НИИ точных приборов
Прошлое, настоящее, будущее
История началась в 1952 году
Научно-исследовательский институт точных приборов был организован по Постановлению Совета Министров СССР от 4 апреля 1952 года № 1662-606 на базе завода № 499 в городе Бабушкин Московской области. Тогда же была определена и тематика предприятия — разработка и изготовление каналов радиоуправления для объектов морского и авиационного реактивного вооружения.
За окраиной Москвы
Изначально территория института представляла собой заболоченную местность, заросшую бурьяном и камышом. Дорог не было, воду добывали из устроенной неподалеку артезианской скважины, а сотрудники добирались из города на грузовиках или шли пешком от станции «Институт пути».
1956 год
В НИИ ТП начинается создание аппаратуры для космической отрасли СССР.
Первая в мире командная радиолиния для спутника
Специалисты НИИ-648 (НИИ ТП) разработали первую в истории командную радиолинию для искусственного спутника Земли. Она была успешно испытана в ходе работы на орбите запущенного в 1958 году третьего советского спутника. «Спутник-3» стал первым в истории освоения космоса аппаратом, который не только передавал радиосигналы, но и получал команды с Земли.
Созданная в СССР территориально-распределенная сеть наземных пунктов связи позволяла вести управление спутником на всех витках, проходивших над территорией СССР, выдавать на борт серию заданных разовых команд и корректировать работу бортовых устройств.
После успешных испытаний радиолинии для «Спутник-3» НИИ-648 (НИИ ТП) было поручено создание командной радиолинии для пилотируемых кораблей «Восток» и «Восход»
Созданная в СССР территориально-распределенная сеть наземных пунктов связи позволяла вести управление спутником на всех витках, проходивших над территорией СССР, выдавать на борт серию заданных разовых команд и корректировать работу бортовых устройств.
После успешных испытаний радиолинии для «Спутник-3» НИИ-648 (НИИ ТП) было поручено создание командной радиолинии для пилотируемых кораблей «Восток» и «Восход»
«Спутник-3» был первым полноценным космическим аппаратом, обладающим всеми системами, присущими аналогичным современным изделиям.
Полет Гагарина
Всего через три года после «Спутника-3» СССР запустил в космос первый пилотируемый корабль. В НИИ-648 (НИИ ТП) разработали и изготовили для корабля «Восток» модернизированную командную радиолинию «БКРЛ-В-МРВ-ВС», которая обеспечила полет первого космонавта Ю.А. Гагарина.
В новой радиолинии было увеличено вдвое количество передаваемых разовых команд, а также введены две команды повышенной надежности: команда «Спуск» - для спуска корабля и команда «Спасение» - на катапультирование космонавта в случае аварийной ситуации в начале активного участка полета ракеты-носителя.
Созданная в НИИ-648 (НИИ ТП) командная радиолиния использовалась во всех пилотируемых полетах кораблей «Восток» и «Восход». За все время эксплуатации радиолинии «БКРЛ-В-МРВ-ВС» не было зафиксировано ни одного отказа аппаратуры.
В новой радиолинии было увеличено вдвое количество передаваемых разовых команд, а также введены две команды повышенной надежности: команда «Спуск» - для спуска корабля и команда «Спасение» - на катапультирование космонавта в случае аварийной ситуации в начале активного участка полета ракеты-носителя.
Созданная в НИИ-648 (НИИ ТП) командная радиолиния использовалась во всех пилотируемых полетах кораблей «Восток» и «Восход». За все время эксплуатации радиолинии «БКРЛ-В-МРВ-ВС» не было зафиксировано ни одного отказа аппаратуры.
Из чего состояла радиолиния корабля Ю.А. Гагарина
В авангарде развития микроэлектроники
В 1965 году в НИИ-648 (НИИ ТП) начали работы по внедрению гибридных микросхем в аппаратуру для космоса.В помещениях института был организован экспериментальный участок по изготовлению тонкопленочных подложек, напылению пассивных элементов и монтажу микросхем. А уже в 1972 году введено в эксплуатацию специализированное микроэлектронное производство, с которого началось позволившее широкое внедрение гибридных микросхем собственного производства в аппаратуру для космоса.
