Звездные выси «Можайца». В космосе – курсантская «парта»

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (ВКА) – одно из старейших военных учебных заведений России. В январе ей исполнился 291 год. Вуз обладает огромным научным потенциалом. В нем трудятся около 90 докторов и свыше 500 кандидатов наук. Разработки ученых ВКА известны далеко за пределами нашей страны. Мощной опорой для подготовки кадров высшей квалификации выступают созданные в академии 32 научные школы и 13 постоянно действующих научно-технических семинаров. На базе ВКА ежегодно проводятся межвидовые научно-технические конференции, исследовательские командно-штабные военные игры и учения. Эффективная работа научных школ и семинаров, отрадные научные результаты стали возможны благодаря сохранению, модернизации и наращиванию научно-экспериментальной базы, содержащей свыше 40 уникальных стендов и комплексов, многие из которых не имеют аналогов в России и Минобороны. Одно из важнейших направлений научной деятельности ВКА – исследования по использованию космической информации в интересах повышения эффективности применения видов и родов войск Вооруженных Сил России. В конце прошлого года в жизни вуза произошло важное событие поистине космического свойства. О нем рассказывает заместитель начальника Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского по учебной и научной работе, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации генерал-майор Вячеслав ФАТЕЕВ.

– Вячеслав Филиппович, ВКА имени А.Ф. Можайского стала первым вузом России, обладающим своей учебно-материальной базой на… орбите Земли. 28 ноября 2002 г. боевые расчеты Государственного испытательного космодрома Плесецк вывели на орбиту космический аппарат «Можаец». Как и кем он создавался?

– Идея создания спутника силами специалистов академии была предложена еще в 1995 г. Первые технические ее проработки проводились на кафедрах космических радиотехнических систем, эксплуатации ракетно-космических средств и электронно-вычислительной техники. Инициативная группа во главу угла ставила следующие возможности. Использовать в качестве базового снятый с вооружения космический аппарат (КА) «Светоч» (изменив «начинку» приборного отсека, приспособить его для проведения необходимых исследований). При запуске использовать КА как попутную нагрузку, а снимаемые с вооружения по договору с США боевые ракеты (МБР) – в качестве конверсионных ракет-носителей. Это позволяло существенно снизить стоимость КА и его запуска в космос.

Научной бортовой аппаратурой предложили сделать комплекс для исследования ресурса элементов радиоэлектронной аппаратуры в условиях космоса.

Все это было проделано к концу 1996 г. Тогда все эти наработки, к сожалению, остались нереализованными, но задел затем был использован специалистами 50-го ЦНИИ Минобороны и НПО прикладной механики, которые подготовили к запуску спутник «Зея» в 1997 г с космодрома «Свободный» с помощью ракеты-носителя «Старт-1».

И все же мысль создать «собственный» аппарат не оставляла сотрудников академии. На четырех ее факультетах организовали курсантские конструкторские бюро (КБ). Вопросы создания и применения малых КА включили в тематику дипломных проектов и работ. Стали проводить конкурсы проектов сверхмалых КА. По данной тематике начал работать постоянно действующий научно-технический семинар.

В 1997 г. заместитель генерального конструктора ГКНПЦ им. М.В. Хруничева В.Л. Иванов, бывший до этого командующим Военно-космическими силами, предложил академии подготовить проект микроаппарата для первого конверсионного пуска ракеты-носителя «Рокот». Аппарат решили назвать «РВСН-40» в честь сорокалетнего юбилея Ракетных войск стратегического назначения (ВКС тогда входили в их состав), поскольку дату пуска хотели «подгадать» к 17 декабря 1999 г.

КБ из офицеров и курсантов академии вели активную работу. Еженедельно проводились специальные совещания, контролировался ход работ, вырабатывались решения на перспективу.

В итоге решили, что на борту малого КА разместятся две группы аппаратуры: штатная (бортовой комплекс управления, бортовая телеметрическая система, которые используются на КА «Светоч») и исследовательская (блоки с электронными схемами). Однако при проработке вопроса стало ясно, что для успешной реализации задуманного, необходимо воспользоваться опытом других организаций. К разработке блоков с электронными схемами привлекли специалистов РНИИ, НПО прикладной механики (НПО ПМ), поскольку исходный аппарат, который подвергался «переделке», изготавливался этим НПО.

