Елена Быстрова

Разработанное в вузе оборудование для испытаний не имеет аналогов

За более чем полувековую историю ТУСУР выполнил десятки масштабных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по темам, связанным с космической отраслью. Все эти годы университет предлагает оригинальные решения, разрабатывает и производит оборудование и испытывает технологии, соответствующие высочайшим требованиям индустриальных партнеров вуза – ведущих российских предприятий, работающих на космос. 12 апреля для ТУСУРа – не просто праздничный день, а повод для особой гордости за томский университет и сотрудников, причастных к современным космическим исследованиям и разработкам, которые подтверждают статус нашей страны как ведущей космической державы мира.

Проверка для «Аиста»

Входящий в состав ТУСУРа Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики (НИИ АЭМ) – единственный в России разработчик и производитель испытательного оборудования, с помощью которого в автоматическом режиме осуществляется измерение и функциональный контроль параметров энергопре-образующей аппаратуры космического аппарата, а также предстартовая подготовка космических аппаратов непосредственно перед запуском. Испытательные комплексы НИИ АЭМ установлены на действующих российских космодромах Плесецк и Байконур, а также на новом космодроме Восточный.

В конце апреля состоится первый старт с космодрома Восточный: ракета-носитель «Союз 2.1а» выведет на орбиту спутник «Аист-2Д» – оптико-электронный аппарат дистанционного зондирования Земли, способный обеспечить съемку земной поверхности с разрешением полтора метра.

В создании «Аиста-2Д» приняли участие два российских вуза – Самарский государственный аэрокосмический университет и ТУСУР. Для нового спутника НИИ АЭМ ТУСУРа разработал автоматизированный комплекс уникального испытательного оборудования на базе имитаторов солнечных, аккумуляторных батарей и нагрузочных устройств.

Комплекс оборудования, обеспечивающий полный цикл отработки и настройки энергопреобразующей аппаратуры при разработке спутника, а также его предстартовую подготовку, был изготовлен в НИИ АЭМ и передан в 2015 году заказчикам – разработчикам «Аиста-2Д»: ученым Самарского государственного аэрокосмического университета и специалистам ракетно-космического цент-ра «Прогресс». С помощью этого оборудования, установленного на космодроме Восточный, будет также проведен полный цикл предстартового функционального контроля энергопреобразующей аппаратуры спутника непосредственно перед запуском.

– Главная задача таких испытаний – проверка всей энергетической системы космического аппарата, от которой зависит работа спутника во время пуска и при выходе спутника на орбиту, а также продолжительность срока эксплуатации в космосе, – говорит директор НИИ АЭМ ТУСУРа Виктор Рулевский. – Комплекс оборудования, не имеющий российских аналогов, состоит из имитаторов солнечных батарей, имитаторов аккумуляторных батарей, имитаторов нагрузки и зарядно-разрядных программно-аппаратных комплексов. Он позволяет на всех этапах разработки и создания энергетической системы космического аппарата осуществить полный комплекс наземных испытаний в автоматическом режиме, настройку, отработку всех штатных и аварийных режимов работы космического аппарата, сымитировать различные ситуации.

Горячая замена

НИИ АЭМ является, по сути, единственным в стране производителем оборудования для предстартовых испытаний и подготовки энергетической системы космических аппаратов, но при этом постоянно совершенствуется. Недавно сотрудники института отправили заказчику – индустриальному партнеру ТУСУРа АО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнёва» (АО «ИСС») – первый комплект имитаторов аккумуляторных батарей с принципом горячего резервирования и горячей замены. До конца года НИИ АЭМ ТУСУРа планирует изготовить и поставить на предприятие еще девять таких комплектов.

Разработчикам удалось впервые реализовать при создании наземной испытательной аппаратуры для космических аппаратов принцип горячего резервирования и горячей замены. Европейские производители до этого еще не дошли, в России аналогов оборудования также не существует.

Принцип горячего резервирования и горячей замены позволит обеспечить бесперебойную работу при наземном испытании космического аппарата: повысит качество и надежность испытаний, уменьшит вероятность сбоев и аварийных ситуаций.

