«СОВА» - система ориентации видеоспектральной аппаратурыВедущий: Сова - хищная птица, относящаяся к отряду совинообразных. Благодаря своей анатомии совы - единственные птицы, которые могут поворачивать голову на 180 и даже 270 градусов без поворота всего тела. При этом глаза совы неподвижны и смотрят только прямо вперёд. Такая возможность вкупе с бинокулярным зрением позволяет сове замечать даже мельчайшие детали окружающей обстановки, что позволяет ей быть весьма эффективным хищником.

В космосе на борту Международной космической станции, поселилась своя собственная «СОВА» - система ориентации видеоспектральной аппаратуры. На борту МКС, как и её природная тёзка, она точно также охотится, только здесь её добыча не зайцы или мелкие грызуны, здесь ее цель - природные и техногенные катастрофические явления. Всё это эксперимент «Ураган» - экспериментальная отработка наземно-космической системы мониторинга и прогноза развития природных и техногенных катастроф.
О.И. Скрипочка, космонавт, герой России: Сейчас я нахожусь в служебном модуле российского сегмента МКС возле иллюминатора номер девять, на котором смонтирована это аппаратура. Внешне она представляет собой металлический корпус, который закреплён на иллюминаторе. Внутри него находятся два зеркала: одно подвижное, которое поворачивается при помощи электроприводов, другое неподвижное. С помощью этой оптической системы поле зрения фотоаппарата или спектральной аппаратуры наводится на объект съёмки.
Ведущий: Например, в процессе эксперимента с помощью оборудования «СОВА» было получено большое количество изображений и спектров в непосредственной близости от извергающегося вулкана, выброс пепла которого не позволил работать вблизи него авиационной технике. В автоматическом режиме система ориентации съемочного оборудования с помощью данных систем навигации позволяет космонавтам и учёным выслеживать на поверхности планеты все интересующие их явления и уточнять детали этих процессов. Также с помощью спектрометрических измерений решается задача анализа объекта съёмки по отражательным характеристикам, выраженным в виде спектральных данных. При помощи этих данных могут быть составлены карты литологические, геоботанические, таксационные и другие. Учёные могут узнать о состоянии качества почвы, определить органические соединения, содержащиеся в воде и даже составить прогноз урожайности, производительности рыболовных хозяйств и многое другое. Первые масштабные эксперименты по орбитальной съёмке земной поверхности, а также съёмки космических объектов в научных целях проводились ещё на орбитальных станциях первого поколения. Станция “Салют-4” была оснащена объективами, встроенными в саму конструкцию модуля, и для того, чтобы перенаправить этот многотонной космический фотоаппарат приходилось корректировать ориентацию в пространстве всего орбитального комплекса.
М.Ю. Беляев, профессор, научный руководитель космических экспериментов: Надо сказать, что задача ориентации в космосе непростая. Она была решена именно у нас на предприятии под руководством академика Раушенбаха Бориса Викторовича. Эта задача решалась так: требуемая ориентация для выполнения маневров, спуска на Землю и так далее строилась с помощью датчиков ориентации и исполнительных органов-двигателей, потом, при необходимости путем разворотов всего космического аппарата. Но, конечно, для проведения экспериментов этого было мало и с запуском станции “Салют” пришлось разработать целую технологию наведения научной аппаратуры на изучаемые объекты. Проблема заключалась в том, что топлива на станциях “Салют” было мало, на построение ориентации требовалось очень много топлива. Например, чтобы выполнить разворот станции «Салют» вокруг продольной оси «Х» требовалось один-два килограмма, а вокруг поперечной оси – больше двадцати килограммов. Эта задача была решена в период выполнения экспериментов на станциях «Салют».
Ведущий: Задача ориентации станции без затрат драгоценного топлива была решена уже на орбитальном комплексе “Мир”. На модуле “Квант” были установлены гиросиловые стабилизаторы - гиродины. Теперь с их помощью выстраивали ориентацию станции в пространстве.
М.Ю. Беляев, профессор, научный руководитель космических экспериментов: Конструкция станции “Мир” очень сложная. Для того чтобы управлять станцией “Мир”, пришлось создать сложный комплекс математических моделей, и он фактически четырнадцать лет непрерывно работал, и только благодаря ему полет станции успешно продолжался, и было выполнено очень много экспериментов по наведению научной аппаратуры на исследуемые объекты. Прежде всего, это эксперименты с использованием комплекса рентгеновской аппаратуры, который как раз был установлен на модуле “Квант”. Нашим учёным тогда повезло, в те годы, в восемьдесят шестом году, вспыхнула сверхновая в Большом Магеллановом Облаке, это бывает редко: раз в пятьсот лет примерно. То есть было получено очень много замечательных результатов и именно, в большей степени, благодаря гиродинам и комплексу математических моделей, который позволял эту станцию разворачивать и наводить аппаратуру на исследуемый объект. Но это было непросто и уже тогда на станции “Мир” появилась управляемая платформа, она крепилась на корпусе станции, на нее устанавливалась научная аппаратура и в автоматическом режиме эта платформа наводилась на исследуемый объект. Эта платформа называлась АСПГ-М.
