КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ И ОБЛИК ПЕРСПЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ВЗАИМНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
© И.В.Воронец
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2002 г.
Космический транспорт, обслуживающий орбитальные станции, сближается и причаливает к стыковочным узлам с высокой, заданной их конфигурацией точностью. Прогресс космической техники пока не совершил кардинального скачка в направлении удешевления стоимости вывода на орбиту единицы массы. Поэтому снижение массы отдельных элементов космической техники и комплексов в целом остаётся важной задачей. Так, тяжеловесный (порядка 100 кг) радиолокационный измеритель параметров относительного движения космических объектов на дальнем участке сближения в скором времени будет заменен спутниковой системой навигации. Для ближнего участка разработана и отчасти изготовлена радиолокационная система ближнего действия, основанная на последних теоретических разработках и компонентах. Однако её облик, хотя и отвечает заданным требованиям, не позволяет её отнести к совершенной системе.
В докладе предлагается обсудить концепцию построения перспективной многофункциональной системы измерения ближнего действия. Некоторые принципы её построения следующие:
− по возможности массу каждый раз запускаемой части аппаратуры снизить за счёт увеличения массы части аппаратуры, поддерживаемой на орбите;
− в ущерб увеличению массы обеспечить обоюдостороннее измерение (владение) измеряемой информацией;
− для уменьшения массы уменьшить количество антенн и фидерных устройств;
− перенести обработку сигнала из антенных модулей с тяжёлыми компонентами в легко заменяемые блоки герметичного отсека;
− для повышения вероятности безотказной работы дублировать не комплекты полностью, а отдельные тракты прохождения сигнала или функциональные каналы в той мере детализации, в которой система контроля способна будет выявить отказавший тракт или канал;
− заменять (касается орбитального комплекта) не только полностью комплекты, но по возможности и модули в них;
− основную обработку сигнала перенести в область цифровых вычислительных средств;
− обеспечить при разумном увеличении дополнительных компонентов и в основном за счёт вычислителей дублирование измерений, пусть и с худшими показателями качества;
− на самом ответственном заключительном этапе обеспечить одновременную работу датчика другой физической природы или иного диапазона длин волн, например, оптического;
− для устранения неоднозначности измерений использовать новые предложенные автором методы, не требующие дополнительных антенн или существенного разноса длин волн, а, следовательно, и дополнительных трактов прохождения сигнала и т. д.
В докладе представлены: детальный облик функциональной схемы системы, временные диаграммы и спектры сигналов, функциональные возможности системы, принципы измерений и их схемная реализация, а также обоснование выбора технических характеристик, модели, программные продукты и результаты моделирования отдельных каналов измерения, оценка массы и стоимости комплекта.
Предложенная система может быть использована для посадки самолётов, их дозаправки в воздухе, для захода кораблей в бухту по сложной линии пути. В более простом исполнении — как система предупреждения о столкновении с другим транспортным средством.