В космос – по российскому стандарту

«Вышла из строя аппаратура на борту»... «При проверке функционирования бортовой аппаратуры спутников их отдельные параметры оказались не в норме»… Это строки из разных официальных сообщений информационных российских и зарубежных агентств о преждевременном прекращении работы некоторых космических аппаратов на орбите. А ведь по современным международным стандартам срок безупречного функционирования необслуживаемой техники в космосе составляет 10-15 лет.

Как усилить возможности космических аппаратов и продлить срок их службы?

Второй год в Институте инженерной физики и радиоэлектроники СФУ по гранту, полученному в результате открытого публичного конкурса Минобрнауки РФ, ведутся научные исследования для разработки командно-измерительной системы (КИС) космических аппаратов и создания высокотехнологичного производства бортовой аппаратуры.

Заказчиком выступает ОАО «Инфор­мационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва». Грант (свыше 300 миллионов рублей с учётом привлечённых средств заказчика) получен на три года. За это время предстоит многое сделать.

В настоящее время бортовая аппаратура спутников, выпускаемых на предприятии в Железногорске, комплектуется командно-измерительными системами как зарубежного, в основном французского производства, так и отечественного (Москва и Ижевск). Красноярские учёные взялись за разработку отечественного варианта, удовлетворяющего международным требованиям.

— Причина не только в том, что комплектование системой собственного производства позволит значительно уменьшить стоимость космического аппарата, в том числе за счёт использования новых технических решений, — поясняет научный руководитель проекта, доцент, кандидат технических наук Виталий Владимирович СУХОТИН.— Сегодня мы всерьёз задумываемся о качестве «начинки». В космосе оборудование находится без обслуживания, и срок его работы должен быть максимальным. Бортовая аппаратура — это большой сложный организм, а мы не можем каждую, тем более импортную микросхему проверить. Вдруг где-то не так запятая стоит? А эта, казалось бы, «мелочь» может стать роковой для спутника на орбите…

На первоначальном этапе наша задача — научиться делать аппаратуру, соответствующую международному стандарту. Дальнейшим развитием проекта может стать создание российского стандарта по космическим системам данных и выход с ним на международный уровень. Для этого мы сейчас и готовим основу.

Приведу пример: очень сильно на стоимость запуска аппарата влияет его вес. Чем меньше вес — тем дешевле запуск. Мы рассматриваем возможность уменьшения потребляемой мощности, что влияет на массу космического аппарата путём изменения структуры КИС. Некоторые наши идеи уже выражены в предложениях, публикациях и патентах.

— Разработка именно в Красноярске командно-измерительной системы для спутников вызывает уважение, ведь в стране не так много предприятий, занятых в данной сфере…

— Из российских предприятий главные игроки на этом поле — «Российские космические системы» и «Ижевский радиозавод», уже около 30 лет они работают в указанном направлении. Почему же ОАО ИСС им. М.Ф. Решетнёва именно нам предложило подать совместную заявку на грант?

Во-первых, мы давно вместе развиваем различные научные направления и поставляем этому предприятию кадры.

Во-вторых, субсидию по итогам открытого конкурса мог получить только комплексный проект — совместное детище вуза и производственного предприятия. Всего на конкурс было заявлено около 300 таких тандемов. Наша тема оказалась наиболее выигрышной. Мы ставим задачу — создать в Красноярском крае площадку, где будут изготавливать практически ВСЁ, за исключением немногих мелких деталей. Сейчас мы разрабатываем инженерную модель командно-измерительных систем космического аппарата, полностью соответствующую лётному образцу, и контрольно-проверочную аппаратуру с перспективой серийного производства КИС.

За работой

За работой

— На работоспособность спутника в космосе влияют многие факторы: электромагнитное излучение, потоки высокоэнергетических заряженных частиц и т.д. А у вас в теме проекта обозначено, что работа выполняется для использования на НЕГЕРМЕТИЧНЫХ космических аппаратах. Что это значит?

— На этапе, когда мы создаём прототип лётной модели, то есть образец, который не будет использоваться в космосе, несколько ослаблены требования к теплообмену и защите оборудования от радиации, от попадания прямых солнечных лучей, от электромагнитного излучения. Но при создании лётного варианта все элементы КИС должны будут обладать высокой устойчивостью к внешним воздействиям. Создание лётного образца на основе инженерной модели — это уже следующий серьёзный этап. После отработки мегагранта мы надеемся продолжить тему либо в рамках другого гранта, либо по договору с предприятием, поскольку следует развивать это перспективное и новое для России дело.

