Бортовая аппаратура командно-измерительной системы для спутника Арктика-М

Основные статьи:

• Космические спутники стран мира
• Арктика-М (спутники)

2023: Разработка целевых приборов и служебных комплексов космического аппарата «Арктика-М» № 2

Холдинг «Российские космические системы» разработал целевые приборы и служебные комплексы космического аппарата «Арктика-М» № 2, запущенного с космодрома Байконур ракетой-носителем «Союз-2.1б» 16 декабря 2023 года. Интеллектуальная «начинка» спутника, изготовленная в РКС, определяет суть и назначение всей высокоэллиптической системы «Арктика-М» – два аппарата в паре будут круглосуточно получать и передавать специалистам на Землю данные о колыбели земной погоды – северных широтах планеты. Об этом 20 декабря 2023 года сообщили представители РКС.

Аппаратура РКС на спутнике «Арктика-М» № 2 предоставит данные для мониторинга северных регионов планеты

Как сообщалось, аппарат «Арктика-М» No 2 создан АО «НПО Лавочкина»; его целевые приборы, включая многозональные сканирующие устройства (МСУ-ГС-М), а также большинство бортовых систем созданы холдингом «Российские космические системы». Спутник предназначен для информационного обеспечения задач мониторинга гидрометеорологической и гелиогеофизической обстановки в арктическом регионе и прилегающих территориях, ретрансляции сигналов спутниковой поисково-спасательной системы КОСПАС-САРСАТ.

На «Арктике-М» No 2 установлено два резервирующих друг друга МСУ-ГС-М – это основные и наиболее важные целевые приборы, которые позволяют вести непрерывную съемку поверхности Земли с периодичностью от 15 до 30 минут в десяти спектральных диапазонах (семь из них – инфракрасные). Пространственное разрешение данных составляет от 1 до 4 км, а точность измерения температуры подстилающей поверхности достигает 0,1–0,2 °С.

Первичная радиометрическая и геометрическая обработка информации проводится непосредственно в МСУ-ГС-М с помощью собственных вычислительных средств и алгоритмов, заложенных еще на Земле до запуска на орбиту. Далее цифровой поток поступает в бортовую систему сбора данных (БССД-ВЭ), где объединяется со служебной информацией бортового командного устройства и данными гелиогеофизического аппаратурного комплекса (ГГАК-ВЭ, отвечает за информирование о «космической погоде»). Далее информация поступает в бортовой радиотехнический комплекс (БРТК-ВЭ) и передается на наземные пункты, где проходит несколько стадий обработки и поступает потребителям.

Еще одной важной частью «Арктики-М» является бортовая аппаратура командно-измерительной системы (КИС). Это радиотехническая система, которая обеспечивает взаимодействие спутника с наземными станциями управления. Она принимает и обрабатывает командно-программную информацию с Земли, передает ее другим системам и приборам внутри самого аппарата, от них же в ответ КИС получает и передает по радиоканалу на наземные станции телеметрическую информацию. С помощью системы также передаются на наземные станции сигналы для измерения текущих навигационных параметров космического аппарата.

Средства наземного комплекса управления, также созданного РКС, контролировали первое включение космического аппарата «Арктика-М» No 2, обеспечили проведение сеансов связи с ним, выдачу на борт командно-программной информации, прием телеметрической информации и измерение текущих навигационных параметров в соответствии с программой полета. Телеметрическая информация позволила отследить ход раскрытия внешних элементов конструкции, выполнение операций по подготовке бортовых служебных систем космического аппарата к штатному функционированию.

Наземный комплекс управления является составной частью высокоэллиптической гидрометеорологической космической системы «Арктика-М». В его состав входят центр управления полетом космическими аппаратами «Арктика-М», созданный в АО «ЦНИИмаш», разработанные в РКС пять командно-измерительных станций, которые расположены в Западной, Центральной и Восточной части России, а также другие наземные технические средства.

Наземный комплекс приема, обработки и распространения информации базируется на территориально распределенной инфраструктуре Госкорпорации «Роскосмос» и Росгидромета, его ключевые технологические решения отработаны при эксплуатации космических аппаратов серии «Электро-Л» и «Арктика-М» No 1. Два спутника космической системы «Арктика-М» (первый запущен 28 февраля 2021 года), попеременно сменяя друг друга, обеспечивают потребителей данными для круглосуточного мониторинга поверхности Земли и морей Северного Ледовитого океана, ретрансляцию сигналов от аварийных радиобуев международной спутниковой поисково-спасательной системы КОСПАС-САРСАТ и информации с автоматических измерительных платформ сбора данных Росгидромета, в том числе расположенных в арктическом регионе. Полученная со спутников информация позволит подразделениям Росгидромета и другим ведомствам оптимизировать достоверность долгосрочного и краткосрочного прогнозов погоды, поможет отслеживать чрезвычайные ситуации, проводить экологический контроль окружающей среды, даст ученым большой объем данных для изучения глобального изменения климата.

Оператором российских космических средств дистанционного зондирования Земли, в том числе высокоэллиптической гидрометеорологической космической системы «Арктика-М», является Научный центр оперативного мониторинга Земли РКС.

2021: Разработка комплекта приборов для космического аппарата «Арктика»

Специалисты холдинга «Российские космические системы» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») разработали и изготовили комплект приборов (в частности, бортовую аппаратуру командно-измерительной системы) для первого космического аппарата спутниковой системы «Арктика», который был запущен с космодрома Байконур ракетой-носителем «Союз-2.1б» 28 февраля 2021 года. Об этом РКС сообщили 1 марта 2021 года. Этот высокотехнологичный спутник будет вести всепогодный мониторинг поверхности Земли и морей Северного Ледовитого океана. Еще одной функцией этого космического аппарата станет ретрансляция сигналов аварийных буев системы КОСПАС-САРСАТ.

