Внедрение

Разработка технологии испытаний бортовой аппаратуры в космическом пространстве

11 Ноября 2024
Разработка технологии испытаний бортовой аппаратуры в космическом пространстве

Российские исследователи компании, входящей в структуру Роскосмоса, разработали модель и алгоритм подготовки и проведения испытаний бортовой аппаратуры космических аппаратов в открытом космическом пространстве. Рассмотрена последовательность действий, позволяющая повысить достоверность экспериментальной отработки. Уточнён конструктивно-технологический облик стенда, включающего тестовые блоки внутри герметичного отсека орбитальной станции и крейт (crate – контейнер) в открытом космическом пространстве для установки унифицированных модулей с испытуемой бортовой аппаратурой. Определены технические требования к крейту.

Выполнена эскизная проработка крейта для испытаний бортовой служебной и целевой аппаратуры космических аппаратов в составе унифицированных модулей в открытом космическом пространстве.

Авторы исследования отмечают, что результаты испытаний повышают степень соответствия цифрового двойника бортовой аппаратуре. При этом снижается риск крупных финансовых потерь, связанных с возможными отказами бортовой аппаратуры в процессе лётных испытаний, делающими невозможной дальнейшую полноценную штатную эксплуатацию космических аппаратов КА. Унификация этапов подготовки и проведения испытаний сокращает требуемые временные и финансовые затраты и делает их доступными для бортовой аппаратуры различного назначения. Также была показана целесообразность проведения дополнительных натурных испытаний бортовой аппаратуры на орбитальной станции в реальных полях мировых систем наземной и космической связи и навигации, гравитационных и/или магнитных полях Земли, Солнца и Луны с реальными образами звёзд, планет, спутников, космических аппаратов во всех диапазонах излучений, исследуемых факторов космического пространства одновременно с синергетическим воздействием дестабилизирующих факторов космического пространства (ДФКП), а также в режиме функционировании аппаратуры, максимально приближенном к штатному. В совокупности с наземной экспериментальной отработкой будет повышена достоверность подтверждения соответствия характеристик аппаратуры требованиям, заданным в техническом задании.

Данные испытания позволят уточнять и верифицировать расчётные модели аппаратуры, повышать достоверность расчётов, проведённых до этапов разработки изделий или экспериментальной отработки. Испытания позволят своевременно выявить слабые места в технических решениях, заложенных в аппаратуре, устранить их, доработать бортовую аппаратуру, как следствие — снизить риск получения отрицательного результата при последующих летных испытаниях космических аппаратов и минимизировать объём доработок аппаратуры перед запуском в серийное производство. Особенно это важно для мелкосерийного производства космических аппаратов.

Учёные ставили перед собой следующие задачи:

• определить последовательность подготовки и проведения испытаний аппаратуры в космическом пространстве;

• сформулировать требования к стенду;

• определить состав стенда и назначение его составных частей;

• сформулировать требования к крейту и предложить его облик;

• предложить конструктивно-технологический вариант унифицированного модуля.

Ниже детализированы некоторые используемые в статье термины:

• Крейт для испытаний в космическом пространстве (крейт ИКП) — каркас с установленными в нём унифицированными модулями с испытуемой аппаратурой и служебными блоками для организации испытаний бортовой аппаратуры в космическом пространстве.

• Каркас крейта ИКП — конструкция, предназначенная для установки унифицированных служебных блоков и унифицированных модулей с испытуемой аппаратурой. Каркас крейта содержит шину питания и заземления; коммуникационную шину, предназначенную для информационного обмена между блоками и тестовым оборудованием; привалочную плоскость для обеспечения температурных режимов и ловители для юстировки позиционирования модуля в крейте.

• Унифицированный модуль ИКП — модуль с размещаемой в нём испытуемой бортовой аппаратурой. Помимо испытуемой аппаратуры, в состав модуля входят служебные субблоки, обеспечивающие телеметрирование процесса испытаний и сопряжение тестовой аппаратуры с испытуемой через универсальный разъём. Унифицированный модуль, имеющий минимальную высоту, называется единичным, при этом высота любого модуля кратна высоте единичного модуля и не может превышать 10 единиц.

