Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка многофункционального бортового комплекса управления для малых космических аппаратов с использованием радиационно-стойкой элементной базы российского производства класса "система на кристалле"

Докладчик: Шайдуров Владимир Викторович

Должность: Зав. кафедрой, член-кор. РАН, профессор,д-р физ.-мат. наук

Цель проекта:
1. Получение значимых научных результатов для построения высокотехнологичной, унифицированной платформы малых космических аппаратов на основе элементной базы российского производства пятого поколения, позволяющей комплексно решать перспективные задачи космического мониторинга, дистанционного зондирования Земли и связи. 2. Моделирование и макетирование различных технических решений и технологических условий по созданию бортового комплекса навигации, ориентации и управления, ориентированного на эффективное функционирование в течении длительного срока активного существования малых космических аппаратов на основе передовых достижений отечественной микроэлектроники с использованием устройств класса «система на кристалле»

Основные планируемые результаты проекта:
1. В результате выполнения работ по проекту будут разработаны:
− концепция сетевой архитектуры бортового комплекса управления (БКУ) малого космического аппарата (КА);
− методы и сценарии переключения резервных комплектов при отказах бортовой аппаратуры в сетевом БКУ;
− опытный образец БКУ с сетевой архитектурой для малых КА;
− программно-аппаратный комплекс специальных испытаний радиоэлектронной аппаратуры КА;
− результаты экспериментальной отработки отказоустойчивости сетевого БКУ.
2. Результаты проекта направлены на использование в области проектирования и разработки автоматических космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, связи, навигации и геодезии; создания перспективных систем управления и контроля исполнительной прецизионной автоматики космических аппаратов; создания систем пространственной ориентации и навигации; систем энергопреобразующей аппаратуры КА.
3. Разработанные технологии проектирования специализированных «систем на кристалле» окажут положительное влияние на развитие научно-технологических направлений в стратегических областях отечественной экономики: авиакосмического приборостроения, микроэлектроники, энергетики и вычислительной математики. Новые технологические решения позволят повысить качество управления бортовых систем и выйти на принципиально новый уровень в организации управляющей аппаратуры КА.
4. Бортовой комплекс управления КА обладает набором характеристик, позволяющим его поставить в один ряд с мировыми аналогами, разрабатываемыми иностранными фирмами-производителями в области космического приборостроения работающими в сотрудничестве с ESA, NASA, Surrey Space Centre, Guildford (Англия), Astrium SAS, Velizy (Франция) и др.
5. Технологические риски внедрения качественно новой архитектуры сетевого БКУ, могут быть существенно снижены за счет применения последних достижений в области отечественной микроэлектроники, углубленной наземной экспериментальной отработки прототипа БКУ и проведения лётно-космических испытаний в составе технологических КА. В настоящее время в космической отрасли РФ, создан необходимый научно-технический задел, позволяющий разработать единую унифицированную аппаратно-программную платформу для бортовых комплексов управления КА различного класса на основе высокоэффективных информационно-управляющих бортовых сетей и модульной конструкции, объединяющей все функциональные узлы БКУ в единый малогабаритный аппаратно-программный комплекс с широкими возможностями функционально-аппаратной модернизации.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Результаты проекта планируется использовать на предприятиях космической отрасли, при выполнении ОКР по проектированию реконфигурируемых бортовых систем малых КА, распределенных систем управления и модулей технического зрения портативных устройств, а так же встраиваемых процессорных ядер для микроэлектронных систем на кристалле.
2. Результаты работы могут быть использованы для создания малых и сверхмалых космических аппаратов, лабораторных и рабочих мест по их изготовлению, наземной экспериментальной отработки бортовой аппаратуры для платформ космических аппаратов. Возможными потребителями результатов работы являются разработчики и производители космических аппаратов и их компонентов, в том числе: ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина», ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф. Решетнёва», ВНИЭМ и др.
3. Результаты проекта позволят создать необходимый научно-технический задел для внедрения единой унифицированной аппаратно-программной платформы для бортовых комплексов управления малыми КА на основе высокоэффективных информационно-управляющих бортовых сетей и модульной конструкции, объединяющей все функциональные узлы БКУ в единый малогабаритный аппаратно-программный комплекс с широкими возможностями функционально-аппаратной модернизации. Вместе с тем, в сопутствующих секторах рынка должно произойти качественное увеличение спроса на БКУ ответственного применения и распределенные системы управления.

Текущие результаты проекта:
1. Выполнен аналитический обзор научных и информационных источников. Проанализирована научно-техническая литература в нескольких аспектах, касающихся разработки бортового комплекса управления (БКУ) для малых космических аппаратов (МКА): архитектура БКУ, бортовое программное обеспечения, организация внутрисистемных и бортовых интерфейсов, навигационная аппаратура.
2. Разработан регламент проведения патентных исследований, осуществлен поиск патентной документации по Российским и международным базам данных.
3. Выполнено исследование, обоснование и выбор принципов, методов и средств создания системы сетевой, модульной архитектуры для БКУ МКА.
4. Проработаны варианты возможных решений задачи и их сравнительный анализ. Обоснован выбор оптимального варианта решения задачи проектирования БКУ МКА, аппаратуры ориентации МКА и целевой аппаратуры
5. Разработан технический проект, конструкторская и программная документация на Программно-аппаратного комплекса специальных испытаний радиоэлектронной аппаратуры (ПА КСИ РЭА).
6. Изготовлен и испытан отладочный комплект ПА КСИ РЭА.
7. Разработана программная документация для IP-блоков БКУ.