Автоматическая стыковка
30 октября 1967 года была проведена первая в истории стыковка двух кораблей на орбите Земли. Она была обеспечена успешной работой созданной в НИИ ТП системы взаимных измерений «Игла». Советским инженерам удалось выполнить сверхточные рассчеты взаимного положения космических аппаратов и их движения навстречу друг другу.
Результаты измерений, получаемых «Иглой», передавались в системы управления каждого аппарата, где на их основе формировались команды для проведения необходимых маневров.
При помощи системы «Игла» было проведено 95 стыковок в автоматическом и ручном режимах. Она использовалась 17 лет и обеспечила работу космических станций «Салют»: их посещение космонавтами, снабжение и эксплуатацию.
30 октября 1967 года была проведена первая в истории стыковка двух кораблей на орбите Земли. Она была обеспечена успешной работой созданной в НИИ ТП системы взаимных измерений «Игла». Советским инженерам удалось выполнить сверхточные рассчеты взаимного положения космических аппаратов и их движения навстречу друг другу.
Результаты измерений, получаемых «Иглой», передавались в системы управления каждого аппарата, где на их основе формировались команды для проведения необходимых маневров.
При помощи системы «Игла» было проведено 95 стыковок в автоматическом и ручном режимах. Она использовалась 17 лет и обеспечила работу космических станций «Салют»: их посещение космонавтами, снабжение и эксплуатацию.
Первая в мире полностью автоматическая стыковка двух беспилотных космических аппаратов «Союз» под названиями «Космос-186» и «Космос-188».
Гиростабилизированная следящая антенна 4Н-1000-673А системы «Игла»
Аппаратура радиолокационной системы навигации летательных аппаратов
Бортовая аппаратура системы «Игла»
Управление первой советской группировкой метеоспутников
C запуска в 1967 году спутников «Космос-144» и «Космос-156» начала функционировать первая советская метеорологическая спутниковая система «Метеор».
В НИИ ТП создали наземные пункты управления «Краб», которые обеспечивали измерения, регистрацию и выдачу в линии связи текущего значения радиальной составляющей скорости движения спутников «Метеор», а также прием с их бортов телесигнализационной информации по 16 каналам.
В НИИ ТП создали наземные пункты управления «Краб», которые обеспечивали измерения, регистрацию и выдачу в линии связи текущего значения радиальной составляющей скорости движения спутников «Метеор», а также прием с их бортов телесигнализационной информации по 16 каналам.
Станция «МИР»
НИИ ТП с самого начала принял активное участие в создании инновационных решений для советской станции «МИР».
Стыковка первого модуля «КВАНТ» к базовому блоку проходила с использованием радиотехнических комплексов, разработанных в НИИ ТП: в том числе радиолинии «КУБ» и аппаратуры стыковки «Игла». «Куб» осуществляла телеуправление модулем "КВАНТ" на первом этапе - сближении с базовым блоком до расстояния 25км. Их последующее сближение и стыковка происходили в автоматическом режиме с использованием аппаратуры «Игла».
В дальнейшем строительстве станции использовались разработанные в НИИ ТП радиотехнические комплексы нового поколения - автоматизированная командно-измерительная система и аппаратура стыковки «Курс».
НИИ ТП с самого начала принял активное участие в создании инновационных решений для советской станции «МИР».
Стыковка первого модуля «КВАНТ» к базовому блоку проходила с использованием радиотехнических комплексов, разработанных в НИИ ТП: в том числе радиолинии «КУБ» и аппаратуры стыковки «Игла». «Куб» осуществляла телеуправление модулем "КВАНТ" на первом этапе - сближении с базовым блоком до расстояния 25км. Их последующее сближение и стыковка происходили в автоматическом режиме с использованием аппаратуры «Игла».
В дальнейшем строительстве станции использовались разработанные в НИИ ТП радиотехнические комплексы нового поколения - автоматизированная командно-измерительная система и аппаратура стыковки «Курс».
