостатки светодиодного источника излучения:
• нарушение со временем свойств кристалла, приводящее к постепенному уменьшению светового потока;
• повышенные требования к источнику питания светильника.
Рис. 3. Светильник ССД305: 1 — плафон; 2 — корпус; 3 — радиатор; 4 — электроразьём; 5 — первая линейка 10 светодиодов (5 шт в группе) на радиаторе; 6 — вторая линейка 10 светодиодов (5 шт в группе) на радиаторе
Основные факторы снижения светового потока:
• деградация кристалла светодиода и люминофора;
• механические деформации в схеме сборки светильника.
Деградация (нарушение свойств) кристаллов светодиода. Происходит под воздействием температуры разогретых светодиодов, в результате чего возникают дефекты в кристаллических решётках. Такие области перестают излучать свет, но при этом активно генерируют тепло, тем самым ещё более усугубляя процесс деградации кристалла. Вторым моментом деградации кристаллов светодиода является электрическая диффузия металлов, из-за которой в кристалл светодиода мигрируют атомы электродов, что приводит к нарушению кристаллической структуры р-п-перехода и уменьшению напряжения на участках, излучающих свет.
Деградация (старение) люминофора. Под воздействием температуры люми-нофорное покрытие выгорает, что приводит к снижению яркости светодиода и изменению оттенка его свечения на более холодный — синий. Это происходит потому, что в спектре начинает преобладать собственное излучение светодиодного кристалла.
Механические деформации. Оба вышеописанных фактора тесно связаны с температурными воздействиями на светодиоды светильника. Кроме света при р-п-переходе освобождается ещё и тепло. Для его отвода необходим тепло-отвод (радиатор). Основное конструктивное требование при этом — это уменьшение теплового сопротивления всей конструкции, которое обеспечивается в первую очередь за счёт строгого соблюдения технологии производства светодиодов. К кристаллу светодиода припаиваются выводы и теплоотводящая подложка (радиатор). Длительное воздействие температуры может привести Рис. 4. Космические тренажёры модулей РС МКС: 1 — многоцелевой лабораторный
подложкой провоцирует ускорение деградации кристалла, так как нужное теплоотведение не обеспечивается, и светодиод работает при повышенной температуре.
Следует отметить как положительный момент то, что эти факторы проявляются в светильнике при прошествии довольно длительного срока его эксплуатации и при наличии большой наработки источника излучения. Для системы внутреннего освещения КТ был разработан тренажёрный вариант ССД305. Анализ работы ССД305 на всех КТ модулей РС МКС (рис. 4) за шесть лет эксплуатации не выявил ни одного дефекта в работе как элементов в светильниках (схема питания, плафон, радиатор и др.), так и в техническом состоянии самих источников излучения (светодиоды).
к вопросу применения на ПкА светильников с изменяемыми спектрально-энергетическими характеристиками излучения
Решение вопросов внутреннего освещения для ПКА имеет ряд серьёзных особенностей, которые требуют отдельного изучения.
Особенности для системы внутреннего освещения ПКА:
• ограниченный обитаемый объём;
• непропорциональные поперечные геометрические размеры и сложные конструктивные формы рабочих зон;
к разрушению соединений и разрыву цепи. Нарушение соединения кри-
модуль «Наука»; 2 — функционально-грузовой блок «Заря»; 3 — узловой модуль «Причал»; 4 — стыковочный отсек «Пирс»; 5 — служебный модуль «Звезда»; 6 — малый исследовательский модуль (МИМ1) «Рассвет»; 7 — малый исследовательский модуль (МИМ2) «Поиск»; 8 — учебно-тренировочный макет транспортного грузового
сталла с теплоотводящей корабля «Прогресс»
• малая площадь интерьера, вынуждающая размещать приборы и оборудование на всех поверхностях — условных полу, стенах и потолке;
• сложность эргономичного расположения светильников из-за малого объёма обитаемого пространства, большого количества оборудования и стационарности светильников;
• сложность исключения при расположении светильников негативного воздействия отсвечивания на глаза (ввиду тесноты и отсутствия определённого положения тел космонавтов в условиях невесомости);
• в общей освещённости модулей существенная доля приходится на отражённый от поверхностей внутреннего интерьера свет;
• жёсткие требования к электропотреблению СВО;
• необходимость точного определения на этапе проектирования количества светильников (включая переносные) и места их размещения;
• необходимость увязки программного обеспечения для расчёта освещённости со специализированными
системами автоматизированного проектирования [4].
