ТУСУР в большом космосе

Проверка для «Аиста»

Входящий в состав ТУСУР Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики – единственный в России разработчик и производитель испытательного оборудования, с помощью которого в автоматическом режиме осуществляется измерение и функциональный контроль параметров энергопреобразующей аппаратуры космического аппарата, а также предстартовая подготовка космических аппаратов непосредственно перед их запуском. В настоящее время испытательные комплексы НИИ АЭМ установлены на действующих российских космодромах «Плесецк» и «Байконур», а также на новом космодроме «Восточный».

В конце апреля 2016 года состоится первый старт с космодрома Восточный – ракета-носитель «Союз 2.1а» выведет на орбиту спутник «Аист-2Д», оптико-электронный аппарат дистанционного зондирования Земли, способный обеспечить съемку земной поверхности с разрешением в полтора метра.

В создании «Аист-2Д» приняли участие два российских университета – Самарский государственный аэрокосмический университет и ТУСУР. Для создания нового спутника «Аист-2Д» НИИ АЭМ ТУСУР разработал автоматизированный комплекс уникального испытательного оборудования на базе имитаторов солнечных, аккумуляторных батарей и нагрузочных устройств.

По словам директора НИИ АЭМ ТУСУР Виктора Рулевского, комплекс оборудования, обеспечивающий полный цикл отработки и настройки энергопреобразующей аппаратуры при разработке спутника, а также его предстартовую подготовку, был изготовлен в НИИ АЭМ и передан в 2015 году заказчикам – разработчикам «Аист-2Д»: ученым Самарского государственного аэрокосмического университета и специалистами ракетно-космического центра «Прогресс». С помощью этого оборудования, установленного на космодроме Восточный,  будет также проведен полный цикл предстартового функционального контроля энергопреобразующей аппаратуры спутника непосредственно перед запуском. 

– Главная задача проведения таких испытаний – это проверка всей энергетической системы космического аппарата, от которой зависит работа спутника во время пуска, при выходе спутника на орбиту и продолжительность срока эксплуатации в космосе, – говорит Виктор Рулевский. – Комплекс оборудования, не имеющий российских аналогов, состоит из имитаторов солнечных батарей, имитаторов аккумуляторных батарей, имитаторов нагрузки и зарядно-разрядных программно-аппаратных комплексов. Он позволяет на всех этапах разработки и создания энергетической системы космического аппарата осуществить полный комплекс наземных испытаний в автоматическом режиме, настройку, отработку всех штатных и аварийных режимов работы космического аппарата, сымитировать различные ситуации.

Горячая замена

НИИ АЭМ является, по сути, единственным в стране производителем оборудования для предстартовых испытаний  и подготовки энергетической системы космических аппаратов, но при этом постоянно его совершенствует. Недавно НИИ АЭМ отправил заказчику – индустриальному партнеру ТУСУР АО «Информационные спутниковые системы им. академика М.Ф. Решетнева» (АО «ИСС») первый комплект имитаторов аккумуляторных батарей с принципом горячего резервирования и горячей замены. До конца года НИИ АЭМ ТУСУР планирует изготовить и поставить на предприятие еще девять таких комплектов.   

Разработчикам удалось впервые реализовать при создании наземной испытательной аппаратуры для космических аппаратов принцип горячего резервирования и горячей замены. Этот принцип еще не реализован у европейских производителей, аналогов оборудованию института в России также не существует.

Принцип горячего резервирования и горячей замены позволит обеспечить бесперебойную работу при наземном испытании космического аппарата: повысит качество и надежность испытаний, уменьшит вероятность сбоев и аварийных ситуаций.

