SCI Библиотека

Рассматривается системный подход к созданию роботизированного производства малых космических аппаратов нанокласса для обеспечения их серийного выпуска. Проведён анализ ключевых трендов в создании и развитии современных производств космических аппаратов, выявлены и систематизированы факторы, характеризующие серийные роботизированные производства. Описана интеллектуальная производственная ячейка как основной элемент серийного роботизированного производства матричного типа. Представлены основные типы проектно-конструкторских решений, направленных на адаптацию конструкции малого космического аппарата для роботизированной сборки. Приведено описание проекта по созданию прототипа серийного производства малых космических аппаратов в формате киберфизической фабрики, реализованного в передовой инженерной аэрокосмической школе Самарского университета.

Исследуется задача выбора приближённо-оптимальных параметров электрореактивной двигательной установки в составе космического аппарата, обеспечивающей довыведение на геостационарную орбиту при использовании на начальном этапе выведения ракету-носитель типа «Союз-5». Получено выражение для главного критерия оптимальности - относительной массы полезной нагрузки. Разработан алгоритм решения задачи параметрической оптимизации электрореактивной двигательной установки в составе комбинированной транспортной системы. Решена задача выбора оптимального электрореактивного двигателя при выведении космического аппарата с электрореактивной двигательной установкой на геостационарную орбиту с помощью рассматриваемой ракеты-носителя. Проведён проектно-баллистический расчёт и сравнительный анализ полученных данных.

В настоящее время всё большее распространение получают малые космические аппараты как с оптико-электронной, так и с радиолокационной съёмочной аппаратурой. Целью работы является повышение эффективности предварительной оценки достижимых характеристик целевой аппаратуры на начальных этапах проектирования малых космических аппаратов с радиолокационной аппаратурой. В работе описываются достоинства использования радиолокационной съёмочной аппаратуры, а также основные тенденции её развития. Приводятся основные области применения космических аппаратов с радиолокатором различных частотных диапазонов и описываются достоинства каждого частотного диапазона. Рассматривается методика определения параметров траекторного сигнала при движении космического аппарата по круговой орбите с учётом допущений, связанных с оценкой размера зоны облучения по азимуту. На основании рассмотренной методики разработана программа, которая позволяет на основании массогабаритных характеристик антенны и параметров орбиты космического аппарата оценить требуемые размеры синтезированной апертуры, время синтеза и азимутальное разрешение целевой аппаратуры. Для программы разработан графический пользовательский интерфейс, позволяющий в интерактивном режиме варьировать исходные данные для расчёта и оценивать графическое представление результата. Разработанная программа может применяться для расчёта основных проектных параметров малых космических аппаратов с радиолокационной съёмочной аппаратурой на этапе предварительного проектирования.

Показано, что в силу имеющейся неполноты или неточности информации об условиях реализации программ стратегического планирования технологических инноваций возникает риск. Управление реализацией программ - это, по сути, управление её рисками. Предложена методика определения допустимого уровня риска реализации программ развития космических средств, которая представляет собой гарантированный уровень безубыточности проекта и может рассматриваться в качестве критерия необходимости принятия мер по снижению рисков технологических инноваций, а также критерия целесообразности продолжения (прекращения) реализации программы или её отдельных компонентов. Приведены расчёты допустимого уровня риска применительно к федеральным программам развития космической техники.

Целью работы является разработка и описание нового метода испытаний электронной аппаратуры космических аппаратов. Обоснована актуальность разработки новых методов и средств испытаний бортовой электронной аппаратуры космических аппаратов на основе намеренного внесения неисправностей с целью проверок алгоритмов живучести. Показано, что проведение таких испытаний позволяет повысить полноту контроля и надёжность бортовой электронной аппаратуры космических аппаратов при одновременном сокращении затрат на испытания. Метод испытаний программного обеспечения космических аппаратов на основе внесения неисправностей применён для решения частной задачи проверок режимов ориентации и стабилизации. Предложенный метод позволяет разрабатывать полунатурные модели бортовой электронной аппаратуры повышенной адекватности и реконфигурируемости за счёт применения в качестве основы аппаратно-программных комплексов программируемые логические интегральные схемы. Метод реализован на аппаратно-программных средствах наземного отладочного комплекса бортовой электронной аппаратуры и отличается возможностью имитации широкого спектра бортовой электронной аппаратуры, низкой стоимостью и мобильностью. Все описанные в статье технические решения внедрены в производственный процесс при создании современных космических аппаратов связи, радионавигации и геодезии.

