Настоящее и будущее наземных комплексов управления дальними космическими аппаратами
наземные комплексы
  • Дата: 24.01.18
  • Место: Москва

Галерея:

Одной из важнейших задач реализации государственной политики в области космической деятельности, связанной с созданием космических средств в интересах науки и осуществлением пилотируемых полетов, является создание полнофункционального, высокоточного и надежного наземного комплекса управления космическими аппаратами в дальнем космосе. Данные установки обеспечивают непрерывное и устойчивое управление, связь и навигацию отечественными и международными дальними космическими аппаратами на траекториях полета к Луне, Марсу и другим небесным телам Солнечной системы.

Существующие на данный момент средства наземного комплекса управления дальними космическими аппаратами построены по однопунктной схеме приемо-передающего наземного радиотехнического комплекса НРТК, решающего задачи управления определенным дальним космическим аппаратом (ДКА).

В настоящее время для управления дальними космическими аппаратами привлекаются следующие средства наземного комплекса управления (НКУ ДКА):

  • командно-измерительная система (КИС) «Кобальт-Р» на базе антенной системы (АС) ТНА-1500 (Медвежьи Озера);
  • КИС «Клен-Д» на базе АС П-2500 (Уссурийск);
  • наземный радиотехнический комплекс (НРТК) «Кобальт-М-ФГ» на базе АС ТНА-1500 (Медвежьи Озера);
  • НРТК «Фобос» на базе АС П-2500 (Уссурийск);
  • наземные станции «Спектр-Х» на базе АС ТНА-57 (Медвежьи Озера, Байконур);
  • центр управления полетом космическими кораблями (КК) на базе ЦУП ЦНИИмаш;
  • сектор главного конструктора КК на базе ЦУП-Л;
  • центр управления полетом КА на базе ЦУП-Л;
  • баллистический центр ИПМ им. М.В. Келдыша;
  • баллистический центр ЦНИИмаш;
  • – ССПД (на базе существующих средств МССПД из состава НАКУ КА НСЭН и измерений, средств ССПД ОКБ МЭИ, НПО Лавочкина, ЦНИИмаш, п.э. Уссурийск. п.э. Байконур).

  • Кроме того, для повышения надежности и безопасности при длительных сеансах связи с ДКА в состав средств НКУ ДКА АО «ОКБ МЭИ» входит многофункциональная антенная сеть НРТК (МАС НРТК) на базе АС ТНА-1500, ТНА-57 и системы приемных антенн КФП «Ритм-М» (Филиал НИИТЦ ЦКС «Медвежьи Озера»), а также ТНА-1500К (Филиал НИИТЦ ЦКДС «Калязин»).

    Вышеуказанные средства НКУ ДКА работают в Х и С-диапазонах радио-частот и предназначены для обеспечения полетов КА серии «Спектр» («Спектр-Р», «Спектр-РГ», «Спектр-УФ» и др.) (до сотен тысяч километров), а также лунных и межпланетных КА («Луна-Глоб», «Луна-Ресурс», Луна-Грунт», «Интергелио-Зонд» и другие).

    Несмотря на значительные достоинства, российские и международные системы не позволяют в полной мере обеспечивать непрерывное и устойчивое управление, связь и навигацию отечественными и международными дальними космическими аппаратами. Так, например, не обеспечивается круглосуточный режим радиосвязи с ДКА; технический ресурс больших антенных систем, входящих в состав средств, для управления ДКА, заканчивается и бесконечно продлеваться не может; отсутствует единый стандарт по созданию средств НКУ ДКА (у каждого разработчика «своя школа» разработки); однопунктная схема приемо-передающего НРТК неэффективна при увеличении группировки ДКА и не обеспечивает необходимый энергетический потенциал для радиосвязи с перспективными ДКА. То есть существуют моменты, над которыми еще необходимо работать.

    Именно поэтому, АО «ОКБ МЭИ», в данный момент, нацелено на развитие процессов по совершенствованию систем НКУ ДКА и проводит реализацию мероприятий в данном направлении деятельности компании:

    Этап 1. Модернизацию существующих средств НКУ ДКА для обеспечения взаимодействия с зарубежными комплексами управления и решения задач управления дальними космическими аппаратами до ввода в строй перспективных наземных средств управления:

  • восстановление технического ресурса до ввода в строй новых средств;
  • комплексирование модернизируемых средств НКУ ДКА с техническими средствами РАН и Estrack ЕКА;
  • обеспечение взаимодействия с зарубежными КА и НКУ;
  • модернизацию для работы в сетевой многоантенной схеме.
  • Этап 2. Создание новых унифицированных НРТК и АС для НКУ ДКА