Базовый блок станции «МИР» был выведен на орбиту 20 февраля 1986 года. Затем в течение 10 лет к нему, с помощью космического манипулятора Ляппа, один за другим были пристыкованы ещё шесть модулей.
НИИ ТП сегодня
Сегодня АО «НИИ ТП» является частью холдинга «Российские космические системы» (РКС), крупнейшего в стране и одного из ведущих в мире производителя приборов, программного обеспечения и электроники для космоса.
В рамках РКС НИИ ТП специализируется на разработках в области систем автоматизированного управления, радиотехнических систем взаимных измерений для стыковки космических аппаратов, а также систем и комплексов приема, обработки и распределения информации дистанционного зондирования Земли. Кроме того, НИИ ТП является крупнейшим в стране центром компетенций по разработке и изготовлению аппаратуры космического назначения на основе технологии низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (LTCC).
В рамках РКС НИИ ТП специализируется на разработках в области систем автоматизированного управления, радиотехнических систем взаимных измерений для стыковки космических аппаратов, а также систем и комплексов приема, обработки и распределения информации дистанционного зондирования Земли. Кроме того, НИИ ТП является крупнейшим в стране центром компетенций по разработке и изготовлению аппаратуры космического назначения на основе технологии низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (LTCC).
Холдинг «Российские космические системы»
Объединение ведущих российских компаний космического приборостроения в холдинг «Российские космические системы» позволило повысить эффективность разработок нового оборудования для космоса и повысило конкурентоспособность отрасли на внутреннем и глобальном рынках.
Система «КОМПАРУС»
В 1990-е годы в НИИ ТП была разработана первая в России конверсионная командно-измерительная система «КОМПАРУС» для управления космическими аппаратами. Разработка позволяет в автоматизированном режиме совершать до 120 сеансов управления в сутки. При этом обеспечивается очень высокая точность траекторных измерений и высокая достоверность передачи массивов данных. Надежность системы досигается за счет глубокого резервирования бортовой аппаратуры, что позволяет использовать ее на космических аппаратах с длительными сроками активного существования.
«КОМПАРУС»
на космодроме «Восточный»
на космодроме «Восточный»
Для наземного комплекса управления космодрома «Восточный» в НИИ ТП создали модернизированную систему «Компарус-У2». Она будет обеспечивать радиоконтроль орбитальной группировки космических аппаратов, передавать команды и принимать служебную телеметрическую информацию.
Наземные станции командно-измерительной системы «Компарус-У2» космодрома «Всточный» прошли приемо-сдаточные испытания и готовы к работе. После ввода в строй они станут одним из звеньев Единой территориально-распределенной информационной системы дистанционного зондирования Земли (ЕТРИС ДЗЗ) и обеспечит получение и доведение космической информации ДЗЗ государственным службам и ведомствам, а также соответствующим службам космодрома «Восточный».
Наземные станции командно-измерительной системы «Компарус-У2» космодрома «Всточный» прошли приемо-сдаточные испытания и готовы к работе. После ввода в строй они станут одним из звеньев Единой территориально-распределенной информационной системы дистанционного зондирования Земли (ЕТРИС ДЗЗ) и обеспечит получение и доведение космической информации ДЗЗ государственным службам и ведомствам, а также соответствующим службам космодрома «Восточный».
«Обеспечение надежных каналов связи «Земля-космос» и «космос-Земля», а также наращивание возможностей по обработке и ретрансляции данных превратят наш новый космодром в один из ключевых мировых центров космической инфраструктуры. После запуска нового оборудования мы будем сопровождать его работу, осуществлять обслуживание и модернизацию. Эта работа должна вестись непрерывно».
Анатолий Шишанов
Генеральный директор АО «НИИ ТП»
Космический радиолокатор «Касатка»
Создаваемый специалистами АО «НИИ ТП» радиолокатор с синтезированной апертурой «Касатка-Р» станет основной целевой аппаратурой спутников радиолокационного зондирования Земли нового поколения «Обзор-Р», способных при любой облачности наблюдать на поверхности Земли объекты размером до 30 сантиметров.