Командно-измерительная система (КИС) – это служебные приборы, которые обеспечивают передачу телеметрических данных, прием команд управления и измерение параметров орбиты. Эта аппаратура поддерживает связь с Землей, собирает и передает на наземные пункты управления телеметрическую информацию, а также обрабатывает поступающие с Земли управляющие команды и контролирует их исполнение. КИС наблюдает за корректностью работы системы ориентации и телекоммуникационных систем спутника. С ее помощью ведутся измерения текущих навигационных параметров движения космического аппарата.

Космический аппарат «Арктика-М» будет размещен на высокоэллиптической орбите типа «Молния» (орбита, на которой самая удаленная от Земли точка орбиты аппарата во много раз превышает ближайшую) с наклонением 63 градуса, что позволит собирать метеорологическую и гидрологическую информацию о состоянии северных областей Земли. Возможности сканирующей аппаратуры позволят вести непрерывную разномасштабную съемку Земли с периодичностью от 10 до 30 минут одновременно в десяти спектральных диапазонах (семь из них – тепловые). Разрешение на поверхности составит от 1 до 4 км, а точность измерения температуры достигнет 0,1–0,2°С.

«Арктика-М» стал дальнейшей эволюцией бортовых систем и целевых приборов метеорологических геостационарных космических аппаратов серии «Электро-Л». По набору оборудования спутник отличается использованием отечественных компонентов. В РКС разработан основной целевой прибор космического аппарата – многозональное сканирующее устройство (МСУ-ГСМ), бортовая аппаратура командно-измерительных систем, а также бортовой радиотехнический комплекс и гелиогеофизический аппаратурный комплекс. сказал генеральный директор РКС Андрей Тюлин

Космический аппарат будет ежедневно удаляться и приближаться к земной поверхности, что позволит ему давать разномасштабные изображения. Его скорость будет отличаться от скорости вращения Земли, а ракурс съемки – непрерывно меняться. При создании аппаратуры конструкторы РКС учли, что из-за этого вырастут риски дополнительных деформаций изображения. Поэтому они использовали опыт, накопленный при эксплуатации геостационарных аппаратов серии «Электро-Л», и внедрили систему высокоточных измерений, позволяющую увеличилась точность измерений и координатной привязки.

«Арктика-М»

Мы использовали весь потенциал научно-технической школы РКС при создании бортовой аппаратуры командно-измерительных систем, которая обеспечивает управление космическим аппаратом и передачу на Землю телеметрической информации. Служебные приборы для космических аппаратов – это одна из важнейших специализаций нашей компании. Мы поставляем проверенные и отработанные решения, которые применяются на целом ряде спутников дистанционного зондирования Земли. отметил директор проектов по созданию командных радиолиний – заместитель генерального конструктора РКС Николай Булгаков

При разработке многозонального сканирующего устройства мы максимально использовали отечественные электронные компоненты – многоэлементные приемники излучения в инфракрасном диапазоне спектра и пассивную систему их радиационного охлаждения до криогенных температур. Это позволило создать аппаратуру значительно более легкую, чем западные аналоги, при сохранении равных функциональных возможностей. уточнил главный конструктор МСУ-ГС РКС Юрий Геклин

Важной задачей спутниковой системы «Арктика» станет также глобальный мониторинг гелиогеофизических параметров для контроля и прогноза активности Солнца, радиационной обстановки в околоземном космическом пространстве, а также диагностики и контроля состояния магнитосферы, ионосферы и верхней атмосферы Земли.

В составе гелиогеофизического аппаратурного комплекса для «Арктики-М» три типа приборов, которые измеряют значения магнитного поля Земли на орбите, космические потоки электронов и протонов с помощью счетчиков Гейгера и детекторов Черенкова. прокомментировал главный конструктор гелиогеофизического аппаратурного комплекса РКС Алексей Ковалев

Гидрометцентр России сможет непрерывно получать оперативную информацию о состоянии атмосферы и поверхности на полюсах Земли после выведения на орбиту двух аппаратов этой серии. Космическая система «Арктика-М» повысит точность моделей при составлении краткосрочных прогнозов погоды, будет отслеживать чрезвычайные ситуации, проводить экологический контроль окружающей среды. Массивы данных планируется использовать и в научных целях для фундаментальных гидрометеорологических исследований, в том числе для изучения феномена глобального потепления.

Средства наземного комплекса управления, созданного РКС, контролировали первое включение космического аппарата «Арктика-М», обеспечили проведение сеансов связи с ним, выдачу на борт командно-программной информации, прием телеметрической информации и измерение текущих навигационных параметров в соответствии с программой полета. Телеметрическая информация позволила отследить ход раскрытия внешних элементов конструкции, выполнение операций по подготовке бортовых служебных систем космического аппарата к штатному функционированию.

Наземный комплекс управления является составной частью высокоэллиптической гидрометеорологической космической системы «Арктика-М». В его состав входят центр управления полетом космическими аппаратами «Арктика-М», созданный в АО «ЦНИИмаш», разработанные в РКС пять командно-измерительных станций «Клен», расположенные в Западной, Центральной и Восточной части России, и другие технические средства.

«С учетом особенностей орбиты космического аппарата нашим специалистам пришлось скорректировать алгоритм работы программы формирования сеансов связи, проводимых наземными станциями «Клен». Задача была выполнена оперативно и с максимальной точностью», - отметил Главный конструктор наземного комплекса управления «Арктика-М» Александр Багач.