«Научные эксперименты на малых космических аппаратах аппаратура, сбор данных и управление, электронная компонентная база. Труды научно-технического семинара» Механика, управление и информатика, № 2, с. 1 (2013)

«Аннотация [Научные эксперименты на малых космических аппаратах аппаратура, сбор данных и управление, электронная компонентная база. Труды научно-технического семинара]» Механика, управление и информатика, № 2, с. 2 (2013)

В данные труды включены тексты докладов, представленных на семинаре «Научные эксперименты на малых космических аппаратах: аппаратура, сбор данных и управление, электронная компонентная база». Семинар проводился Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институтом космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) и Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Министерства образования и науки (НИЯУ МИФИ) в г. Таруса, Калужской обл., 23–25 мая 2012 г. Приводятся описания научных экспериментов, систем сбора информации, методик исследования стойкости электронных изделий к радиационным воздействиям. Материалы представляют интерес для научных сотрудников и инженеров, занимающихся разработкой аппаратуры для космических экспериментов, студентов и аспирантов.

«Предисловие [Научные эксперименты на малых космических аппаратах аппаратура, сбор данных и управление, электронная компонентная база. Труды научно-технического семинара]» Механика, управление и информатика, № 2, с. 3-4 (2013)

Богачев С.А., Кузин С.В., Перцов А.А., Шестов С.В., Иванов Ю.С., Ульянов А.С., Кириченко А.С., Рева А.А. «Техническая концепция и научные задачи комплекса научной аппаратуры "Арка" для малого космического аппарата МКА-ФКИ № 5» Механика, управление и информатика, № 2, с. 5-20 (2013)

Физический институт Российской академии наук (ФИАН) ведет работы по созданию комплекса научной аппаратуры «Арка» (КНА «Арка») для малого космического аппарата (МКА) № 5, создаваемого в рамках программы фундаментальных космических исследований (МКА-ФКИ). Аппарат предназначен для построения высокоточных изображений Солнца с пространственным разрешением 0,1 угл.с/пиксел, что соответствует линейному размеру ∼70 км на поверхности Солнца. Соответствующее разрешение в 17 раз выше, чем разрешение телескопов ТЕСИС на спутнике «КОРОНАС-Фотон» (Россия) и в 6 раз превышает разрешение действующих солнечных телескопов AIA на спутнике SDO (США). Концепция КНА «Арка» близка к концепции обсерватории TRACE (США), выведенной на орбиту в 1998 году в рамках программы малых космических аппаратов НАСА SMEX (SMall EXplorer missions): наблюдения Солнца производятся в ограниченном поле зрения, но имеют очень высокое угловое разрешение. В состав КНА «Арка» входят три инструмента: два больших телескопа для наблюдения солнечной короны и переходного слоя Солнца в линиях Fe IX 171 A (телескоп Т1) и He II 304 A (телескоп Т2), а также относительно компактный телескоп ТХ, строящий изображения полного солнечного диска. Для спутника выбрана геосинхронная орбита с наклонением 63,4., которая обеспечивает непрерывную видимость Солнца за исключением краткосрочных периодов затмений, а также позволяет передать на Землю значительные объемы целевой информации. Предполагается, что телескопы будут получать от 100 до 1000 высокоточных изображений Солнца в сутки с размером кадра 6144.6144 пиксела. В настоящее время ведутся работы по созданию сайта проекта, который будет открыт по адресу http://arka.lebedev.ru.

Дудник А.В., Прето М.М., Курбатов Е.В., Санчез С.П., Тимакова Т.Г., Титов К.Г., Парра П.Э., Авилов А.М., Котов Ю.Д., Юров В.Н. «Концепция построения всенаправленной системы регистрации потоков заряженных частиц на малом космическом аппарате» Механика, управление и информатика, № 2, с. 21-47 (2013)

Представлена концепция построения всенаправленной системы мониторинга заряженных частиц высоких энергий на основе группы малогабаритных бортовых приборов. Описываются структурная схема, принципы работы, первые результаты лабораторных тестов отдельных модулей унифицированного компактного прибора SIDRA. Обосновывается необходимость разработки спектрометра и приводится перечень актуальных задач, решаемых с помощью группы унифицированных приборов. Обсуждаются результаты компьютерного моделирования, измерений основных характеристик электронных узлов; тестирования лабораторного макета. Описываются режимы работы прибора.