Формирование новой группировки космических аппаратов для радиолокационного зондирования Земли (ДЗЗ) планируется начать в 2019 году с запуска разработанного АО «РКЦ «Прогресс» (Самара) космического аппарата «Обзор-Р», оснащенного радиолокатором «Касатка-Р».
Примененная при создании «Касатки-Р» технология «цифрового формирования лучей» (Digital Beam Forming, DBF) существенно повышает адаптационные свойства радара и возможности по управлению параметрами съемки, что позволяет создавать радиолокационные изображения земной поверхности с предельным разрешением 0,5–0,3 м.
Примененная при создании «Касатки-Р» технология «цифрового формирования лучей» (Digital Beam Forming, DBF) существенно повышает адаптационные свойства радара и возможности по управлению параметрами съемки, что позволяет создавать радиолокационные изображения земной поверхности с предельным разрешением 0,5–0,3 м.
Одновременно с российскими учеными технологию DBF для применения в космосе отрабатывают их коллеги в Европе, Канаде, Японии и США, но действующих на орбите Земли аналогов российского космического радара пока не существует.
Ожидается, что космический аппарат «Обзор-Р» с радаром «Касатка-Р» на борту существенно расширит возможности российской группировки ДЗЗ. Космический радиолокатор позволяет круглосуточно и вне зависимости от погодных условий вести радиолокационную съемку поверхности планеты в X-диапазоне.
Кроме наблюдения объектов на поверхности Земли, полученная радиолокационная информация может использоваться в целях картографирования, оперативного анализа последствий чрезвычайных ситуаций (лесных пожаров, паводков, наводнений), а также прогноза урожайности сельскохозяйственных угодий.
Ожидается, что космический аппарат «Обзор-Р» с радаром «Касатка-Р» на борту существенно расширит возможности российской группировки ДЗЗ. Космический радиолокатор позволяет круглосуточно и вне зависимости от погодных условий вести радиолокационную съемку поверхности планеты в X-диапазоне.
Кроме наблюдения объектов на поверхности Земли, полученная радиолокационная информация может использоваться в целях картографирования, оперативного анализа последствий чрезвычайных ситуаций (лесных пожаров, паводков, наводнений), а также прогноза урожайности сельскохозяйственных угодий.
Радиолокатор с синтезированной апертурой (РСА) «Касатка-Р» во время испытаний
Керамика для радаров
НИИ ТП в рамках интегрированной структуры РКС является центром компетенций по разработке и производству приборов на основе технологии низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (Low Temperature Co-fired Ceramic – LTCC).
Печатные платы, созданные при помощи LTCC-технологии, обеспечивают высокую теплопроводность и обладают коэффициентом теплового расширения, близким к основным полупроводниковым материалам электроники. Они также отличаются хорошими электрическими характеристиками и герметичностью.
Технология LTCC применяется при создании микроволновых излучающих устройств для современных радиолокационных систем с активной фазированной антенной решеткой.
Печатные платы, созданные при помощи LTCC-технологии, обеспечивают высокую теплопроводность и обладают коэффициентом теплового расширения, близким к основным полупроводниковым материалам электроники. Они также отличаются хорошими электрическими характеристиками и герметичностью.
Технология LTCC применяется при создании микроволновых излучающих устройств для современных радиолокационных систем с активной фазированной антенной решеткой.
Из космоса в центр событий
В НИИ ТП разработали инструмент для спасателей, военных и полиции - Мобильный приемо-передающий комплекс (МППК) для работы с информацией дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Возможности этого изделия позволяют получать и обрабатывать космические снимки в любой точке России.
С помощью МППК формируется и выдается заявка на проведение съемок с космических аппаратов ДЗЗ. Он обеспечивает автоматический прием такой информации через размещенные на стационарных орбитах спутники-ретрансляторы типа «Луч-5», обрабатывает ее и выдает на монитор оператора. Максимальный объем информации сеанса космического аппарата «Ресурс-П» обрабатывается комплексом менее чем за 25 минут.
Один мобильный приемо-передающий комплекс объединяет функционал сразу нескольких стационарных станций – одновременно обеспечивает прием информации ДЗЗ, высокоскоростной обмен данными ДЗЗ через спутники-ретрансляторы и спутниковую связь.
