Баллистическое, аппаратурное обеспечение и дистанционное управление полетом автоматических космических аппаратов

Особенностью космических аппаратов (КА), создаваемых в НПО им. С.А. Лавочкина является их разнообразие. Автоматические КА разрабатывались и для низких околоземных траекторий, и для полетов по вытянутым эллиптическим орбитам, и для существования на геостационарной орбите, и для полетов к другим планетам и объектам Солнечной системы. Наиболее дискутируемым в последние годы вопросом является необходимость и возможность унификации процесса обеспечения управления столь разнообразными космическими аппаратами. Методы подхода к решению данного вопроса рассматриваются в настоящих материалах.

1 История вопроса

Разнообразие космических аппаратов, создаваемых в НПО им. С.А. Лавочкина одновременно обуславливает их несерийность. То есть при создании нового КА приоритетом является не воспроизведение в максимальном объеме функций и возможностей предшественника, а достижение новой целевой функции, которая в обязательном порядке должна быть существенно обновлена. Это связано в первую очередь с научным характером задач космических аппаратов, требующих использования различных телескопов, исследовательских приборов, орбит, информационных потоков, энергетического обеспечения, средств по обеспечению защиты от вредных воздействующих факторов. Конечно, успешные достижения, полученные на КА научного назначения, могут и должны использоваться на последующих аппаратах, но метод этого использования состоит в построении ряда КА, при котором каждый последующий решает все более сложную задачу, опираясь на результаты предыдущей экспедиции. В первую очередь это относится к сериям КА, предназначавшимся для исследования Луны и планет солнечной системы и миссиям астрофизических наблюдений. Слово «серия» здесь упомянуто умышленно, чтобы подчеркнуть, что такие серии аппаратов не относятся к традиционному понятию «серийных космических аппаратов». Чтобы избежать путаницы понятий, правильнее было бы сказать не «серия», а «цепочка», «поколение» или «последовательность» космических аппаратов. В дальнейшем будем использовать термин «поколение» для того, чтобы подчеркнуть, что для научных исследований (относящихся в первую очередь к дальнему и среднему космосу) не создаются серийные КА. Особенностью понимания этого термина является то, что поколение космических аппаратов, за счет постепенного усложнения позволяет в итоге решить одну конкретную научную задачу исследований, решая по пути отдельные частные задачи. При этом характеристики и задачи аппаратов, составляющих поколение, вообще говоря, не совпадают.

Как результат, непосредственное управление космическими аппаратами и создание средств автоматизации управления полетом сосредоточилось, в основном, в скоординированной работе следующих организаций: ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» (НПОЛ), Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН (ИПМ) и ОАО «Российские космические системы» (РКС).

НПОЛ обеспечивало подготовку центра управления полетом и непосредственно управляло полетом КА собственной разработки силами собственного персонала.

ИПМ обеспечивало баллистическую поддержку полета, так как за несколько десятилетий совместных работ эта организация накопила опыт и сохранила кадры для поддержки разнообразных околоземных экспедиций и межпланетных полетов.

РКС обеспечивало подготовку наземных станций управления и участвовало в разработке большинства бортовых служебных радиокомплексов, решая эти задачи также для разнообразных типов КА, в том числе и для межпланетных полетов.

Следует отметить, что подобная практика использовалась и используется всеми головными предприятиями космической отрасли на начальном этапе разработки новых серий космических аппаратов.

Однако с 1996 года и по настоящее время в НПОЛ, в силу различных причин, не был запущен ни один космический аппарат научного назначения. Теперь, в конце 2010 года, находясь на завершающем участке к возобновлению запусков КА научного назначения, необходимо рассмотреть концептуальные вопросы организации управления этими и последующими аппаратами с целью наибольшего удовлетворения реалий и возможностей текущего момента.