Принципы обеспечения навигации и управления КА дальнего космоса Н.А. Эйсмонт, И.C. Ильин, А.Г. Тучин, А.А. Ледков. Семинар: «Наземные средства для обеспечения перспективных научных космических проектов – проблемы и перспективы» Город Таруса, 4-8 июля 2011г

2 Космические проекты Фобос-Грунт. Луна-Глоб: посадка на Северный полюс Луны. Луна-Ресурс: посадка на Южный полюс Луны. Спектр-РГ: полёт к точке L2 системы Солнце – Земля. Венера-Д: доставка субспутника и спускаемых аппаратов для посадки в район Северного и Южного полюсов. Лаплас: полет к Юпитеру (посадка на Европу). Полет к астероиду.

3 Наземные станции траекторных измерений Уссурийск: Наземный радиотехнический комплекс «Фобос» в X-диапазоне на базе антенны П- 2500(70м). Медвежьи Озера: Станция слежения «Кобальт» в X-диапазоне на базе антенны ТНА-1500(64м) и станция «Спектр-Х» на базе антенны ТНА- 57(12м). Евпатория: Планетный локатор на базе антенны П- 2500(70м). Байконур: Cтанция «Спектр-Х» на базе антенны ТНА-57(12м).

4 НРТК «Фобос» на базе антенны П-2500(70м) в Уссурийске X-диапазон 7.2 / 8.4 ГГц Измерения радиальной скорости в запросных и беззапросных режимах. Предельные ошибки измерений без учета ошибок, обусловленных средой распространения: - по радиальной скорости: 0.5 мм/с; - по наклонной дальности: 20 м. Дальность: от 2 до 400 млн. км

5 Станция слежения НРТК «Кобальт- М-ФГ» на базе антенны ТНА-1500 Характеристики аналогичны характеристикам НРТК «Фобос».

6 Модернизированная система управления АС на базе аппаратуры фирмы «Siemens» Управляемый контррефлектор и многодиапазонный облучатель АС ТНА-1500 Оптические датчики АЗ и УМ РУ 6 КВ Модернизирована электрощитовая азимутальной кабины НИИТЦ «Центр космической связи «Медвежьи Озера» Аппаратная наведения АС

7 Антенна ТНА-57 Серийная полноприводная 12- метровая антенна производства ОКБ МЭИ. На Байконуре используется как солнечный радиотелескоп.

8 АС ТНА-57 «Спектр-Х» Система управления АС на базе аппаратуры фирмы «Siemens» Пульт управления РПУ «Спектр-Х» от 20 Вт до 5 кВт TT&C процессор CORTEX CRT-XL МШУ с конвертором « Спектр-Х» » Конвертор L/70 и 70/L КИС «Спектр-Х» Х- диапазона в стандарте CCSDS с рабочими дальностями 200 км – 2 млн. км на базе АС для управления КА Индии

9 Опыт полетов, реализованных в США Рассмотрим проекты: «Кассини» (полет в систему Юпитера), «Новые горизонты» (полет в систему Плутон-Харон, 32 АЕ), «Пионер-10, -11» (полет за пределы Солнечной системы).

10 Проект «Кассини» старт с Земли ггравитационный манёвр у Венеры ггравитационный манёвр у Венеры ггравитационный манёвр у Земли ггравитационный манёвр у Юпитера гдостижение сферы действия Сатурна г.посадка СА «Гюйгенс» на поверхность Титана.

11 Полет КА «Кассини» в сфере действия Сатурна Проекция траектории полета КА «Кассини» на экваториальную плоскость Сатурна. Интервал времени с по г.

12 Проект «Новые Горизонты» КА «Новые горизонты» предназначенная для изучения Плутона и его естественного спутника Харона. Запуск осуществлён 19 января 2006, с пролётом у Юпитера в 2007 и прибытием к Плутону в Пролетев мимо Плутона, аппарат, возможно, изучит ещё какой-нибудь объект пояса Койпера. Полная миссия рассчитана на лет. КА «Новые горизонты» покинул окрестности Земли с самой большой из всех космических аппаратов скоростью. В момент выключения двигателей она составила 16,21 км/сек.

13 Изображение КА «Новые Горизонты»

14 Космические аппараты «Пионер-10» и «Пионер-11»

15 Аномалии пионеров Невязки между расчетными и измеренными значениями радиальной скорости КА «Пионер-10». По оси абсцисс время в сутках от 1 января 1987 г. По оси ординат значение невязки в мм/с.

16 Требования к точности траекторных измерений Численный анализ показал, что величина погрешности на траекториях, предусмотренных проектом «Фобос-Грунт», составляет: Для перелетной траектории до 0.1 мм/сек, для орбиты искусственного спутника Марса до 2 мм/сек. На интервале сеанса измерений протяженностью до 10 минут погрешность будет иметь характер систематической ошибки.

17 Требования к точности траекторных измерений Тип измеренийПредельная ошибка измерений без учета среды распространения В ближайшей перспективе При дальнейшем развитии Наклонная дальность 20 м5 м Запросные доплеровские измерения радиальной скорости 0.2 мм/c0.05 мм/c Беззапросные доплеровские измерения радиальной скорости 0.5 мм/c без учета ухода бортового ЗГ 0.1 мм/c без учета ухода бортового ЗГ Доплеровские измерения по схеме трехпутевого доплера 0.1 мм/с0.025 мм/с РСДБ измерения 3 временные наносекунды 1.5 временных наносекунд

18 Траектория перелета КА проекта СРГ в окрестность Cолнечно-Земной точки либрации L2

19 Траектория перелета КА проекта СРГ в окрестность Cолнечно-Земной точки либрации L2

20 Траектория перелета КА проекта СРГ в окрестность Cолнечно-Земной точки либрации L2

21 Траектория перелета КА проекта СРГ в окрестность Cолнечно-Земной точки либрации L2

22 L2 L1 Северный старт Южный старт

23 Russian industrial facilities and ground control stations network.

24 Cosmonaut Yuriy Gagarin seaborne station Five brand-new ships joined the command and control fleet in 1967: Cosmonaut Vladimir Komarov Kegostrov Morzhovets Nevel Borovichi

25 AIRBORNE STATIONS

26 Map of Deep Space Station Network