Котов Ю.Д., Юров В.Н., Гляненко А.С., Кочемасов А.В., Лупарь Е.Э., Трофимов Ю.А., Рубцов И.В., Жучкова Е.А., Тышкевич В.Г., Орешников Е.М., Туманов А.В., Лягушин В.И. «Рентгеновский и гамма-спектрометр ГРИС» Механика, управление и информатика, № 2, с. 48-65 (2013)

Описан планируемый эксперимент по исследованию рентгеновского и гамма-излучения и нейтронов солнечных вспышек. Излучение будет регистрироваться сцинтилляционными спектрометрами на основе кристаллов LaBr₃(Ce) и CsI(Tl) в диапазонах энергии 0,05–15 МэВ и 0,3–200 МэВ соответственно. Спектрометр LaBr₃(Ce) будет с высокой эффективностью регистрировать линейчатое излучение и обеспечивать идентификацию линий. Спектрометр CsI(Tl) предназначен для регистрации высокоэнергичного излучения и выделения нейтронов по форме сцинтилляционного сигнала. Приведены описания научной аппаратуры ГРИС, условия проведения эксперимента и результаты расчёта характеристик его детектора.

Олейник Ф.П., Аптекарь Р.Л., Голенецкий С.В., Грибовский К.С., Мазец Е.П., Свинкин Д.С., Уланов М.В., Фредерикс Д.Д. «Комплекс научной аппаратуры для наблюдения космических гаммавсплесков в эксперименте КОНУС-УФ» Механика, управление и информатика, № 2, с. 66-72 (2013)

Представлен проект будущего перспективного космического эксперимента КОНУС-УФ по наблюдению космических гаммавсплесков, вспышек мягких гамма-репитеров, солнечных вспышек и других космических транзиентных источников в гамма-диапазоне от 10 кэВ до 10 МэВ. Обсуждаются особенности условий наблюдения на борту орбитального телескопа «Спектр-УФ», научная программа эксперимента, требования к научной аппаратуре.

Гляненко А.С. «Контроллеры научных приборов для космических экспериментов ГРИС-ФКИ-1 и "ПИНГ-М"» Механика, управление и информатика, № 2, с. 73-89 (2013)

Рассматривается структура контроллеров для различных научных приборов, выбор элементной базы и возможность унификации технических решений при создании контроллеров научной аппаратуры для различных космических экспериментов, подготавливаемых в НИЯУ МИФИ.

Семенов А.В., Никифоров А.В., Тимонин Д.Г., Ануфрейчик К.В., Чулков И.В. «Организация хранения данных в системе управления, сбора и передачи информации проекта РЕЗОНАНС» Механика, управление и информатика, № 2, с. 90-95 (2013)

Рассматривается вариант организации хранения данных, применяемый в системе управления, сбора и передачи информации (СУСПИ) проекта РЕЗОНАНС. Рассматриваются типы информации, ее распределение на дисках, возможные варианты скоростей записи-чтения. Приводятся варианты по увеличению скоростей записи-чтения в несколько раз при минимальных доработках программно-аппаратной части.

Богомолов В.В., Свертилов С.И., Смут-III Д.Ф., Амелюшкин А.М., Веденькин Н.Н., Рудницкий А.Г., Шилова Е.А. «Структура данных и выработка триггеров в аппаратуре для исследования гамма-всплесков» Механика, управление и информатика, № 2, с. 96-117 (2013)

В гамма-спектрометрах для исследования всплесков гамма-излучения, разрабатываемых в НИИЯФ МГУ, используются фосвичдетекторы на основе комбинации кристаллов NaI(Tl) и CsI(Tl) различной толщины. Электронные схемы спектрометра реализуют раздельное интегрирование начальной и конечной части импульса фотоэлектронного умножителя и последующую оцифровку соответствующих сигналов для цифровой обработки. Сравнение этих сигналов позволяет обеспечить надёжное разделение событий в сцинтилляторах от 10 кэВ. Для определения энергии используется квадратичное суммирование. Информационный узел прибора формирует несколько типов выходных кадров: временные ряды, амплитудные спектры и подробную запись отклика детектора для определенного числа событий. Кроме того, информационный узел вырабатывает триггер всплеска путём сравнения измеренного числа событий определенного типа с ожидаемым в случае его превышения на заданное число стандартных отклонений, вычисленных по предшествующему ряду. Границы энергетических интервалов, уровни значимости для всплеска и другие настраиваемые параметры могут быть скорректированы цифровыми командами в ходе космического эксперимента. Информативность прибора составляет ∼34 МБ в сутки постоянно и ∼2 МБ на каждый всплеск.