– Модульный принцип, принцип горячей замены поможет избежать ситуации выхода из строя оборудования полностью, что случается при длительных испытаниях космических аппаратов в термобарокамере, – подчеркивает Виктор Рулевский. – До настоящего момента при выходе из строя отдельного блока или узла установки происходил сбой всей аппаратуры, и приходилось начинать испытания заново. Сейчас, если один модуль вышел из строя, другие распределят нагрузку на себя. Можно на ходу, не останавливая испытание, не выключая стойки, заменить модуль.

Навигационные перспективы

НИИ АЭМ – самый яркий, но далеко не единственный пример работы ТУСУРа в интересах космической промышленности страны. Университет активно развивает сеть деловых контактов, формируя основу для новых космических проектов.

– В 2015 году ТУСУР подписал соглашение о сотрудничестве с Институтом космических исследований Российской академии наук, головным научным учреждением по исследованию космоса, – говорит ректор ТУСУРа Александр Шелупанов. – Кроме того, подписано соглашение с Московским авиационным институтом (национальным исследовательским университетом). Также ТУСУР активно сотрудничает с ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина», с ОАО «РКК «Энергия», АО «РКЦ «Прогресс», ПАО «Сатурн». ТУСУР сформировал основу космического кластера в создании инновационной продукции для решения актуальных задач освоения космического пространства.

Серьезные результаты, достигнутые в ходе выполнения масштабных исследовательских проектов, софинансируемых государством, сегодня уже внедряются индустриальным партнером университета. Задача проектов – повышение надежности космических аппаратов и увеличение доли отечественных технологий при их создании.

В 2015 году ученые ТУСУРа и специалисты АО «ИСС» разработали систему автономной спутниковой навигации. Она может без посредничества наземных станций принимать сигнал всех четырех существующих спутниковых систем: GPS, ГЛОНАСС, Galileo и «Бэйдоу» (Compass). Это позволит обеспечить навигацию космических аппаратов независимо от наземной инфраструктуры. Благодаря внедрению новых схемных и конструкторско-технологических решений разработчикам удалось существенно уменьшить габариты и вес прибора. Если разработки предыдущего поколения весили от 5 до 15 кг, то вес нового прибора менее 2 кг. Это очень важно, ведь одна из задач – сократить вес «неполезной» нагрузки, приборов и устройств, которые обеспечивают функционирование спутника на орбите. Чем легче и надежнее спутник, тем дольше он сможет проработать, тем большее количество задач он будет выполнять благодаря увеличению полезной нагрузки – того оборудования, ради которого космический аппарат создается и запускается.

Разработкой перспективной системы автономной навигации в ТУСУРе занимались несколько подразделений. Сотрудники НИИ радиотехнических систем разрабатывали принципиальную схему прибора и оригинальное программное обеспечение, НИИ космических технологий (НИИ КТ) обеспечили конструкторскую часть, в НИИ систем электрической связи и НОЦ «Нанотехнологии» ТУСУРа были спроектированы и изготовлены опытные образцы сверхвысокочастотных монолитных интегральных схем на основе собственной технологии.

После успешного завершения проекта – система прошла все испытания и сейчас устанавливается на новых спутниках АО «ИСС» – НИИ КТ ТУСУРа и АО «ИСС» приступили к новому. Как и предыдущий, он выполняется в рамках постановления Правительства РФ № 218 о создании высокотехнологичных производств. Его итогом станет новая энергопреобразующая аппаратура для космической отрасли России. Ее технические характеристики будут в полтора раза лучше по сравнению с существующими приборами.

– Разработанное в ТУСУРе оборудование сейчас не только обеспечивает предполетную подготовку и испытания, но и устанавливается на борту спутника, становясь залогом его стабильной и долгой работы. Запуск космического аппарата обеспечивают сотни высококлассных специалистов НИИ, университетов и предприятий, и мы гордимся, что работа ученых ТУСУРа в составе этого коллектива позволяет нашей стране оставаться ведущей космической державой мира, – подчеркнул Александр Шелупанов.

Представители Фонда перспективных исследований, посетившие Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики ТУСУРа в сопровождении замгубернатора Михаила Сонькина, наметили несколько направлений для сотрудничества с томским вузом