Таким образом, конструкционные и компоновочные особенности малогабаритных пилотируемых космических аппаратов накладывают особые требования на использование искусственной световой среды.
Для облегчения адаптации экипажа к условиям нахождения на Российском сегменте Международной космической станции разработан светильник светодиодный варьируемый с изменяемыми во времени спектрально-энергетическими характеристиками излучения ССД311 (рис. 5).
Как было описано выше, светодиоды могут производить белый свет с различной цветовой температурой излучения.
Цветовые температуры:
• тёплый белый или цвет рассвета/заката (2 700-3 200 К);
• нейтральный белый или свет Луны (3 500-4 500 К);
• белый или дневной свет (4 700-6 000 К);
• холодный белый или цвет облачного неба (от 6 000 К).
На рис. 6 изображена шкала цветовых температур характерных источников света [5].
Рис. 5. Светильник светодиодный варьируемый ССД311 (внешний вид)
Свет Свет Дттештой
свечи Рассвет/закат луны свет Пасмурно
Облачное небо
к ..... ii |! i' и ' 1 ' i < и 11 п^т-п -а
ТЕПЛЫЙЕЕЛЫЙ нейтральный ХОЛОДНЫЙ БЕЛЫЙ _1. ..jl.il.--;„.,...1....-ц|.;..-1—i--ш
о о о о о
о о о о о
зо о гч ^
л сч гч
оооооооооооооооооооо
ОООООООООООООООООООО
□СОГЧч^ССэООСЧ^ССэООСЧ^ССэООГЧ^Щ
N п л я со ч ч ^ ч ч « и ю и и ш ш
Градусы Кельвийа
Рис. 6. Шкала цветовых температур (видимый спектр)
Принята цветовая модель — XYZ-диа-грамма цветности, где в координатах XY изображена кривая Планка, которая характеризует цветовую температуру. На диаграмме изображены все физически реализуемые цвета видимого спектра электромагнитного излучения, т. е. от 380 до 700 нм. Задав координаты X и Y, можно описать любой цвет, а точнее, оттенок, который может теоретически воспринять человеческий глаз. Если добавить третью координату Z, то можно описать и яркость (рис. 7) [6].
Система управления светильниками (СУС) ССД311, изменяя яркость светодиодов разного цвета, позволит моделировать искусственное освещение модулей, ориентируясь на земные сутки, учитывая циркадные ритмы человека [3].
На рис. 8 представлена структурная схема светильника ССД311.
Напряжение бортовой сети +28 В подаётся на входной фильтр, затем на стабилизатор напряжения. Стабилизатор формирует необходимые напряжения для электропитания модулей и элементов светильника. Сигналы управления, обеспечивающие управление режимами работы светильника, через последовательный интерфейс RS-485 поступают на модуль управления и обработки информации. Этот модуль выполнен на программируемой логической интегральной схеме Altera Cyclone II и формирует управляющие сигналы, которые поступают на вход драйверов широтно-импульсной модуляции ШИМ1, ..., ШИМ14. Драйверы обеспечивают необходимые токи питания светодиодных линеек, на которых установлены светодиоды с различной цветовой температурой свечения.
Специальное программное обеспечение управления спектрально-энергетическими характеристиками излучения ССД311 устанавливается на МПИ (рис. 9), смонтированный на КТ МИМ2 (см. рис. 2), который является контроллером в системе, а светильники ССД311 — оконечными устройствами. Таким образом, управление спектрально-энергетическими характеристиками излучения (режимами работы) светильников ССД311 производится от МПИ по последовательному интерфейсу RS-485.
а)
б)
Рис. 7. Цветовая модель XYZ: а — диаграмма цветности; б — яркости
Характеристики светильника ССД311:
• потребляемая мощность в режиме дневного света не более 20 Вт, сила света 150 кд;
• потребляемая мощность в режиме утреннего и вечернего света не более 20 Вт, сила света 100 кд;
• потребляемая мощность в режиме ночного (дежурного) освещения не более 5 Вт, сила света 15 кд.
