Внутренний вид станции МА-9. Видны магнитные накопители 17С06/07. (1971 г.)

Станция МА-9 с антенной Б-529 «Ромашка». (1971 г.)

Для контроля и анализа функционирования разнообразного бортового оборудования на ракетах и КА необходимо получение достоверных и точных телеметрических данных из многих сотен и тысяч источников информации различного типа (например, для комплекса типа МКС или «Буран» — даже десятков тысяч).

Эту информацию необходимо собрать, обработать, при необходимости запомнить, передать по радиоканалу на наземные приемные средства, с которых она должна быть доставлена в центры управления полетом КА, обработана и представлена для анализа и принятия решений.

За прошедшие 60 лет в Институте было создано несколько поколений бортовых и наземных телеметрических аппаратно-программных средств, которые обеспечили информационную поддержку и управление около 80 % созданных в стране КА и большинства ракетоносителей.

В 50-70-е годы прошлого века были созданы:

● большие многофункциональные телеметрические системы с «жесткой логикой» для знаменитой «королёвской семерки», для тяжелых ракетоносителей типа Н-1, «Протон», КА «Восток», «Прогресс», а также информационные средства для КА лунной, марсианской программ и других;

● телеметрическая система БР-8, обеспечившая исторический полет Ю.А. Гагарина на КА «Восток»;

● бортовые системы и наземные приемно-регистрирующие станции РТС-5, РТС-6, РТС-8, РТС-9 и, наконец, универсальная станция МА-9, модификации которой и сейчас находятся в штатной эксплуатации.

Элементная база бортовых телеметрических систем 70-х годов.

Технический уровень указанных разработок определялся аналоговой структурой обработки и передачи информации со скоростью от 32 до 256 кбит/с, дискретной транзисторной элементной базой, микромодулями и первыми микросхемами собственной разработки.

Для сохранения информации на невидимых с территории страны участков полета космических аппаратов были разработаны разнообразные бортовые электромеханические запоминающие устройства на магнитных носителях, среди которых как одну из удачных разработок можно отметить прибор ЭА025.

Бортовое запоминающее устройство ЭА-025 (80-е годы).

В 70-90-е годы были разработаны и успешно эксплуатировались:

● телеметрические системы для пилотируемых КА, в том числе по международной программе «Союз-Аполлон» для долговременных станций типа ДОС, ОПС, «МИР», корабля «Буран», аппаратов ДЗЗ, связи и навигации;

● бортовые системы и наземная аппаратура для ракет морского базирования;

● базовая система типа БИТС-2, модификации которой летали на КА десятков наименований и эксплуатируются в настоящее время;

Для приема и обработки данных телеметрии при полетах КА в зонах, невидимых с территории Союза, были построены корабельные плавучие пункты «Космонавт Виктор Пацаев» и другие.

Технический уровень характеризовался переходом на цифровые методы обработки и передачи данных; на увеличение объемов и скоростей передаваемой информации; подключением телеметрической системы к контуру управления КА; использованием в необходимых случаях режима телесигнализации и сжатия информации. Дальнейшая миниатюризация аппаратуры обеспечивалась путем использования бескорпусной элементной базы при изготовлении гибридных интегральных сборок собственной разработки.

Мобильный измерительный пункт (МИП). (2004 г.)

В последние годы была обеспечена успешная работа сложного многофункционального телеметрического комплекса на международной космической станции (МКС), где сегодня находится около 600 телеметрических приборов разработки Института. В 2004-2005 году прошли испытания системы РТС-Ц для новой космической ракеты «Союз-2» и мобильного измерительного пункта (МИП) приема телеметрии, позволившего в значительной мере заменить применение дорогостоящих корабельных пунктов.

Комплект бортовой аппаратуры для пилотируемых. КА (1970-1990 гг.)

В новых разработках используется магистральная структура построения бортовой аппаратуры с мультиплексным каналом обмена данных; многократное увеличение программной составляющей на этапах создания и эксплуатации аппаратуры, повсеместное применение ПЭВМ в составе рабочих мест для регулировки и приемосдаточных испытаний приборов и комплексов; дальнейшая миниатюризация аппаратуры за счет применения современной высокоинтегрированной импортной и отечественной элементной базы, а также твердотельных СБИС собственной разработки и изготовления.

Современная бортовая телеметрическая система (2003 г.)

В результате габаритно-массовые и энергетические параметры бортовой аппаратуры снижены в 3-5 раз при одновременном увеличении срока активного существования до 10-12 лет.

