Уникальные радиотелескопы
ТНА-1500К

Галерея:

Большие радиотелескопы диаметром 64м (ТНА-1500) были созданы для поддержки научных программ. Один (ТНА-1500Мо) расположен в Медвежьих озерах на филиале ОКБ МЭИ в 17км от Москвы с координатами 37 градусов 57 минут восточной долготы и 55 градусов 52 минуты северной широты. Аналогичный радиотелескоп (ТНА-1500К) расположен на филиале ОКБ МЭИ "Калязин" (180 км на север от Москвы) с координатами 37 градусов 53 минуты восточной долготы и 57 градусов 13 минут северной широты. Оба радиотелескопа связаны между собой геодезически, информационно, и организационно могут представлять собой единый комплекс, оптимальным образом обеспечивающий решение ряда задач в интересах различных потребителей.

Радиотелескоп ТНА-1500 (РТ-64)

Многоцелевые радиотелескопы микроволнового диапазона, диаметром 64 м предназначены для:

- фундаментальных астрономических исследований,

- исследования космоса,

- приема информационных сигналов с КА из дальнего космоса,

- управления КА в дальнем космосе.

- функционального применения в составе наземного радиотелескопа ЗРТ-64 наземного плеча наземно-космического радиоинтерферометра проекта «Радиоастрон» в диапазонах частот 0,327; 1,66; 4,85 ГГц и 22 ГГц (90 см, 18 см, 6 см и 1,35 см) для проведения работ по проекту «Радиоастрон».

Характеристики антенной системы радиотелескопа:

Антенна:

- система отражателя – квази-параболическая Грегорианская система (“Медвежьи озера”), система Кассегрена (“Калязин”) с твердой поверхностью;

- отражатель – гомологичный проект с коррекцией фокуса по контр-рефлектору;

- апертура – диаметр 64 м;

- эффективная поверхность (в зависимости от диапазона) – около 2000 м2;

- тип подающего механизма - рупорный;

- точность системы отражения – 0.5 мм

- диапазон волн – 1 м…1см

- вес - 800 т

Система управления:

- тип системы осей вращения – азимут – угол места;

- сектор обзора:

- по азимуту ±2950

- по углу места от 0 до 900

- скорости вращения – не менее 1.50/сек;

- суммарная точность программируемого слежения <10’’

В рамках этих направлении выполнялись и выполняются следующие работы:

- прием данных радио-картографирования поверхности Венеры, полученных с помощью системы радаров с синтезированной апертурой, установленной на советских - межпланетных станциях «VENERA - 15, 16»;

- прием научной информации и участие в управлении траекторией межпланетных станций «VEGA - 1, 2» и «FOBOS - 1»;

- участие в управлении движением зондов-аэростатов в атмосфере Венеры;

- прием телевизионных сигналов изображений кометы Галлея;

- прием телевизионных изображений спутника Марса - Фобос;

- изучение и контроль радио-излучения Солнца и окружающего его пространства;

- прием научной и служебной информации с ИСЗ “GRANAT”;

- управление, прием информации и измерение траектории межпланетных зондов по проекту «Космическая регата»;

- прием научной и служебной информации, а также участие в управлении траекторией спутника «SPEKTR - Р»;

- изучение радио-излучения пульсаров по VLBI вместе с Центром космических исследований Kashima (Япония) и Algonquin Park (Канада);

- проект VSOP (VLBI Space Observatory Program) вместе со спутником “HALCA” (Япония);

- проект “RadioAstron”;

- сеансы VLBI как в российской, так и в мировойVLBI-сетях.

Галерея:

Модернизированная антенная система ТНА-1500К

Целью модернизации АС ТНА-1500К являлось расширение функциональных возможностей, улучшение технических характеристик ТНА-1500К, обеспечение соответствия характеристик требованиям КД (в том числе ЭД), ТЗ и готовности СЧ МАС ТНА-1500К к опытной эксплуатации.

Основными задачами являлись:

- разработки методов, технологий и оснастки для выполнения работ в соответствии с перечнем объектов для модернизации, не разрушающих остальные системы и конструктивно-механические элементы ТНА-1500К;

- создание, отработка и проверка функционирования отдельных модернизированных составных частей МАС ТНА-1500К и заданных режимов работы;

- выявление и устранение ненадежных изделий, комплектующих элементов МАС ТНА-1500К для оценки остаточного технического ресурса и разработки мероприятий по его продлению, выявление критичных элементов, разработка и проведение мероприятий по повышению уровня их качества и надежности МАС ТНА-1500К;

- оценка соответствия характеристик МАС ТНА-1500К требованиям ТЗ на составную часть опытно-конструкторской работы «Спектр-Р», совместная с АКЦ ФИАН отработка модернизированных составных частей МАС ТНА-1500К с их ПО и проверка их взаимного функционирования в реальных условиях наблюдений космических радиоисточников;