Применение МППК позволит МЧС оперативно планировать мероприятия по ликвидации разворачивающихся на обширных территориях чрезвычайных ситуаций – паводков, лесных пожаров, наводнений или масштабных техногенных аварий.
МППК состоит из модуля обработки информации и антенного модуля, выполненных в габаритах стандартных 20-футовых морских контейнеров. Такая конструкция позволяет перевозить комплекс автомобильным, железнодорожным, воздушным и водным транспортом. Для развертывания МППК после транспортировки достаточно расчета из четырех человек. Внутри модулей-контейнеров предусмотрены эргономичные рабочие места для двух операторов.
С помощью МППК формируется и выдается заявка на проведение съемок с космических аппаратов ДЗЗ. Он обеспечивает автоматический прием такой информации через размещенные на стационарных орбитах спутники-ретрансляторы типа «Луч-5», обрабатывает ее и выдает на монитор оператора. Максимальный объем информации сеанса космического аппарата «Ресурс-П» обрабатывается комплексом менее чем за 25 минут.
Один мобильный приемо-передающий комплекс объединяет функционал сразу нескольких стационарных станций – одновременно обеспечивает прием информации ДЗЗ, высокоскоростной обмен данными ДЗЗ через спутники-ретрансляторы и спутниковую связь.
Применение МППК позволит МЧС оперативно планировать мероприятия по ликвидации разворачивающихся на обширных территориях чрезвычайных ситуаций – паводков, лесных пожаров, наводнений или масштабных техногенных аварий.
МППК состоит из модуля обработки информации и антенного модуля, выполненных в габаритах стандартных 20-футовых морских контейнеров. Такая конструкция позволяет перевозить комплекс автомобильным, железнодорожным, воздушным и водным транспортом. Для развертывания МППК после транспортировки достаточно расчета из четырех человек. Внутри модулей-контейнеров предусмотрены эргономичные рабочие места для двух операторов.
Геоинформационный конвейер
Специалистами НИИ ТП разработана Единая территориально-распределенная информационная система дистанционного зондирования Земли (ЕТРИС ДЗЗ), которая прошла государственные испытания и с 2017 года введена в эксплуотацию.
Применение этой системы позволит Госкорпорации «РОСКОСМОС» существенно повысить эффективность предоставления информации ДЗЗ и информационных продуктов на ее основе широкому кругу потребителей.
Применение этой системы позволит Госкорпорации «РОСКОСМОС» существенно повысить эффективность предоставления информации ДЗЗ и информационных продуктов на ее основе широкому кругу потребителей.
Что такое ЕТРИС?
Система ЕТРИС создавалась в рамках Федеральной космической программы 2006–2015 годов и стала общефедеральным проектом по интеграции в единое геоинформационное пространство всех информационных ресурсов ДЗЗ на территории России.
Проект объединил унифицированными техническими стандартами в рамках новой иерархии всю наземную инфраструктуру, обеспечивающую управление целевым применением российских космических аппаратов ДЗЗ, прием информации, ее обработку и передачу потребителям.
Координация работы ранее разнородных и разобщенных центров, принадлежащих различным министерствам, ведомствам и отдельным организациям, позволяет рационально распределять задачи в соответствии с техническими возможностями каждого элемента единой системы.
В рамках ЕТРИС создан генеральный каталог хранимых данных ДЗЗ, который объединил все существующие российские архивы космической съемки. Это значительно повышает эффективность использования имеющейся информации ДЗЗ и стимулирует рост интереса отечественных и зарубежных потребителей к российским геоинформационным услугам.
Проект объединил унифицированными техническими стандартами в рамках новой иерархии всю наземную инфраструктуру, обеспечивающую управление целевым применением российских космических аппаратов ДЗЗ, прием информации, ее обработку и передачу потребителям.
Координация работы ранее разнородных и разобщенных центров, принадлежащих различным министерствам, ведомствам и отдельным организациям, позволяет рационально распределять задачи в соответствии с техническими возможностями каждого элемента единой системы.