Ведущий: С запуском международной космической станции учёных и инженеров ожидал не очень приятный сюрприз. Масса МКС превышает 400 тонн, а по размерам она больше футбольного поля. Гиродины оказались не эффективными для управления столь массивной конструкцией.
М.Ю. Беляев, профессор, научный руководитель космических экспериментов: Разработчики систем управления на гиродинах, американская сторона, не учли это обстоятельство, хотя мы к ним обращались, я говорил им об этом, но им это было и не очень нужно, поскольку в те годы главная задача с их стороны заключалась в том, чтобы проводить медицинские эксперименты и эксперименты в области микрогравитации. То есть международная станция с их точки зрения должна летать в орбитальной или квази-орбитальной ориентации и разворачивать ее не надо. Но наших учёных это не устраивало, поскольку у нас все предыдущие орбитальные станции серии “Салют” и “Мир” были многоцелевыми, и мы проводили исследования в разных направлениях: астрономия, геофизика, изучение Земли. И, конечно, нам надо было решать задачу, как наводить аппаратуру на исследуемый объект. С начала полёта МКС мы использовали ручные приборы, наведение которых на исследуемые объекты выполняли космонавты. Затем возникла идея сделать автоматические системы, их назвали «СОВА». Первую такую систему мы сделали очень быстро и в прошлом году отправили на МКС, и она прекрасно работает. На неё устанавливается фотоаппарат, спектрометрическая аппаратура, и мы получаем прекрасные изображения.
Ведущий: Сейчас в ракетно-космической корпорации «Энергия», входящей в состав госкорпорации «Роскосмос», проходят наземные испытания дополнительных модернизированных комплексов для этой аппаратуры, которые позволят проводить исследования в более широком диапазоне.
И.В. Рассказов, куратор научной аппаратуры «СОВА»: Процесс разработки научной аппаратуры включает в себя много подэтапов, один из них это производство образца для КДИ (конструкторско-доводочные испытания). Он нужен для того, чтобы проверить правильность принятых технических решений при разработке этой аппаратуры и протестировать его на необходимые условия доставки и использования в космическом полете. В данный момент мы проводим климатические испытание нашей аппаратуры: выдерживает ли она нужные температуры, влажность и другие условия при запуске на МКС.
Ведущий: Система ориентации видеоспектральной аппаратуры «СОВА» предназначена для установки на иллюминаторах служебного и многоцелевого лабораторного модуля российского сегмента МКС. Вот это кольцо будет крепиться на иллюминатор, а уже непосредственно на него будет крепиться съемочное оборудование, и уже без участия космонавта по координатам, интересующим ученых, учитывая положение станции, будет самостоятельно, в полностью автономном режиме, производить съемку поверхности Земли. Информация с камер тут же поступает на управляющий компьютер, а оттуда уже учёным.
И.В. Рассказов, куратор научной аппаратуры «СОВА»: Научная аппаратура входит в состав служебного модуля Международной космической станции, программное обеспечение, которое работает с этой аппаратурой, берет всю баллистику и данные по навигации станции непосредственно от станции и на основе координат необходимых нам объектов рассчитывает нужные углы отклонения платформы наведения и оптической оси, и выполняет ее отклонение.
Ведущий: Платформа наведения «СОВА-228» устанавливается на иллюминатор служебного модуля диаметром 228 миллиметров и обеспечивает возможность поворота установленной на ней съёмочной аппаратуры на 180 градусов вокруг оси визирования и наведения с углом отклонения не менее 20 градусов в одной плоскости от оптической оси иллюминатора. Платформа 426 будет устанавливаться на иллюминатор диаметром 426 миллиметров, как в служебном модуле “Звезда”, так и в многофункциональном модуле “Наука” и обеспечит возможность наведения съемочной аппаратуры по двум взаимно перпендикулярным осям с углами отклонения не менее 30 градусов.
М.Ю. Беляев, профессор, научный руководитель космических экспериментов: Нынешняя «СОВА», конечно, прекрасно работает и для спектрометрической аппаратуры, и для съемки земной поверхности, но с небольшими объективами. А для аппаратуры с большими объективами я думаю, со временем в невесомости качество разрешения может ухудшаться, поэтому использование специальных актуаторов в этих новых платформах будет оправдано.
Ведущий: Орбитальная станция является той платформой с необходимыми условиями, на которой отрабатываются космические технологии. Такая платформа позволяет оперативно вносить изменения в создаваемые конструкции. Впоследствии подобная технология системы ориентации видеоспектрометрической аппаратуры после ее отработки на МКС, возможно, попадет уже на автоматические спутники дистанционного зондирования Земли. Космическая «СОВА» позволит без изменений ориентации самого космического аппарата изменять направление оси наблюдений, что в свою очередь позволит не расходовать топливо необходимое для поддержания орбиты космического аппарата, и в целом увеличит время активного существования спутника.

«СОВА» - система ориентации ви...
«СОВА» - система ориентации видеоспектральной аппаратуры

 

 

 

Международная космическая станция Автоматические космические системы Роскосмос РКК Энергия "Морской старт" и "Наземный старт" "Морской старт" и "Наземный старт"