- обеспечение технической готовности МАС ТНА-1500К к опытной эксплуатации в составе ЗРТ-64 ННК проекта «Радиоастрон», в том числе обеспечение готовности сооружений и коммуникаций, обеспечения условий обитаемости МАС ТНА-1500К и безопасности выполнения работ, предусмотренных эксплуатационной документацией;

Перечень объектов АС ТНА-1500К, созданных в результате модернизации:

- новая надзеркальная кабина облегченной конструкции ОНК с узлом размещения многорупорного облучателя и системами энергоснабжения, термостатирования и климат-контроля;

- многодиапазонный рупорный облучатель диапазона 327 МГц - 26ГГц;

- центральный узел крепления (опорный каркас) системы подвеса контррефлектора с четырьмя усиленными опорами, заменившими старые конструкции, потерявшие механическую устойчивость;

- разработана, изготовлена, смонтирована и налажена уникальная система вторичного зеркала (контррефлектора) с механизмами фокусирования по 6-ти осям типа гексапод;

- полностью модернизирована система энергоснабжения узлов, механизмов и комплексов антенной системы;

- цифровая система управления приводами антенны, включая электроприводы АЗ и УМ плоскостей в диапазонах малых и больших скоростей;

- система наведения антенной системы;

- конструктивно-механическая часть ТНА-1500К модернизирована путем восстановления механической прочности элементов, потерявших механическую устойчивость и свето- и теплоотражающих свойств покрытий (покраска);

- обеспечены климатические условия в рабочих помещения технического здания ТНА-1500К.

- Этапы модернизации объектов АС ТНА-1500К, созданных в результате модернизации:

1. Подготовка рабочей площадки для производства демонтажных и монтажных работ.

2. Разработка, изготовление и монтаж новой надзеркальной кабины облегченной конструкции ОНК с узлом размещения многорупорного облучателя и системами энергоснабжения, термостатирования и климат-контроля.

3. Разработка, изготовление и монтаж центрального узла крепления (опорный каркас) системы подвеса контррефлектора с четырьмя усиленными опорами, заменившими старые конструкции, потерявшие механическую устойчивость.

4. Изготовление и монтаж многодиапазонного рупорный облучатель диапазона 327 МГц - 26ГГц.

5. Разработка, изготовление, монтаж и и наладка уникальной системы вторичного зеркала (контррефлектора) с механизмами фокусирования по 6-ти осям типа гексапод.

6. Полная модернизация система энергоснабжения узлов, механизмов и комплексов антенной системы, замена кабельного оборудования икабельных каналов.

7. Разработка, изготовление и монтаж цифровой аппаратно-программной системы система управления приводами антенны, включая электроприводы АЗ и УМ в диапазонах малых и больших скоростей.

8. Разработка, изготовление и монтаж система наведения антенной системы.

9. Модернизация конструктивно-механической частиТНА-1500К путем восстановления механической прочности элементов, потерявших механическую устойчивость и обеспечение свето- и теплоотражающих свойств покрытий (покраска).

10. Обеспечение климатических условий в рабочих помещения технического здания ТНА-1500К.

11. Проведение комплексных монтажных, пуско-наладочных работ и испытаний МАС ТНА-1500К.

МАС ТНА-1500К обладает следующими новыми функциональными возможностями и техническими характеристиками:

1. Рабочий сантиметровый диапазон частот МАС ТНА-1500К увеличен в 5 раз от проектного значения 5 см до 1 см в результате следующей модернизации:

1.1. повышена точность следящей системы электропривода за счет применения оптических датчиков положения антенны по углу места и азимуту с 20 угловых секунд до 1 угловой секунды;

1.2. заменен штатный контррефлектор с точностью (СКО) отражающей поверхности 1,2.мм на высокоточный контррефлектор КРВ с точность поверхности 0,2 мм;

1.3. повышена точность отражающих поверхностей рефлектора с 1,95 мм до 0,7 мм в результате геодезической юстировки;

1.4. интегральная точность (СКО) поверхности антенной системы определяется только точностью рефлектора и составляет 0,7 мм, что соответствует требованиям для работы в Ка-диапазоне, при этом высокоточный контррефлектор не вносит вклада потери эффективности антенной системы;

1.5. впервые в России и СНГ разработана и применена 6-тиосная система подвеса контррефлектора с системой компенсации деформации с точностью 1 мм типа «Гексапод».

2. Рабочий дециметровый диапазон частот ТНА-1500К расширен в сторону низких рабочих частот с 50 см до 1 метра, таким образом создан единственный в мире уникальный радиотелескоп способный проводить радиоастрономические многочастотные одновременные наблюдения в диапазоне длин волн от 1 метра до 1 см.

3. Впервые разработана система климат-контроля замкнутого цикла для надзеркальной кабины всепогодная, всесезонная и круглосуточная со стабилизацией температуры в заданном рабочем диапазона температуры с погрешностью 1С.