В настоящее время создан перспективный научно-технический задел по разработке аппаратуры с учетом международных стандартов и рекомендаций, в том числе с использованием технологии «система на кристалле». Разрабатывается специализированная аппаратура защиты информационных ресурсов от несанкционированных воздействий, подсистема видеонаблюдения с передачей видеоинформации в едином телеметрическом потоке по линиям телекоммуникационных систем.

Принимая во внимание важную роль телеметрических систем при отработке и эксплуатации ракетно-космической техники оборонного и гражданского назначения, правительство неоднократно отмечало работу сотрудников Института высокими наградами.

Антенны являются обязательной частью любой радиосистемы, определяющей такие важнейшие характеристики, как энергетика радиолинии, точность определения направления на кооперируемый объект и так далее. С этим связано и большое разнообразие схем, конструкций и параметров антенн.

Антенна первой системы радиоуправления межконтинентальной ракеты 8К71. (1957 г.)

Институт за годы своего существования успешно разрабатывал почти все известные типы антенн: от ненаправленных до имеющих чрезвычайно узкие лучи:

● антенны, работающие в диапазонах длин волн — от метрового до миллиметрового;

●антенны наземного, морского, воздушного и космического базирования;

● антенны, выдерживающие давление от нескольких десятков атмосфер до космического вакуума, от способных излучать мощности в несколько сотен киловатт, обладающих сверхнизкой шумовой температурой и т. д.

Фазовый пеленгатор системы радиоуправления межконтинентальной ракетой 8К75 (1957 г)

Разработчики Института не только решили множество фундаментальных проблем теории и практики разработки антенн. Они изучили большое число конструкций антенн и СВЧ-устройств и создали оригинальные методы экспериментального исследования антенн и регулировки их характеристик, позволившие добиться радиотехнических характеристик антенн, не достигнутых на мировом уровне и в настоящее время. К таким методам, например, относится компенсационный метод измерения амплитудных и фазовых диаграмм направленности антенн.

История создания и внедрения антенн неразрывно связана с разработкой в Институте радиосистем различного назначения. На фотографиях показаны: типовая антенна трёхсантиметровогодиапазона радиоволн для первой системы радиоуправления межконтинентальной баллистической ракетой (МБР) 8К71 и антенна фазового пеленгатора систем радиоуправления МБР, построенная в наземном и шахтном вариантах, защищенных от ядерного удара вероятного противника.

Далее представлены два типа телеметрических антенн.

Телеметрические антенны метрового (слева) и дециметрового (справа) диапазонов. (1965, 1966 гг.)

Особенно сильно возросло разнообразие типов и конструктивов антенн в связи с расширением тематики Института. Появились антенны типа Б-529 «Ромашка», ставшие впоследствии базовыми телеметрическими антеннами для всей ракетно-космической отрасли. Был создан ряд наземных антенн (П-30, КТНА-200 и др.) для управления КА ближнего космоса, в том числе пилотируемых, и ряд корабельных антенн для командно — измерительно-телеметрического обеспечения полётов КА ближнего космоса.

Антенна П-400П для управления межпланетными КА. Диаметр 32 м. (1973 г.)

Для систем радиоуправления КА дальнего космоса были созданы антенны АДУ-1000, П-400 и самая эффективная в мире многофункциональная антенна П-2500. Система формирования диаграммы направленности антенны П-2500 с помощью шестипозиционной поворотной зеркальной системы позволяет максимально эффективно реализовать работу одной и той же антенны при выполнении ею нескольких функций:

● обеспечение работы командно-измерительной системы в режиме приёма/передачи в дециметровом диапазоне волн и режиме приёма в сантиметровом;

Фазовый пеленгатор системы «Зефир-А». (1984 г.)

● обеспечение работы командно-измерительной системы в сантиметровом диапазоне волн;

● радиолокацию планет в сантиметровом диапазоне волн при мощности излучения 200 кВт в режиме передачи и шумовой температуре антенны в режиме приёма, равной 12 К;

● обеспечение работы антенны в радиоастрономическом режиме на длинах волн 18 см; 1,35 см и 8 мм;

● обеспечение работы антенны в международных диапазонах волн S и X.

Антенны П-2500 были установлены в Западном и Восточном центре дальней космической связи, вблизи Евпатории и Уссурийска.

Для военно-морского флота был разработан фазовый пеленгатор, установленный на кораблях «Маршал Неделин» и «Маршал Крылов».

В течение многих лет основным соисполнителем по большинству разрабатываемых в Институте антенн (в т.ч. П-2500 и всех корабельных антенн) было КБ средств механизации, г. Ленинград.

Антенна П-2500 в процессе монтажа. (1975 г.)

далее