– Модульный принцип, принцип горячей замены поможет избежать ситуации выхода из строя оборудования полностью, что случается при длительных испытаниях космических аппаратов в термобарокамере, – подчеркивает Виктор Рулевский, директор НИИ АЭМ ТУСУР. – До настоящего момента при выходе из строя отдельного блока или узла установки происходил сбой аппаратуры полностью и приходилось начинать испытания заново. Сейчас, если один модуль вышел из строя, другие распределят нагрузку на себя, и, не останавливая испытание, можно на ходу, не выключая стойки, заменить модуль.

Навигационные перспективы

НИИ АЭМ – самый яркий, но далеко не единственный пример работы ТУСУР в интересах космической промышленности страны. Университет активно развивает сеть деловых контактов, формируя основу для новых космических проектов.

– В 2015 году ТУСУР подписал соглашение о сотрудничестве с Институтом космических исследований Российской академии наук, головным научным учреждением по исследованию Космоса. Кроме того, было подписано соглашение с Московским авиационным институтом (национальным исследовательским университетом). Также ТУСУР активно сотрудничает с ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина», с ОАО «РКК «Энергия», АО «РКЦ «Прогресс», ПАО «Сатурн». Таким образом, ТУСУРом сформирована основа космического кластера для создания инновационной продукции для решения актуальных задач освоения космического пространства, – говорит ректор ТУСУР Александр Шелупанов.

Серьезные результаты, которые сегодня уже внедряются индустриальным партнером университета, были достигнуты в ходе выполнения масштабных исследовательских проектов, софинасируемых государством. Задача проектов – повышение надежности космических аппаратов и увеличение доли отечественных технологий при их создании.

В 2015 году ученые ТУСУР и специалисты АО «ИСС» разработали систему автономной спутниковой навигации, которая может без посредничества наземных станций принимать сигнал всех четырёх существующих спутниковых систем: GPS, ГЛОНАСС, Galileo и "Бэйдоу" (Compass). Это позволит обеспечить навигацию космических аппаратов независимо от наземной инфраструктуры. Благодаря внедрению новых схемных и конструкторско-технологических решений, разработчикам удалось существенно уменьшить габариты и вес прибора. Если разработки предыдущего поколения весили от 5 до 15 кг, вес данного прибора составляет менее 2 кг. Это очень важно, ведь одна из задач – сократить вес «неполезной» нагрузки, приборов и устройств, которые обеспечивают функционирование спутника на орбите. Чем легче и надежнее спутник, тем дольше он будет работать, тем большее количество задач он будет выполнять благодаря увеличению «полезной» нагрузки, того оборудования, ради которого создается и запускается данный космический аппарат.

Разработкой перспективной системы автономной навигации в ТУСУР занимались несколько подразделений – сотрудники НИИ радиотехнических систем (НИИ РТС) разрабатывали принципиальную схему прибора и оригинальное программное обеспечение, НИИ космических технологий (НИИ КТ) обеспечили конструкторскую часть, в НИИ систем электрической связи (СЭС) и НОЦ «Нанотехнологии» ТУСУР были спроектированы и изготовлены опытные образцы сверхвысокочастотных монолитных интегральных схем на основе собственной технологии.

После успешного завершения проекта – система прошла все испытания и сейчас устанавливается на новых спутниках АО «ИСС» – НИИ КТ ТУСУР и АО «ИСС» приступили к выполнению нового проекта. Как и предыдущий, он выполняется в рамках постановления Правительства РФ № 218 о создании высокотехнологичных производств. Его итогом станет новая энергопреобразующая аппаратура для космической отрасли России, технические характеристики которой будут в полтора раза лучше по сравнению с существующими приборами.

– Разработанное в ТУСУР оборудование сейчас не только обеспечивает предполетную подготовку и испытания, но и устанавливается на борту спутника, обеспечивая его стабильную долгую работу. Запуск космического аппарата обеспечивают сотни высококлассных специалистов НИИ, университетов и предприятий, и мы гордимся, что работа ученых ТУСУР в составе этого коллектива позволяет нашей стране оставаться ведущей космической державой мира, – подчеркнул ректор ТУСУР Александр Шелупанов.