— Что в масштабе гранта осилили за год?

— На сегодня уже разработали концепцию построения КИС и закончили этап эскизного проектирования. Параллельно подготовили перечень документации, касающейся опытно-конструкторских разработок. Сейчас готовим техдокументацию на контрольно-проверочную аппаратуру. Сделали первые шаги по созданию программно-математической модели КИС с привлечением учёных Института вычислительного моделирования Красноярского научного центра СО РАН (руководитель этого направления ­— д.т.н. Людмила Фёдоровна НОЖЕНКОВА).

— Какой коллектив задействован в работе по гранту?

— Задача большая, серьёзная, в реализации проекта занято более 70 человек, включая аспирантов, магистрантов и студентов. От ОАО «ИСС» руководит процессом С.А. РЯБУШКИН, начальник отдела разработки КИС для космических аппаратов. Принимают участие в проекте три кафедры СФУ: радиотехники; приборостроения и наноэлектроники; радиоэлектронных систем.

Задействованы профессора: д.т.н. С.П. ПАНЬКО (ответственный исполнитель по научной части проекта), к.т.н. Ю.П. САЛОМАТОВ, д.т.н. В.Н. БОНДАРЕНКО и др. Аспиранты — А. МИШУРОВ, А. ГОР­ЧАКОВСКИЙ, В. ЕВСТРАТЬКО. Студенты ИИФиРЭ Г. КИЛИН, А. КАМЫШНИКОВ, Т. ЗУБОВ, А. КАЛАШНИКОВА... Из молодых учёных — М. ВАЛИХАНОВ, А. ВОЛОШИН, А. ХНЫКИН, Д. КУДИНОВ... Кроме того, по гранту работают преподаватели Института военного обучения, например, профессор, к.т.н. В.Н. ТЯПКИН.

Небольшая часть коллектива (справа В.В. Сухотин)

Небольшая часть коллектива (справа В.В. Сухотин)

«Тема актуальная, хотя и очень сложная. Некоторые считают, что она для нас неподъёмная. На первом этапе важно было понять, чего хотят заказчики и на что готовы исполнители. Теперь это понимание пришло. Работа идёт полным ходом, и нет сомнений в том, что задание будет выполнено в срок и с высоким качеством». (Инженер отдела проектирования и испытаний аппаратуры бортового комплексного управления, ответственный исполнитель проекта от ОАО «ИСС» Виталий Альбертович ШАТРОВ).

Пока идём строго по графику. Уже подписали контракт с японской компанией на разработку и поставку инженерных моделей приёмо-передающего оборудования КИС, которые будем использовать при комплектовании модели в соответствии с техническим заданием, разработанным специалистами ИСС и СФУ. Скоро поедем в Японию принимать уникальное оборудование, а заодно и посмотрим, как оно производится.

Проект, конечно, грандиозный. Очень важно, что в процессе сотрудничества, а мы бываем в ИСС дважды в неделю, а то и чаще, достигнуто полное взаимопонимание. Наш научный интерес — поиск и теоретическое обоснование новых методик передачи команд на борт космического аппарата и получение с него телеметрической информации, несущей сведения о выполняемых функциях и параметрах систем и узлов космического аппарата и параметров его движения. Необходимо найти и способ защиты каналов передачи информации от несанкционированного вмешательства, скажем, предусмотреть защиту от источника электромагнитного излучения. Кроме того, планируем разработать протоколы (набор команд) внутренних связей бортовой аппаратуры.

Затем мы сформулируем основные положения отечественного стандарта КИС. Надеемся, что в итоге удастся подготовить к защите одну докторскую и две кандидатских диссертации.

…Знаете, в чём ещё большой плюс этого гранта? Мы студентов можем не только по бумагам теории обучать, но и давать им хорошую практику. Кстати, многие ребята, привлечённые к проекту, живут и проходят практику в Железногорске, где действует филиал СФУ.

Вера КИРИЧЕНКО
Средняя оценка: 3 (проголосовало: 4)