Техника - молодёжи 2009-04, страница 14

Из истории современности

2009 №04 ТМ

техники ЦУПа для решения задач БНО, а также систем передачи результатов решения на наземные станции слежения, на орбитальную станцию и космические корабли.

Сложная проектная схема полётов по программе комплекса «Салют-6» -«Союз» — «Прогресс» привела к усложнению навигации п резкому ужесточению требований к БНО комплекса. Если говорить коротко, задача БНО - максимально точно установить текущие параметры движения космического аппарата (КА) на основании ограниченно точных измерений; рассчитать оптимальные траектории для всех участков полёта КА. параметры манёвра, сформировать необходимые массивы данных для бортовых и наземных систем, управляющих движением КА и контролирующих его.

БНО - это процесс, и в нём выделяют три этапа.

Первый из них - проектирование БНО при создании орбитального комплекса. Важнейшие задачи этапа: оптимизация и разработка обшей проектной схемы полётов, выбор номинальных орбит ДОС и стартующих к ней кораблей, определение необходимой точности навигации на различных участках полётов, оценка состава и характеристик наземных измерительных средств для обеспечения нужной точности навигации, разработка методов маневрирования на орбитах, оценка расходов бортового топлива и т. п. На атом же этапе были определены требования к БНО при проведении на борту научных экспериментов. наблюдений и измерений. Было также проанализировано большое количество нештатных ситуаций, рассмотрены пути баллистического выхода из них и соответствующие требования к БНО.

Второй этап БНО - разработка методов точного решения задач БНО в реальном полёте, подготовка необхо

димого программно-математического обеспечения (ПМО) для всех задействованных в процессе ЭВМ, разработка правил и форм, регламентирующих порядок БНО и документооборот между всеми его участниками.

Другими словами, на втором этапе создавалась методическая, алгоритмическая и организационная база для третьего этапа, содержание которого состояло в непосредственном баллисти-ко-навигационном обеспечении реальных полётов всех компонентов орбитального комплекса, оперативной корректировке схемы полётов, а также, при необходимости, методик решения задач БНО, в частности для преодоления неожиданных нештатных ситуаций.

Вот главные задачи третьего этапа:

— расчёт точных моментов стартов ракет-носителей;

— определение и контроль орбит ДОС и кораблей, а также начальных условий движения для расчётов манёвров;

— планирование и расчёты параметров орбитальных манёвров ДОС и кораблей с целью обеспечения номинального плана полёта или выхода из внезапно возникших нештатных ситуаций;

— расчёты баллистической информации. необходимой для выполнения запланированных экспериментов, наблюдений и измерений намеченных районов Земли, небесных объектов и т. п.;

— расчёты массивов служебной баллистической информации, необходимой для текущей работы различных групп управления полётом, космонавтов и наземного командно-измерительного комплекса.

Посмотрим на эти задачи подробнее.

Стартовые позиции ракет-носителей за счёт вращения Земли перемешаются, поэтому момент старта определяет положение плоскости орбиты КА в пространстве. Плоскость орбиты ДОС задаётся при проектировании; плоскости орбит кораблей должны быть близ

ки к ней, чтобы затраты топлива на сближение были наименьшими. Из этих основных условий и рассчитываются моменты стартов носителей.

Навигационные измерения, необходимые для определения орбит, производились радиолокационными устройствами наземных станций слежения (СС). Эти устройства по программам, определяемым баллистиками, измеряли дальности до КА, скорости изменения этих дальностей и углы направлений с СС на КА. Результаты измерений передавались в ЦУП, где производилась их обработка с помощью статистического метода, основанного на методе наименьших квадратов, но модернизированного применительно к особенностям БНО КА. При этом использовались математические модели движения КА (МДКА). разработанные баллистиками. Была создана наиболее точная (эталонная) МДКА. учитывающая влияние основных аномалий поля тяготения и изменений плотности верхней атмосферы Земли под влиянием вариаций солнечного излучения и магнитного поля. Для учёта изменений атмосферы была разработана динамическая модель верхней атмосферы Земли, утверждённая потом в качестве общесоюзного стандарта. Там, где это допустимо, для ускорения процесса вычислений были созданы упрощённые МДКА. параметры которых согласовывались с эталонной МДКА. Текущие значения основных параметров МДКА с помощью методов математической статистики уточнялись по навигационным измерениям. МДКА использовались практически везде: при прогнозировании и контроле движения КА. при вычислении начальных условий на нужные моменты для расчёта параметров орбитальных манёвров, при расчётах данных для БНО планируемых экспериментов, а также массивов служебной баллистической информации.

...Вспоминая ту большую работу, хочу назвать замечательных людей, прекрасных специалистов, работавших в службе БНО ЦУПа. В.Д. Ястребов, Р.А. Дзесов, В.Н.Жуков и их сотрудники разрабатывали МДКА, методики статистической обработки навигационных измерений, определения и прогнозирования орбит; методы априорной оценки точности определения орбит - плод трудов В.Н. Почукаева,

A.И. Сердюкова. Исследования и разработки в части оптимизации, планирования и расчётов орбитальных манёвров - Г.А. Колегов, Ю.П. Павлушевич, Е.К. Мельников и др.; задачи планирования и расчётов спусков кораблей на Землю - Н.М. Иванов,

B.А. Корсаков и др.; баллистическое обеспечение бортовых наблюдений, измерений и других экспериментальных работ на орбите - А.И. Шеховцов, В.П. Подобедов и др., автоматизация расчётов по БНО - В.И. Алёшин, расчёты массивов служебной информации по БНО - НД. Биденко, В.М. Караваева и др.

С ЦУПовцами сотрудничали: в ИПМ - Э.Л. Аким (руководитель), B.T. Гераскин, Г.С. Заславский и др.; в ЦНИИ КС - Г.В. Степанов (руководитель) Ю.А. Климов, В.В. Пшеничников и др.

12