Для сравнения средние значения потребляемой мощности и силы света: СД1-7-1 - 15 Вт и 80 кд;
ССД305 - 15 Вт и 100 кд.
Показатели соответствуют п. 7.2.4 «Требования к освещённости элементов интерьера и оборудования в обитаемых отсеках пилотируемых космических аппаратов» [2].
Рис. 8. Структурная схема светильника ССД311
Рис. 9. Многофункциональный пульт-индикатор (внешний вид)
тестирование светильников ССд311 на кт модулей рС мкС
Тестирование СУС с ССД311 проводилось на КТ МИМ2 из состава тренажёрного комплекса РС МКС (см. рис. 4) [3].
После обработки и анализа результатов световых измерений выяснилось, что:
• система управления светильниками ССД311, смонтированная на МИМ2, отлажена и работоспособна;
• реально создаваемый суточный цикл светового режима системы внутреннего освещения в МИМ2 в точности воспроизводит запрограммированный характер светового режима (рис. 10) [7];
• реализованы автономный и стандартные режимы работы, при этом токи потребления системы соответствуют установленным требованиям;
• измеренные токи потребления при всех режимах работы не превышали значения 0,75 А;
• после проведённой отладки система управления светильниками ССД311 пригодна для проведения дальнейших испытаний [3].
Имитирующие естественный суточный ритм ССД311 после тестирования на КТ МИМ2 будут установлены для дальнейшего исследования на РС МКС в модуле МИМ2 «Поиск» [3].
2700К
7 AM 8 AM 9 AM 10 AM
Рис. 10. Шкала цветовых температур суточного цикла светового режима: high awareness с 10 ч до полудня (10АМ); drop in awareness — снижение восприятия с 15 ч после полудня (3РМ)
наивысшее восприятие
реализация перспективной СуС ССд311 на кт
Для реализации перспективной СУС ССД311 на КТ предлагается создать тренажёрный образец ССД311.
Опираясь на материалы проведённых исследований [3], принято решение о разработке имитатора для моделирования светотехнической обстановки в ПКА. Для подтверждения оригинал ь-ности разработка заявлена как полезная модель (рис. 11).
Рис. 11. Схема имитатора для моделирования светотехнической обстановки в ПКА: 1 — специализированный комплекс для моделирования длительных космических полётов; 2 — макет ПКА; 3 — системы обеспечения жизнедеятельности; 4 — устройство освещения; 5,6 — излучающие элементы на основе светодиодов; 8, 9 — блоки управления интенсивностью излучения
Согласно формуле полезной модели, специализированный комплекс 1 для моделирования длительных космических полётов состоит из макета ПКА 2 и системы обеспечения жизнедеятельности 3, которая включает в себя, в том числе, устройство освещения на основе светодиодов 4 и систему управления и контроля технических средств 7.
От своего прототипа [8] комплекс 1 отличается тем, что в устройстве освещения использовано не менее двух групп светодиодов 5, 6 с отличным друг от друга спектральным составом излучения. Совместный спектр свето-диодов должен обеспечить координаты цветности для всего имитируемого интервала суточного освещения, для чего в систему управления и контроля дополнительно введено не менее двух блоков 8, 9 управления интенсивностью излучения светодиодов, каждый из блоков по заданной программе управляет яркостью своей группы светодиодов.
Светотехническая обстановка в макете ПКА 2 определяется суммарным излучением от групп светодиодов 5 и 6. При изменении интенсивности излучения каждой группы светодиодов суммарное относительное спектральное распределение в этом конкретном случае
изменяется, и, соответственно, меняются цветовая температура и координаты цветности. Каждый из блоков управления интенсивностью излучения 8 и 9 раздельно регулирует по заданной программе уровень интенсивности излучения своей группы светодиодов 5 и 6.
Промышленная применимость заявляемой полезной модели подтверждается возможностью её многократного воспроизведения в процессе изготовления. Имитатор моделирования светотехнической обстановки внутренних объёмов ПКА, в соответствии с заявляемой полезной моделью, разработан для серийного изготовления с использованием стандартного оборудования, современных технологий и комплектации.
Выводы
Практика эксплуатации показала, что все элементы светодиодных светильников, используемых на КТ РС МКС, прочны, надёжны, безопасны в работе, являются экологически чистыми, не требуют специальной утилизации.