В рамках ЕТРИС создан генеральный каталог хранимых данных ДЗЗ, который объединил все существующие российские архивы космической съемки. Это значительно повышает эффективность использования имеющейся информации ДЗЗ и стимулирует рост интереса отечественных и зарубежных потребителей к российским геоинформационным услугам.
1
Открытость
Архитектура системы открыта для возможностей применения инновационных технологий работы с информацией ДЗЗ из космоса, установки нового программного обеспечения и расширения номенклатуры технических средств, позволяющих сократить время обработки данных.
2
Эффективность
Новая система обеспечит своевременную разгрузку бортовой памяти космических аппаратов путем сброса данных на большинстве суточных витков. Это позволит в несколько раз увеличить площадь наблюдаемой поверхности Земли, суточные объемы получаемых данных и оперативность доставки информации потребителям.
3
Оперативность
ЕТРИС состоит из 13 крупных центров, которые оптимально расположены на всей территории России, включая арктическую зону. Это позволит планировать съемку, получать и обрабатывать информацию с космических аппаратов комплексно и без привлечения дополнительных ресурсов.
«Реализация проекта ЕТРИС означает начало новой эры в развитии отечественной системы ДЗЗ. От мелкосерийного производства информации мы переходим к конвейеру. Это расширит возможности использования ДЗЗ в социально-экономических сферах по всей стране».
Начальник отдела департамента автоматических космических комплексов и систем Госкорпорации «РОСКОСМОС» Валерий Заичко
«Создание ЕТРИС с участием специалистов холдинга РКС стало одним из самых масштабных проектов в области использования результатов космической деятельности не только в России, но и в мире. Унификация аппаратной и программной части разрозненных систем ДЗЗ позволили создать для России систему с уникальными возможностями».
Генеральный директор РКС Андрей Тюлин
«Курс» на Луну
Специалисты НИИ ТП ведут разработку новой системы для стыковки пилотируемых и грузовых космических кораблей к российскому сегменту Международной космической станции (МКС) «Курс-МКП», которая заменит аналоговую аппаратуру к 2018 году. Наработки в рамках этого проекта планируется использовать для стыковки аппаратов на орбите Луны.
Стыковка пилотируемых и грузовых кораблей к МКС обеспечивается системой взаимных измерений (СВИ) «Курс», которая состоит из двух частей. Активная часть устанавливается на космических кораблях и измеряет все параметры взаимного сближения и стыковки. Пассивная часть расположена на МКС и принимает сигналы от активной, ретранслирует и передает информацию о скорости и дальности на пульт космонавтам.
Новое оборудование совместимо с системой стыковки «Курс-НА», которая сегодня устанавливается на космические корабли серии «Союз-МС» и «Прогресс-МС». «Курс-МКП» обладает всеми преимуществами цифрового прибора – он легче и в три раза экономичнее по энергопотреблению, чем аналог предыдущего поколения.
Каждый объект «Курс-МКП» состоит из конструктивно законченных модулей. Это позволяет использовать аппаратуру СВИ и в герметичных отсеках МКС, и в условиях возможной разгерметизации, что гарантирует бесперебойную работу системы.
Стыковка пилотируемых и грузовых кораблей к МКС обеспечивается системой взаимных измерений (СВИ) «Курс», которая состоит из двух частей. Активная часть устанавливается на космических кораблях и измеряет все параметры взаимного сближения и стыковки. Пассивная часть расположена на МКС и принимает сигналы от активной, ретранслирует и передает информацию о скорости и дальности на пульт космонавтам.
Новое оборудование совместимо с системой стыковки «Курс-НА», которая сегодня устанавливается на космические корабли серии «Союз-МС» и «Прогресс-МС». «Курс-МКП» обладает всеми преимуществами цифрового прибора – он легче и в три раза экономичнее по энергопотреблению, чем аналог предыдущего поколения.
Каждый объект «Курс-МКП» состоит из конструктивно законченных модулей. Это позволяет использовать аппаратуру СВИ и в герметичных отсеках МКС, и в условиях возможной разгерметизации, что гарантирует бесперебойную работу системы.
© АО "Российские космические системы"
