Новая российская модульная платформа для малоразмерных космических аппаратов успешно испытана на орбите Земли

Холдинг «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») успешно проводит летные испытания модульной унифицированной наноспутниковой платформы ТНС-0 №2, запущенной в космос в августе 2017 года. Сама платформа и все установленные на борту приборы показали высокую эффективность и будут использованы при создании линейки перспективных отечественных малоразмерных космических аппаратов. 

За четыре месяца работы на орбите все экспериментальные приборы на борту космического аппарата ТНС-0 №2 и наземная однопунктовая система управления (прообраз «облачного» центра управления полетом) показали высокую эффективность. 

Главный конструктор ТНС-0 №2 Олег ПАНЦЫРНЫЙ: «Это успешный, полнофункциональный проект создания космической системы, в котором РКС является головным исполнителем. Все требования технического задания, предъявляемые к нашей спутниковой платформе, подтверждены. Де-факто мы перешли от стадии летных испытаний к стадии штатной эксплуатации, в процессе которой проводится ряд экспериментов, необходимых для создания космических систем на базе наноспутников».

В основе конструкции ТНС-0 №2 лежит разработанная в РКС интегрированная бортовая информационная система (ИБИС) на базе специализированного бортового вычислительного модуля (БВМ).

ИБИС ТНС-0 №2 обеспечивает гибкое планирование работ, поддержание температурного и энергетического баланса. При необходимости – автоматизированное восстановление функционирования при выходе из нештатного состояния. Архитектура ИБИС позволяет проводить коррекцию программного обеспечения БВМ непосредственно на орбите в процессе штатной эксплуатации космического аппарата, что доступно далеко не всем системам даже больших космических аппаратов.

Научный руководитель программы ТНС-0, профессор Арнольд СЕЛИВАНОВ: «В ходе эксплуатации ТНС-0 №2 был испытан ряд новых датчиков, необходимых для создания малоразмерных космических аппаратов. Это, прежде всего, датчики ориентации аппарата на солнце, включая «экзотический» датчик, чувствительный в ультрафиолетовом диапазоне, выполненный на кристалле алмаза. Установлен также малогабаритный датчик, чувствительный к направлению и величине магнитного поля Земли – магнетометр. Особо необходимо отметить разработанный в РКС бортовой модуль системы навигации, который позволяет определять место положения аппарата по данным спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS».

На первоначальном этапе летных испытаний в качестве исходных данных о положении ТНС-0 №2 на орбите, необходимых для планирования его работы, использовалась информация, предоставляемая зарубежной системой NORAD. Параллельно велись испытания новой бортовой системы спутниковой навигации. Ее работоспособность была подтверждена и она оказалась существенно точнее, поэтому наиболее ответственные операции, например, наведение антенной системы наземного УКВ комплекса проводятся именно по данным автономной системы навигации.

Помимо испытания приборов, эксплуатация ТНС-0 №2 позволила провести ряд научных экспериментов. Так, телеметрическая информация, получаемая от системы оптических датчиков и магнитометра, позволила создать и апробировать специалистам Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН (ИПМ им. М.В. Келдыша) модель движения наноспутника на орбите. Результаты исследования модели были доложены на международной конференции по малоразмерным космическим аппаратам в Риме в совместном докладе ИПМ им. М.В. Келдыша и РКС и стали основой для нескольких научных публикаций.

Важной частью работы с ТНС-0 №2 стала отработка технологии «однопунктового» управления космическим аппаратом. Все ресурсы наземного комплекса управления ТНС-0 №2 доступны пользователю в удаленном режиме через сеть ИНТЕРНЕТ, к которой спутник подключается при помощи космической системы связи GlobalStar.

Главный конструктор ТНС-0 №2 Олег ПАНЦЫРНЫЙ: «Сейчас мы продолжаем работать над созданием «виртуального» центра управления полетами (ЦУП), который может быть выделен конечному пользователю космической системы. Если, например, использовать аппарат в образовательных целях, как мы делали это совместно с РУДН, то вуз будет иметь доступ к такому ЦУП. Заходя на соответствующий сайт, группа студентов получает выделенный ресурс времени использования спутника, выделенный набор команд управления и результаты их исполнения в виде полученной телеметрической информации».

В ходе работы с ТНС-0 №2 специалистами РКС был накоплен большой объем экспериментальных данных о взаимодействии космического аппарата и спутниковой системы GlobalStar, обеспечивающий прогнозирование установления канала обмена данными. Полученные результаты позволяют уверенно использовать такой канал для обеспечения обмена информацией между наноспутником и наземным комплексом управления. В перспективе это поможет при создании резервных систем управления космическими аппаратами при помощи систем спутниковой связи.

В результате проведения летных испытаний конструктивные особенности ТНС-0 №2 приняты АО «РКК «Энергия» в качестве типовых для объектов, запускаемых ручным способом с борта МКС. Сейчас в РКС и «РКК «Энергия» рассматривают возможность запуска второго образца ТНС-0 №2, который в данный момент используется для наземной отработки полетных заданий. РКС приступил к согласованию дополнения технического задания для запуска этого аппарата и рассматривает предложения по установке полезных нагрузок сторонних пользователей.