Россия показывает новые возможности управления в дальнем космосе

На фоне ярких новостей в области отечественной пилотируемой космонавтики на прошлой неделе практически незамеченным прошло сообщение о том, что 28 июля 2021 г. в рамках совместного российско-европейского проекта «ЭкзоМарс» после серии тестовых прогонов состоялся первый полноценный сеанс управления космическим аппаратом TGO миссии «ЭкзоМарс-2016» с помощью средств Российского комплекса приема научной информации и резервного управления (РКПНИиРУ).

Вместе с тем, первый полноценный сеанс управления космическим аппаратом TGO с помощью средств РКПНИиРУ имеет исключительно важное значение для отечественных фундаментальных космических исследований.

В любом космическом проекте есть два сегмента: бортовой, т.е. сам космический аппарат, и наземный, который обеспечивает управление космическим экспериментом и получение информации, в том числе научной, с борта космического аппарата. И управление космическим аппаратом, который находится на расстоянии в сотни миллионов километров, и получение информации с него – сложная техническая задача, которая под силу далеко не всем космическим державам.

В 2016 году, после длительного перерыва в отечественных исследованиях планет Солнечной системы (их расцвет пришелся на 1970-е – 1980-е годы), с космическими аппаратами, находящимися в дальнем космосе стал работать Российский комплекс приема научной информации (РКПНИ).

РКПНИ был создан по заказу Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» кооперацией организаций Российской академии наук (ИКИ РАН) и предприятий Госкорпорации «Роскосмос», в первую очередь АО «ОКБ МЭИ», при участии специалистов АО «ЦНИИмаш».

Этот комплекс был создан на базе двух антенных систем АО «ОКБ МЭИ» с диаметром зеркал 64 метра, которые расположены в Центрах дальней космической связи (ЦДКС) Медвежьи Озера и Калязин.

Информация, поступающая с космического аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) российско-европейской миссии «ЭкзоМарс-2016», предназначенного для исследований атмосферы Марса, регистрируется отечественными антенными системами и передается в ЦУП проекта «ЭкзоМарс», который расположен в Европейском центре космических операций (ESOC) в Германии.

С начала проведения в 2018 году номинальных научных операций в рамках миссии «ЭкзоМарс-2016» и в настоящее время отечественный комплекс РКПНИ обеспечил получение более половины всей научной информации. Доказав свою высокую эффективность и надежность, РКПНИ также привлекался для приема информации с европейского космического аппарата «Марс-Экспресс» (Mars Express), при этом специалистами АО «ОКБ МЭИ» была реализована уникальная технология, которая обеспечила одновременный прием информации с двух космических аппаратов находящихся на орбите вокруг Марса (TGO и «Марс-Экспресс»).

Поэтому большой интерес отечественных и зарубежных специалистов вызывает следующий шаг российских ученых и инженеров — создание на базе РКПНИ российского комплекса, который будет не только обеспечивать прием научной информации с космических аппаратов, находящихся в дальнем космосе, но и решать куда более амбициозные задачи — управление ими.

64-метровая антенна Центра дальней космической связи АО «ОКБ МЭИ» Медвежьи Озера

Новый комплекс получил название Российский комплекс приема научной информации и резервного управления (РКПНИиРУ), и в настоящее время создается для обеспечения передачи команд управления на космические аппараты с использованием антенны в ЦДКС Медвежьи Озера.

Готовность РКПНИиРУ должна быть обеспечена к моменту начала второго этапа проекта «ЭкзоМарс» (миссия «ЭкзоМарс-2022») запланированного на 2022 год. Однако уже сейчас, после завершения тестовых прогонов, РКПНИиРУ в тестовом режиме осуществляет управление космическим аппаратом TGO, который планируется использовать в качестве ретранслятора данных миссии «ЭкзоМарс-2022», когда российская посадочная платформа «Казачок» (Kazachok) и установленный на ней европейский марсоход «Розалинд Франклин» (Rosalind Franklin) прибудут к Марсу в 2023 году.

«В настоящее время мы можем теперь не только получать информацию с расстояния 400 миллионов километров, но и управлять космическими аппаратами на этой дистанции, — говорит Владимир Назаров, начальник отдела наземных научных комплексов ИКИ РАН. — Это произошло, фактически, впервые с 1988 года, когда на орбите вокруг Марса работал советский аппарат «Фобос-2Ф». Он провел исследования на трассе перелета «Земля-Марс» и на орбите вокруг Марса, что позволило уточнить параметры движения Фобоса, продолжить изучение гамма-всплесков и жесткого излучения солнечных вспышек. Мы восстанавливаем наши "космические рубежи" и сейчас можем уверенно говорить о наших возможностях по исследованию не только околоземного космического пространства, но Солнечной системы и дальнего космоса в целом».

«И это при том, что мы пока еще не вышли на плановую проектную мощность. Так что, мы надеемся, у нас будут еще более качественные характеристики создаваемого отечественного РКПНИиРУ», – добавляет главный конструктор направления АО «ОКБ МЭИ» Константин Иванов.

***

Проект «ЭкзоМарс» — совместный проект Госкорпорации «Роскосмос» и Европейского космического агентства, который реализуется в два этапа. Первая миссия была выведена в космос в 2016 году. Она включала два космических аппарата: Trace Gas Orbiter для наблюдений атмосферы и поверхности планеты с весны 2018 года находится на рабочей орбите около Марса и второй — посадочный модуль «Скиапарелли» для отработки технологий посадки, его миссия завершилась нештатно.

Научные задачи миссии Trace Gas Orbiter — регистрация малых составляющих марсианской атмосферы, в том числе метана, картирование распространенности воды в верхнем слое грунта с высоким пространственным разрешением порядка десятков км, стереосъёмка поверхности. На аппарате установлены два прибора, созданные в России: спектрометрический комплекс АЦС (ACS — Atmospheric Chemistry Suit, Комплекс для изучения химии атмосферы) и нейтронный телескоп высокого разрешения ФРЕНД (FREND, Fine-Resolution Epithermal Neutron Detector).

Второй этап проекта, запуск которого запланирован в 2022 году, предусматривает доставку на поверхность Марса российской посадочной платформы «Казачок» с европейским автоматическим марсоходом «Розалинд Франклин» на борту. Запуск будет выполнен с помощью ракеты-носителя «Протон-М» и разгонного блока «Бриз-М» с космодрома Байконур.

Владимир Назаров