Дополнительно для повышения «заполненности» спутника новой аппаратурой привлекли научно-исследовательскую лабораторию авиационной и космической техники (НИЛАКТ), которая предложила бортовой радиотехнический комплекс.

Проявили инициативу и сотрудники НПО ПМ имени Решетнева, которые разработали аппаратуру для измерения собственных электрических полей, создаваемых спутником.

К осени 1999 г. вышли на этап предполетных испытаний в составе изделия. Но в ходе регламентных работ перед пуском, уже в монтажно-испытательном корпусе космодрома произошло самопроизвольное срабатывание запорного механизма головного обтекателя. Сам аппарат не пострадал, но ракета оказалась непригодной для запуска.

В итоге для аппарата «Можаец» подобрали другой носитель – «Космос-3M». В 2002 г., когда запланировали пуск алжирского спутника «АлСат», в качестве «попутного» груза использовали и малый спутник «Можаец».

В подготовке к пуску на космодроме Плесецк вместе с офицерами космодрома и представителями промышленности участвовали курсанты первого и второго факультетов академии.

– Что представляет собой аппарат? Какие задачи решаются во время его полета?

– Основные задачи – исследование влияния факторов космического пространства на ресурс бортовой радиоэлектронной аппаратуры, возможностей и точностных характеристик определения параметров орбиты с использованием спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС и GPS, а также обоснование возможностей юстировки наземных измерительных средств; обучение курсантов академии современным и перспективным технологиям управления КА.

Спутник был выведен на солнечно-синхронную орбиту со следующими приблизительными параметрами: период обращения – 100 мин.; наклонение плоскости орбиты – 98 градусов, апогей-750 км, перигей – 680 км. Его масса около 70 кг, объем менее 1 куб. м. То есть это космический сверхмалый или микроаппарат.

Не секрет, что обучение специалистов с использованием космических аппаратов, работающих в составе российской орбитальной группировки, имеет существенные ограничения. Это связано с возможностями возникновения нештатных ситуаций, которые могут привести к серьезным материальным потерям, а порой и к трагическим последствиям (последний полет американского шаттла «Колумбия» – печальный тому пример). Поэтому ввод в строй учебного КА существенно повышает качество подготовки специалистов космической отрасли. Кроме того, наша академия готовит специалистов-эксплуатационников, для которых исключительно полезно участвовать в процессе создания космического аппарата.

Исследования в космосе – важнейшая часть развития новых технологий. На земле достаточно сложно, а порой и невозможно промоделировать и спрогнозировать все аспекты функционирования бортовой аппаратуры КА. Академия же с использованием «Можайца», проводит научные эксперименты по исследованию работоспособности радиоэлектронной аппаратуры в космосе с целью продления ее ресурса и по юстировке наземных радиотехнических средств на базе бортовой навигационной аппаратуры.

Исходя из перечисленных задач, был определен состав бортовой аппаратуры КА «Можаец». Это солнечные и бортовая химическая батареи, навигационная аппаратура потребителя КНС «ГЛОНАСС» (НАП), «Призма» – аппаратура для испытаний элементной базы, аппаратура для исследования электрического поля вокруг спутника, создаваемого самим КА, бортовой радиотехнический комплекс (БРТК), разработанный научно-исследовательской лабораторией аэрокосмической техники Российского оборонного спортивно-технического общества, штатный бортовой радиотехнический комплекс «КРАБ», магнитно-гравитационная система ориентации положения спутника относительно местной вертикали, антенны НАП, БРТК и «КРАБ».

– Кто управляет «Можайцем»? Какова роль курсантов в работах с аппаратом во время его полета?

– Для работы с аппаратом на орбите в ВКА в 1995 – 2000 гг. создан учебный наземный комплекс управления малыми и сверхмалыми КА. Он состоит из учебно-исследовательского центра управления космическими аппаратами, размещенного в академии, и учебно-исследовательского отдельного командно-измерительного комплекса (ОКИК) в п. Лехтуси вблизи Санкт- Петербурга.