4. Впервые применена новая технология восстановления свето- и теплоотражающих свойств конструктивно-механической части на основе латексных лако-красочных покрытий, не требующая предварительной очистки и грунтовки окрашиваемых поверхностей.

5. Цифровые приводы антенны совместно с разработанным программно-аппаратным комплексом расширяют возможности реализации различных режимов поиска и сопровождения воздушно-космических объектов.

6. Новая облегченная надзеркальная кабина МАС ТНА-1500К позволяет размещать приемо-передающие и научные приборы и комплексы с суммарным весом до 8 тонн.

7. МАС ТНА-1500К по своим техническим и эксплуатационным характеристикам превосходит ТНА-1500 и может быть использована в качестве резерва МАС ТНА-1500 НИИТЦ ОКБ МЭИ «Медвежьи Озера».

радиоастрон

Галерея:

Проект "Радиоастрон"

Орбитальная астрофизическая обсерватория "Спектр-Р" образует совместно с земными радиотелескопами радиоинтерферометр со сверхбольшой базой и предназначена для проведения фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Цель международного проекта Радиоастрон состоит в том, чтобы создать совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов единую систему наземно-космического интерферометра для получения изображений, координат и угловых перемещений различных объектов Вселенной с исключительно высоким разрешением.

Орбита спутника Радиоастрон имеет радиус апогея до 350 тысяч километров. Интерферометр при таких базах обеспечит информацию о морфологических характеристиках и координатах галактических и внегалактических радиоисточников с шириной интерференционных лепестков до 8 микросекунд дуги для самой короткой длины волны проекта 1.35 см.

Разрешение интерферометра прямо пропорционально времени наблюдения и длине базы интерферометра. При наблюдении с Земли база интерферометра ограничена диаметром Земли, а время наблюдения измеряется часами и ограничивается вращением планеты и выходом одного из телескопов из поля зрения.

В проекте "Радиоастрон" применение радиотелескопа на высокоэллиптической орбите позволяет получить интерферометр у которого время наблюдения соизмеримо с периодом обращения, а длина базы интерферометра - с диаметром орбиты. Интерферометр при таких базах обеспечит информацию о морфологических характеристиках и координатах галактических и внегалактических радиоисточников с шириной интерференционных лепестков до 33 микросекунд и даже до 8 микросекунд дуги для самой короткой длины волны проекта 1,35 см.

Состав ЗРТ-64 (Земной радиотелескоп)

1. Модернизированная антенная система ТНА-1500К (АО «ОКБ МЭИ»)

2. Аппаратура научного комплекса (АКЦ ФИАН)

Для функционального применения в составе наземного радиотелескопа ЗРТ-64 наземного плеча наземно-космического радиоинтерферометра проекта «Радиоастрон» МАС ТНА-1500К должна обеспечивать прием сигнала от внеземных источников в четырех частотных диапазонах: 0,327 ГГц с полосой частот ± 10 МГц,; 1,66 ГГц с полосой частот ± 100 МГц, 4,85 ГГц с полосой частот ± 250 МГц и 22 ГГц с полосой частот ±4 ГГц.

Для достижения необходимых параметров АО «ОКБ МЭИ» в рамках опытно-конструкторской работы «МАС ЗРТ-64» были проведены работы по модернизации антенной системы ТНА-1500К.

В настоящее время МАС ТНА-1500К находится в опытной эксплуатации и участвует в проведении радиоинтерферометрических сеансов по ПНИ проекта «Радиоастрон» в составе наземно-космического интерферометра.

Справочно

Управление космическим аппаратом «Спектр-Р» осуществляется специалистами ОКБ МЭИ с помощью наземной станции КИС «Кобальт-Р» (разработчик АО «ОКБ МЭИ»), расположенной в ЦКС ОКБ МЭИ «Медвежьи Озера».

КИС «КОБАЛЬТ-Р» с антенной системой ТНА-1500 МО – наземная станция управления С-диапазона. Она является составной частью наземного сегмента управления КА «Спектр-Р».

КИС «КОБАЛЬТ-Р» предназначена для обеспечения управления КА в ориентированном и неориентированном положении на геоцентрической эллиптической орбите.

Старт КА «Спектр-Р» проекта «Радиоастрон» состоялся 18 июля 2011 года в 05:31:17,91 (Декретное Московское Время) с космодрома «Байконур». Аппарат с помощью ракеты-носителя «Зенит 2SБ 80» и разгонного блока «Фрегат–СБ» был выведен на заданную орбиту и штатно реализовал циклограмму первого сеанса.

С этого момента и по настоящее время КИС «Кобальт-Р» ежедневно осуществляет сеансы управления КА «Спектр-Р» прерываясь лишь на техническое обслуживание предусмотренное ЭД. Средняя продолжительность сеанса управления около 4 часов.