Состав, структура и взаимодействие составных частей ракетно-космического комплекса при его эксплуатации

Материалы лекций № 1.4 и 1.5.

Состав, структура и взаимодействие составных частей ракетно-космического комплекса при его эксплуатации.

*****

Понятие космической системы. Структура космической системы. Задача управления функционированием космическим аппаратом в полете. Космические компоненты системы управления эксплуатацией КА. Наземные компоненты системы управления эксплуатацией КА и их взаимодействие. Некоторые другие компоненты ракетно - космического комплекса, их место в космических системах и выполняемые задачи.

Приложение 1. Задача управления движением ракеты-носителя и космического аппарата.

Приложение 2. Некоторые датчики, используемые в системе ориентирования КА.

*****

1.4-5.1. Понятие космической системы. Структура космической системы.

Космические аппараты, совместно решающие некоторую задачу в космическом пространстве, и наземные системы, обеспечивающие их нормальную эксплуатацию, составляют космическую систему.

Космическая система — совокупность согласованно действующих и взаимосвязанных технических средств космического комплекса и наземного специального комплекса(аппаратура приёма и передачи информации), предназначенная для решения целевых задач. В состав космической системы могут входить несколько космических комплексов. Принципы функционирования, состав и структура конкретной космической системы определяются решаемыми целевыми задачами и способом доставки информации.

Применяются два способа доставки информации из космоса:

1.  передача ее по радиоканалам связи с регистрацией на наземных пунктах приема специальной информации (ППСИ);

2.  сброс информации в специальных капсулах (спускаемых аппаратах) на полигоны посадки.

В обоих случаях информация для полной обработки доставляется в центр обработки специальной ин информации (ЦОСИ). С освоением широкополосных систем передачи информации в направлениях КА — ППСИ и КА — ИСЗ-ретранслятор — ЦОСИ получены возможности создания космических систем, в которых информация доставляется потребителю без задержки, практически в реальном масштабе времени.

Космические систем для изучения природных ресурсов, метеорологические и другие получают необходимую информацию с помощью устанавливаемой на КА специальной радиометрической, локационной и оптической аппаратуры с чувствительными элементами, работающими в различных диапазонах электромагнитного и теплового излучения. Объём и частота съёма информации определяются программой, закладываемой на борт КА. Взаимодействие всех элементов космической системы осуществляется через центральный пункт управления (ЦПУ) АСУ, который определяет программу управления КА на основе оперативной оценки состояния каждого КА, знания их взаимного положения и движения в пространстве, учёта степени решения целевой задачи. ЦПУ АСУ работает в тесном взаимодействии с ЦОСИ, центральными узлами связи (для связных систем) или контрольными пунктами пользователей (для навигационных систем) и т. п. Упрощенная структура космической системы приведена на рисунке 1.4-5.1.

1.4-5.2. Задача управления функционированием космическим аппаратом в полете.

Управление космическим аппаратом в полете — комплекс работ (процессов, операций), обеспечивающих выполнение целей, задач и программы полёта КА. Руководство работами по управлению всеми КА, находящимися в полёте, осуществляется центральным командным пунктом, а по управлению космическим аппаратом определенного типа — центральным пунктом управления наземного автоматизированного комплекса управления.

Управление космическим аппаратом в полете включает в себя:

Ø разработку и передачу на борт текущих программ и управляющих команд,

Ø контроль их прохождения и исполнения,

Ø корректировку текущих задач и программ в ходе полёта;

Ø измерение параметров движения КА,

Ø определение и прогнозирование параметров орбит и при необходимости их коррекцию;

Ø телеметрический контроль и техническое диагностирование систем и агрегатов КА;

Ø восстановление работоспособности и обеспечение максимального срока активного существования КА, т. е. оптимизацию режимов работы приборов, рациональное расходование энергоресурсов и их восполнение и др.;

Ø обеспечение устойчивости и регулярности всех видов связи Земля — борт — Земля;

Ø выполнение комплекса работ по возвращению спускаемых аппаратов (управление системами спуска, слежение за спускаемыми аппаратами, посадка в заданном районе, определение места приземления) или их посадки на поверхность небесного тела;

Ø

взаимодействие со специальными наземными комплексами (поисково-спасательным, приёма и обработки метеоинформации, спутниковой связи и др.).

К задачам управления космическим аппаратом в полете относятся также моделирование и имитация (с помощью ЭВМ, физических моделей и аналогов) различных нештатных ситуаций, возникающих на борту КА в полёте, с целью принятия обоснованных решений.