В учебно-исследовательский центр управления КА входят пункт управления и центры – баллистический, телеметрический, обработки и анализа научной информации комплекса аппаратуры «Призма», обработки навигационной информации, получаемой от бортовой навигационной аппаратуры.

Учебно-исследовательский отдельный командно-измерительный комплекс включает командно-измерительную станцию, пункт приема сигналов системы единого времени; радиотелеметрическую станцию, систему обработки телеметрической информации.

Курсанты под руководством опытных преподавателей решают практически все задачи, свойственные настоящему центру управления полетом и командно-измерительному комплексу. Они проводят баллистические расчеты, планируют работу бортовых систем КА и средств наземного комплекса управления, принимают и обрабатывают телеметрическую и навигационную информацию.

– Можно ли сейчас, когда «Можаец» проработал в космосе несколько месяцев, подвести первые итоги?

– Эксперименты в космосе уникальны, поэтому, несмотря на небольшой срок активного функционирования нашего КА, можно говорить о ряде новых важных результатов.

За время полета (к моменту беседы. – Прим. авт.) испытываемые блоки проработали в активном режиме более 93 часов 36 минут. По каналам телеметрии получены и проанализированы более 44800 значений оцениваемых параметров. Испытываемая аппаратура исправна. Это подтверждает возможность функционирования бортовой радиоэлектронной аппаратуры КА вне гермоконтейнера. Меньший разброс значений электрических параметров наблюдается у тех микросхем, которые лучше защищены. Исходя из этих научных результатов формулируются предложения по увеличению ресурса бортовой аппаратуры отечественных КА.

Получены результаты, показывающие возможности определения местоположения КА посредством космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS.

В образовательном плане за время работы «Можайца» усовершенствованы методики обучения курсантских расчетов практической работе при проведении сеансов связи и управления КА.

Кроме того, вскрыт целый ряд интересных особенностей эксплуатации данного космического аппарата. Решается задача оптимизации работы системы его энергоснабжения.

– Ведется ли обмен опытом работы по созданию и эксплуатации «Можайца» с другими вузами?

– Обмен научными и практическими заделами в данной области проводился на всех этапах его создания. Естественно, такая работа будет продолжаться и в дальнейшем. Более того, академия выступила инициатором разработки межуниверситетской программы развития новых технологий на основе использования малых и сверхмалых космических аппаратов. Она утверждена командующим Космическими войсками генерал-полковником

А.Н. Перминовым. Цель программы – обеспечение приоритетного развития передовых технологий в интересах обороны и народного хозяйства на основе использования новых свойств и возможностей малых и сверхмалых КА. При этом решаются следующие основные задачи. Развитие теории и практики создания КА в интересах прогресса науки о космосе, а также решения прикладных оборонных и народнохозяйственных задач. Поиск новых перспективных технологий в науке и технике. Стимулирование студенческой научной мысли в области создания и применения КА, развитие межуниверситетских творческих связей, интеграция имеющихся научно-педагогических заделов.

К работам по малым аппаратам подключены МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАИ, РНИИ «Электронстандарт», РОСТО, НПО ПМ и другие. Организован и проведен ряд семинаров по малым КА. Ближайший запланирован на июнь 2003 г. Его темой будет миниатюризация в космосе. К участию приглашены не только вузы, но и различные НИИ, производственные организации.

– Каковы, на ваш взгляд, перспективы развития малых космических annapaтoв?

– В академии уже несколько лет работает группа ученых, которая пришла к выводу о необходимости развития «малого» космоса на основе широкого использования миниатюризации в электронике, робототехнике, оптике и других отраслях техники. Это уже в ближайшие годы позволит уменьшить не только вес и габариты космических аппаратов, но и их стоимость при сохранении высокой эффективности.

Такие аппараты найдут применение как при решении общечеловеческих задач (экологический мониторинг, контроль предвестников чрезвычайных ситуаций и другие), так и в научных исследованиях, образовании и обороне страны. Создание многоспутниковых систем микроаппаратов позволит выйти на качественно новый уровень в решении перечисленных задач. Первым шагом в этом направлении является, по нашему мнению, создание спутников образовательного назначения в интересах подготовки специалистов высокой квалификации.