Как современные ££^-приборы, светильники ССД305 являются энергосберегающими источниками света, обеспечивают эргономичное освещение объектов, их индекс цветопередачи сопоставим с естественным дневным светом.
Получен первый положительный опыт в технике применения светодиодных светильников регулируемого спектра на наземных тренажёрах — модулях РС МКС (по сути, аналогах летающих модулей), что даёт почву для дальнейшего, более глубокого в данном направлении, изучения влияния освещения на человеческий организм.
Оснащение СУС ССД311 в КТ позволит использовать её для наземного моделирования космических экспериментов при исследованиях проблем медико-биологического обеспечения экипажей во время длительных пилотируемых полётов и повысит обучающую эффективность КТ. Потребление электроэнергии светильником ССД311 не превышает допустимых норм. По условиям эксплуатации он соответствует требованиям ГОСТ Р 50804-95 [2] и ОСТ 92-5100 [9]. Предлагается использовать СУС ССД311 в тестовом режиме на одном из КТ модулей РС МКС.
Проведённая экспериментальная отработка перспективных светильников типа ССД311 и полученные результаты показали, что ССД311 позволяют обеспечивать с помощью системы внутреннего освещения гибкую адаптацию экипажей при работе в замкнутых пространствах и ограниченных объёмах (космические, глубоководные и другие аппараты искусственной среды обитания).
Использование перспективного освещения с возможностью управления спектрально-энергетическими характеристиками излучения, подобного СУС ССД311, позволит расширить возможности её использования применительно к тем областям, где необходимо улучшить условия труда и повысить эффективность работы операторов сложных автоматизированных систем управления [3].
Список литературы
1. В научной среде ведутся работы по созданию органических LED. Режим доступа: https://tutknow.ru/ tech_and_electronics/196-chto -takoe-svetodiodnye-lampy-LED-ih-preimuschestva-nedostatki-i-cena.html (дата обращения 02.08.2021 г.).
2. ГОСТ Р 50804-95. Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате. Общие медико-технические требования. М.: ИПК Издательство стандартов, 1995. 52 с.
3. Батраков В.В., Крылов А.И., Макаров Р.В., Атрощенко В.И., Кутина И.В. Применение тренажёра МИМ1 для экспериментальной отработки перспективной системы внутреннего освещения модулей РС МКС // Пилотируемые полёты в космос. 2020. № 3(36). С. 41-53.
4. Ахмедов М.Р. Методика проектного расчёта освещённости интерьера модулей пилотируемых космических комплексов // Известия РАН. Энергетика. 2016. № 5. С. 120-131.
5. Цветовая температура. Ч. 1. Режим доступа: https://yandex.ru/images/ search ?rpt = simage & noreask= 1 & source = qa& text = Цветовая%20температура& stype = image & lr= 110906 & pos = 16& img_ url=https%3A% 2F% 2Fvlade cor.ru% 2Fwp -con tent% 2Fuploads% 2F2017% 2F03%2FKELVIN. jpg%3Fv%3D1575232822 (дата обращения 11.08.2021 г.).
6. Что такое цветовое пространство? Режим доступа: https://droider.ru/ post/chto -takoe-czvetovoe -prostranstvo -razbor-25-06-2021/ (дата обращения 11.08.2021 г.).
7. Цветовая температура. Ч. 2. Режим доступа: https://yandex.ru/images/ search ?rpt = simage & noreask = 1 & source = qa& text = Цветовая%20температура& stype = image &lr= 110906 &p = 18&pos = 1024&img_url=https%3A%2F%2FLEDdirec tgroup.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2 019%2F03%2FScreen-Shot-2019-03-05-at-8.36.28-AM.png&rlt_url=https%3A%2F%2Fi. ytimg.com%2Fvi% 2 FNJ-uwklMw SM%2Fmaxresde fault.jpg & ogl _url = https%3A%2F%2FLED direct group. com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2019%2
F03%2FScreen-Shot-2019-03-05-at-8.36.28-АМ.рщ (дата обращения 12.08.2021 г.).