Глазкин Д.Н., Титов К.И., Некрасов П.В., Калашников О.А., Сорокоумов Г.С. «Прототип устройства для натурного исследования радиационных эффектов в интегральных схемах в условиях космического пространства» Механика, управление и информатика, № 2, с. 118-127 (2013)

В современной космической аппаратуре широко применяются интегральные схемы (ИС) ПЛИС и памяти. Основные данные о стойкости ИС получают в ходе предварительных наземных испытаний с использованием имитирующих и моделирующих установок, но только натурный эксперимент позволяет подтвердить истинность полученных результатов. Для данной работы выбраны типовые, широко применяемые ИС: EP2S30, EPF10K50, EPM570, LCMXO1200, K7A163600A. С применением специализированных схемотехнических и программных средств был разработан прототип, позволяющий контролировать работу исследуемых ИС в условиях воздействия радиационных факторов космического пространства.

Анохин М.В., Галкин В.И., Дитлов В.А., Добриян М.Б., Дубов А.Е., Королев А.Г. «Разработка стенда для испытаний электронных компонентов космических приборов в поле тяжелых заряженных частиц» Механика, управление и информатика, № 2, с. 128-138 (2013)

Представлены предварительные результаты решения задачи создания стенда для испытаний электронных компонентов космических приборов (ЭК) в поле тяжелых заряженных частиц и проведения теоретических и экспериментальных исследований в данном направлении в рамках концепции применения параметра плотности поглощенной энергии для описания локальных радиационных повреждений. Предложен новый подход к разработке методики испытаний, снижающей частоту некорректных заключений по стойкости ЭК. Рассмотрены вопросы, связанные с созданием испытательных стендов с улучшенными показателями по соотношению цена/качество.

Осипенко П.Н. «Изделия Научно-исследовательского института системных исследований РАН для аэрокосмических приложений» Механика, управление и информатика, № 2, с. 139-148 (2013)

Дается краткое описание основных изделий разработки НИИСИ РАН, имеющих повышенную стойкость к ионизирующему излучению космического пространства. Приводятся данные на микросхемы 32-разрядных микропроцессоров, включая систему на кристалле 5890ВЕ1Т и микросхему контроллера интерфейса МКО 5890ВГ1Т. Приводятся описания изделий, находящихся в стадии разработки в настоящее время, в том числе многокристального модуля Багет83–микро, реализующего функции управляющей ЭВМ и перспективной системы на кристалле с контроллером интерфейса SpaceWire.

Коновалов А.А., Ануфрейчик К.В., Лупян М.Е., Маркичев М.И., Тимонин Д.Г., Чулков И.В., Шибалкин А.А. «Особенности применения прямоугольных D-SUB соединителей при создании масштабируемой системы управления, сбора и передачи информации» Механика, управление и информатика, № 2, с. 149-154 (2013)

Рассматривается построение системы управления, сбора и передачи информации (СУСПИ) с использованием внешних блочных прямоугольных соединителей типа D-Subminiature (D-SUB). Сформулированы недостатки применения отечественных миниатюрных соединителей типа РС и МР1, усложняющие процесс сборки и отладки приборов. На примере рамочной конструкции прибора СУСПИ показано применение соединителей D-SUB, определены преимущества использования соединителей с монтажом на печатную плату.

Бокучава П.Н., Гусев А.П., Колосов Д.Е., Луттиева М.Н., Малыгин Д.В., Малый М.А., Сороколетов Е.П., Чеусов С.С., Варенов А.А., Ветринский Ю.А., Сивачева К.Г., Тенищева Т.А. «Некоторые аспекты применения наноспутников, построенных на базе универсальной платформы "Синергия" блочно-модульного исполнения» Механика, управление и информатика, № 2, с. 155-161 (2013)

Рассмотрена концепция формирования сверхмалых космических аппаратов (СМКА) – наноспутников – различного назначения, способных адаптироваться под любую полезную нагрузку на базе универсальной платформы «Синергия» блочно-модульного исполнения. Эта конструкция может рассматриваться как коренная модернизация наноспутника, позволяющая существенно снизить габариты и повысить эффективность использования СМКА типа CubeSat.

Костенко В.И., Майорова В.И., Игнатьев Н.Н., Понарядов В.В. «Инновационный подход к проблеме вывода на орбиту функционирования малых и сверхмалых космических аппаратов попутным грузом» Механика, управление и информатика, № 2, с. 162-171 (2013)

Рассматривается разработка инновационных технологий и организационнотехнологических предложений по упрощению работ при проведении запусков в космос малых и сверхмалых полезных нагрузок существующими отечественными ракетами-носителями c использованием автономной адаптивной системы (ААС), позволяющей снизить затраты и время на подготовку к запуску для проведения космического эксперимента. Особенностью автономной адаптивной системы является ее независимость от систем управления и выдачи команд от космического аппарата (КА), а также способ крепления адаптера к КА с помощью клеевых соединений.