Приведено описание разработанных моделей, алгоритмов и программного обеспечения для оперативной оценки энергобаланса на борту космических аппаратов оптико-электронного наблюдения поверхности Земли с целью контроля выполнения целевых показателей космической системы наблюдения. На основе полученных моделей и алгоритмов разработан модуль программного обеспечения для оценки бортового энергобаланса в динамике, который используется в составе программного обеспечения для оценки целевых и основных проектных показателей космической системы наблюдения. В пользовательском интерфейсе модуля предусмотрены окна для ввода и контроля исходных данных по параметрам системы электропитания и циклограммам подключения приборов бортовых систем, а также окна для вывода результатов моделирования энергобаланса в цифровом виде и в виде динамических диаграмм. Использование программного обеспечения, построенного на предложенных моделях и алгоритмах, позволяет более обоснованно и оперативно разрабатывать первоначальные требования к проектируемым бортовым системам космических аппаратов дистанционного зондирования Земли высокодетального и оперативного наблюдения и ускорить процесс согласования проектных характеристик космического аппарата на начальных стадиях проектирования. Предлагаемые методы, модели и программное обеспечение носят универсальный характер и могут быть использованы при проектировании космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с широким спектром целевых показателей, состава целевой аппаратуры и бортовых обеспечивающих систем.

Статья затрагивает фундаментальные вопросы взаимосвязи космоса и человечества через призму фрактальности. Исследование осно-вано на гипотезе о фрактальной природе Вселенной, где галактики соединены в единую космическую сеть, формируя бесконечную иерархию струк-тур от микромира к макромиру. Проведен анализ взаимодействия материи и энергии, подчеркивая роль информации в эволюции космических систем. Рассматривается концепция жизни как энергокосмического процесса, пре-одолевая традиционные представления о биосфере и ноосфере и предлагая новый взгляд на космопланетарное развитие человечества. Статья стре-мится объединить философские, научные и экологические аспекты в поисках гармонии между человеком и космосом, акцентируя на важности сис-темного подхода к устойчивому развитию и космопланетарной цивилизации.

В работе моделируется динамика космического аппарата (КА) переменной массы. Применяется обобщённый метод анализа кривизны фазовой траектории, уточнённый для случая, при котором моменты сил, приложенных к аппарату, зависят от угловой скорости. Рассматриваются частные случаи и осуществляется анализ КА с динамической асимметрией. С помощью метода показывается наличие сложных эволюций углового движения, при которых реактивная струя двигателя создает кориолисовы эффекты (эффект Магнуса), дестабилизирующие конус прецессии, и приводящие к росту угла нутации.

В статье представлены результаты экспериментальных исследований резонаторного ионного двигателя времяпролетным методом с целью определения ускоряющих элементов конструкции. Исследовано четыре варианта сборки: истечение ионов из магнитной ячейки; истечение ионов из магнитной ячейки с установленным сердечником; истечение ионов из магнитной ячейки с установленным сердечником и боковой стенки резонатора истечение; истечение ионов из магнитной ячейки с установленным сердечником и боковой стенки резонатора с сетчатой крышкой. Энергопотребление магнитной ячейки составляло 5.6 Вт, а скорость пучка ионов при 11 Па составила не более 7 м/с. В сборке по второму варианту энергопотребление составило 6.6 Вт при давлении 11 Па и скорости не более 30 м/с. Энергопотребление по третьему и четвертому вариантам сборки составляло 6 Вт, а скорость пучка ионов при 11 Па составила не более 48 м/с.

В работе представлен экспериментальный метод определения мощности СВЧ/ВЧ-потерь в полости тороидального резонатора прототипа ускорительного ионного двигателя. Метод основан на анализе основных частот, присутствующих в резонаторе при его возбуждении твёрдотельным автогенератором. Достоинством метода является его инвариантность оптическому излучению высокочастотного разряда и тепловым эффектам в плазме. Метод частотного анализа показал, что основная частота автогенератора в полости тороидального резонатора создаёт переменное ускоряющее напряжение величиной 276.7 В. При этом, мощность основной частоты при возникновении разряда увеличивается в 145 раз при увеличении энергопотребления прототипа в 1.8 раз. Частота, близкая к резонансной частоте резонатора создаёт ускоряющее напряжение 50 В.