8. Патент 2394732. Российская Федерация. Модуль взлётно-посадочный наземного экспериментального комплекса для моделирования длительных космических полётов, в том числе на Марс; Григорьев А.И., Моруков Б.В., Демин Е.П., Белаковский М.С.; патентообладатель — «ГНЦ РФ - ИМБП РАН»; заявка 2009126050/11 от 09.07.2009 г. // Бюллетень № 20(56), опубликовано 20.07.2010 г.
9. ОСТ 92-5100-2002. Аппаратура космических комплексов. Общие технические условия. 2003. 167 с.
Статья поступила в редакцию 28.09.2021 г. Окончательный вариант — 16.12.2021 г.
References
1. V nauchnoi srede vedutsya raboty po sozdaniyu organicheskikh LED [The scientific community is engaged in activities for developing organic LEDs]. Available at: https://tutknow.ru/tech_and_electronics/ 196-chto-takoe-svetodiodnye-lampy-LED-ih-preimuschestva-nedostatki-i-cena.html (accessed 02.08.2021).
2. GOST R 50804-95. Sreda obitaniya kosmonavta v pilotiruemom kosmicheskom apparate. Obshchie mediko-tekhnicheskie trebovaniya [Cosmonaut's habitable environments on board of manned spacecraft. General medicotechnical requirements]. Moscow, IPKIzdatel'stvo standartovpubl., 1995. 52p.
3. Batrakov V.V., Krylov A.I., Makarov R.V., Atroshchenko V.I., Kutina I.V. Primenenie trenazhera MIM1 dlya eksperimental'noi otrabotki perspektivnoi sistemy vnutrennego osveshcheniya modulei RS MKS [Application of MRM1 simulator for development testing of an advanced internal lighting system for ISS RS modules]. Pilotiruemyepolety v kosmos, 2020, no. 3(36),pp. 41-53.
4. Akhmedov M.R. Metodika proektnogo rascheta osveshchennosti inter'era modulei pilotiruemykh kosmicheskikh kompleksov [Design calculation procedure for interior illumination of modules of manned space complexes]. Izvestiya akademii nauk. Energetika, 2016, no. 5, pp. 120-131.
5. Tsvetovaya temperatura [Color temperature]. Part 1. Available at: https://yandex.ru/images/search7rp t=simage & noreask = 1 & source =qa& text=Tsvetovaya%20temperatura&stype=image&lr=110906& pos=16&img_ url=https%3A%2F%2Fvladecor.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F03%2FKELVIN.jpg%3Fv%3D1575232822 (accessed 11.08.2021).
6. Chto takoe tsvetovoe prostranstvo? [What is a color space?]. Available at: https://droider.ru/post/ chto-takoe-czvetovoe-prostranstvo-razbor-25-06-2021/ (accessed 11.08.2021).
7. Tsvetovaya temperatura [Color temperature]. Part 2. Available at: https://yandex.ru/images/ search ?rpt=simage&noreask = 1 &source =qa&text= Tsvetovaya%20temperatura&stype =image&lr= 110906&p = 18&pos= 1024&img_url=https%3A%2F%2FLEDdirectgroup.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2019%2F03%2FScreen-Shot-2019-03-05-at-8.36.28-AM.png&rlt_url=https%3A%2F%2Fi.ytimg.com%2Fvi%2FNJ-uwkIMwSM%2Fmaxresdefault. jpg&ogl_url=https%3A%2F%2FLEDdirectgroup.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2019%2F03%2FScreen-Shot-2019-03-05-at-8.36.28-AM.png (accessed 12.08.2021).
8. Patent 2394732. Russian Federation. Modul' vzletno-posadochnyi nazemnogo eksperimental'nogo kompleksa dlya modelirovaniya dlitel'nykh kosmicheskikh poletov, v tom chisle na Mars [Take-off and landing module of the ground developmental complex for modeling long-duration spaceflights, including those to Mars]; Grigor'ev A.I., Morukov B.V., Demin E.P., Belakovskii M.S.; the patent owner — «GNTs RF - IMBP RAN»; application 2009126050/11 of 09.07.2009. Bulletin no. 20(56), published 20.07.2010.
9. OST 92-5100-2002. Apparatura kosmicheskikh kompleksov. Obshchie tekhnicheskie usloviya [Hardware of space complexes. General specifications]. 2003, 167 p.