• Ловитель — элемент конструкции крейта, производящий захват направляющих элементов модуля с целью его точного позиционирования в крейте для дальнейшей стыковки унифицированного соединителя.

Рассмотрена последовательность подготовки и проведения испытаний аппаратуры в открытом космическом пространстве на орбитальной станции. Уточнён конструктивно-технологический облик стенда, включающего тестовые блоки внутри герметичного отсека орбитальной станции и крейт в открытом космическом пространстве для установки унифицированных модулей с испытуемой бортовой аппаратурой. Определены технические требования к крейту. Выполнена эскизная проработка крейта для испытаний бортовой служебной и целевой аппаратуры космических аппаратов в составе унифицированных модулей в открытом космическом пространстве.

Отмечены положительные эффекты от подготовки и проведения в рассмотренной последовательности испытаний аппаратуры в открытом космическом пространстве на орбитальной станции.

В совокупности с наземной экспериментальной отработкой повышается достоверность подтверждения соответствия характеристик аппаратуры требованиям, заданным в техническом задании. Результаты испытаний повышают степень соответствия цифрового двойника бортовой аппаратуре. Снижается риск крупных финансовых потерь, связанных с возможными отказами бортовой аппаратуры в процессе лётных испытаний, делающими невозможной дальнейшую полноценную штатную эксплуатацию КА. Унификация всех этапов подготовки и проведения испытаний сокращает требуемые временные и финансовые затраты и делает их доступными для бортовой аппаратуры различного назначения.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал

По материалам открытых источников

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~7hBZW
22.11.2024
Одной из областей, которая стала мега популярной, является навигация космических аппаратов. Эти исследования, по мнению компании «Спейс Икс», имеют потенциал для улучшения различных аспектов космических миссий, от точного орбитального позиционирования до более эффективных манёвров в космосе, и потенциально могут изменить способы навигации за пределами земной атмосферы.
21.11.2024
Простое заполнение города новейшими технологическими атрибутами не кажется с позиций здравого смысла разумным или даже осуществимым.
19.11.2024
Форум по устойчивому развитию космоса, проведённый в Женеве Международным союзом электросвязи (МСЭ), продемонстрировал консенсус в отрасли по вопросу сохранения жизнеспособности космического пространства.
16.11.2024
Эксперты факультета космических исследований МГУ имени М.В. Ломоносова провели анализ перспективных финансовых инструментов поддержки космической отрасли в России и пришли к выводу, что только бюджетных денег не хватит для реализации космических проектов.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Необходим поиск отечественных специалистов в области кибербезопасности сельского хозяйства
Перспективы реализации дорожной карты одного из направлений Национальной технологической инициативы (НТИ) в области сельского хозяйства, по просьбе журнала «Вестник ГЛОНАСС», оценил эксперт в навигационно-информационной сфере Семён Видный. В современных, быстроизменяющихся условиях особого решения требуют вопросы безопасности (направление SafeNet), тем более на таком значимом для государства агросекторе. В этом направлении на данный момент – огромное количество профессиональных участников. Но большинство из них используют иностранные наработки, что в настоящий момент и на перспективу неприемлемо. Также все профессионалы никогда не занимались этим специфическим сектором экономики – сельским хозяйством. Так что здесь придётся ещё поискать участников.
Аграриям предстоит работать в одной системе координат
Как известно, основой современного цифрового агрокомплекса является картогорафирование. Семён Видный, эксперт в области применения современных навигационно-информационных технологий в сельском хозяйстве поделился с читателями журнала «Вестник ГЛОНАСС» с кругом решаемых проблем при обработке массивов картографических данных. Таким образом, выяснилось, что все используют данные в различных системах координат, но пытаются укладывать их на одну картографическую основу и, соответственно, получают нестыковки и ошибки. Всё это приводит к тому, что используемые данные из Роскадастра, из Центров химизации и от высокоточных источников (данные дистанционного зондирования Земли, данные с беспилотников и высокоточных навигационных или геодезических приборов) не состыковываются друг с другом и только вводят в заблуждение сельхозтоваропроизводителей и собственников сельхозземель. И это также отражается на отношениях со смежными землепользователями.