  • создание унифицированных многопозиционных НРТК Х, Ка-диапазона;
  • создание высокоточных современных антенных систем с диаметром зеркала 12 и 32 метров.
  • Этап 3. Расширение пространственной структуры НКУ ДКА

  • создание новых Центров дальней космической связи на территории России;
  • создание новых Центров дальней космической связи в Южном полушарии.
  • Этап 4. Переход к сетевой многоантенной схеме управления, навигации и связи:

  • объединение модернизированных и создаваемых вновь средств НКУ ДКА в интегрированные радио- интерферометрические сети;
  • создание Центра управления и обработки данных сети НКУ ДКА.
  • АО «ОКБ МЭИ», в рамках Федеральной космической программы России на 2016-2025 годы, разработало и защитило проекты по модернизации средств наземного комплекса управления космическими аппаратами в дальнем космосе и развитию данной структуры.

    На первом этапе запланирована модернизация существующих средств НКУ ДКА для работы в сетевой многоантенной схеме и для обеспечения взаимодействия с зарубежными комплексами управления, а также для решения задач управления дальними космическими аппаратами до ввода в строй перспективных наземных средств управления ДКА.

    Состав средств НКУ ДКА после модернизации:

  • КИС «Кобальт-Р» на базе АС ТНА-1500 (Филиал НИИТЦ ЦКС «Медвежьи Озера»);
  • НРТК «Кобальт-М-ФГ» на базе АС ТНА-1500 («Медвежьи Озера»);
  • НС «Спектр-Х» на базе ТНА-57 («Медвежьи Озера»);
  • МАС-НРТК на базе АС ТНА-1500 («Медвежьи Озера»), ТНА-1500К («Калязин»), ТНА-57 («Медвежьи Озера»);
  • КИС «Клен-Д» на базе АС П-2500У (Уссурийск);
  • НРТК «Фобос» на базе АС П-2500У (Уссурийск);
  • НС «Спектр-Х» на базе ТНА-57 (Байконур);
  • КИС «Клен-Д» на базе АС П-2500Е (Евпатория);
  • НРТК «Юпитер-М-70» на базе АС П-2500Е (Евпатория);
  • РТС «ЭкзоМарс-НИ2016-М» на базе АС ТНА-1500 («Медвежьи Озера»), АС ТНА-1500К (Филиал НИИТЦ ЦКС «Калязин»);
  • НС-К-ЭКЗ на базе АС ТНА-1500К («Калязин»);
  • ЦУП ЦНИИмаш (г. Королев) – (входит функционально);
  • Сектор главного конструктора (г. Химки) – (входит функционально);
  • Баллистический центр ИПМ им. М.В.Келдыша – (входит функционально);
  • Баллистический центр ЦНИИмаш – (входит функционально);
  • ССПД (на базе существующих средств МССПД из состава НАКУ КА НСЭН и измерений, средств п.э. «Медвежьи Озера», «Калязин», «Уссурийск», «Евпатория», «Байконур» после их дооснащения подготовки и испытаний).
  • На втором этапе планируется развитие структуры и систем НКУ ДКА в части создания новых унифицированных НРТК и АС, расширение пространственной структуры НКУ ДКА и переход к сетевой многоантенной схеме управления, навигации и связи с созданием Центра управления и обработки данных сети НКУ ДКА.

    Первая очередь перспективного НКУ ДКА будет введена в эксплуатацию к 2025 г., как самостоятельного функционально полного комплекса технических средств управления и навигации с синтезированной пространственно-разнесенной сетевой структурой.

    Предполагаемый состав перспективного НКУ ДКА-2025:

  • ЦДКС «Калязин» (Тверская область);
  • ЦДКС «Восточный» (г. Циалковский) (включая «Уссурийск»);
  • ЦДКС «Школьное» (п. Школьное, Крым) (включая средства «Евпатория»);
  • ЦДКС «Южный» (Серро Эль Робле, Сантьяго, Чили) (после 2025 года);
  • ЦДКС «Медвежьи Озера» (Московская область);
  • ЦУП ЦНИИмаш (г. Королев) – (входит функционально);
  • Сектор главного конструктора (г. Химки) – (входит функционально);
  • Баллистический центр ИПМ им. М.В.Келдыша – (входит функционально);
  • Баллистический центр ЦНИИмаш – (входит функционально);
  • Высокоскоростная система связи и передачи данных (ССПД) НКУ ДКА.
  • В результате реализации вышеуказанных мероприятий будет создана глобальная радиоинтеферометрическая сеть наземного комплекса управления, навигации и связи, которая позволит в непрерывном режиме решать задачи по оказанию услуг приема научной информации и по управлению ДКА, проведению высокоточных траекторных измерений с использованием методов Delta DOR, а также позволит обеспечить проведение фундаментальных космических исследований в дальнем космосе.