2.6. Развитие исследовательской, конструкторской,
опытно-экспериментальной базы научного космического приборостроения и методов
экспериментальной физики
Тема ИСПЫТАТЕЛЬ Развитие исследовательской, конструкторской, опытно-экспериментальной
базы научного космического приборостроения.
Гос. регистрация
№ 01.20.0307397
Научный руководитель Родин В.Г. 333-44-12, rodinmir@iki.rssi.ru
В 2007г. были
выполнены следующие работы:
- Проведена модернизация двух компьютерных рабочих станций для трехмерного проектирования;
- Закуплено лицензированное программное обеспечение для двух рабочих мест
« Autodesk
Inventor Professional 2008 Сommercial New»;
- Проведена подписка «
Autodesk Subscription (1yar) for Inventor Professional 11 DVD Сommercial New SLM».
Тема ВЕКТОР. Разработка перспективных бортовых систем и приборов,
программно-аппаратных средств, создание
КА малой размерности для проведения космических исследований, реализации
прикладных и образовательных программ.
Гос. регистрация №01.20.03 03422
Научный
руководитель Родин В.Г.
Создание действующего образца СВЧ части
скаттерометра мм диапазона
Одним из важнейших классов приборов,
предназначенных для регистрации и изучения параметров электромагнитного
излучения являются пассивные скаттерометры, основанные на радиометрическом
приемнике и сканирующей антенной системе. В разработках последних лет
применяется электронное сканирование луча, либо многоканальное параллельное
наблюдение, основанное на матрице приемников.
Радиометрический скаттерометр предназначен
для обнаружения объектов путем регистрации падающего электромагнитного
излучения в диапазоне 80-100 ГГц и определения направления на излучающий
объект. Регистрация падающего излучения осуществляется высокочувствительным многоканальным
приемником. Каждый канал приемника следит за определенной областью исследуемого
объекта. Пассивный радиометрический скаттерометр (РМ скаттерометр) состоит из
трех основных частей:
1. Антенная система.
2. Многоканальный радиометрический приемник.
3. Блок обработки сигналов.
Обоснование характеристик РМ скаттерометра
РМ скаттерометр может быть выполнен как по
супергетеродинной, так и по схеме прямого усиления. Особенностью приемных
модулей РМ скаттерометра является применение современных монолитных микросхем
ММ диапазона длин волн, которые производятся в настоящее время только за
рубежом, США.
Радиометрические приемники.
На Рис.6.2.2.1 приведена блок-схема РМ
канала, выполненного по супергетеродинной схеме.
Рис.6.2.2.1 Блок-схема супергетеродинного РМ канала
Основой радиометрического приемника РМ канала
являются современные монолитные микросхемы
Рис.6.2.2.2. Фотография усилителя ALH504.
После усиления сигнал поступает на
преобразователь частоты типа MBH100.
Диапазон работы преобразователя частоты от 91 до 99 ГГц; потери преобразования
11.5 дБ, требуемая мощность гетеродина 10 мВт. Промежуточная частота может
лежать в диапазоне от 0 до 3 ГГц. Фотография преобразователя частоты
представлена на Рис.6.2.2.3. Размеры преобразователя частоты 1.3х1.5х0.1 мм.
Рис.6.2.2.3. Фотография преобразователя частоты
Формирование сигнала гетеродина производится
в диапазоне частот от 46.5 до 48.5 ГГц. В качестве источника мощности применяется
транзисторный, управляемый напряжением генератор (ГУН) собственного
производства. Выходная мощность ГУН 0.5 мВт. Сигнал ГУН усиливается и
умножается по частоте в 2 раза микросхемой XDH150. Выходная мощность удвоителя частоты
около 1 мВт. Дополнительный усилитель типа ALH504 используется для получения требуемой
мощности (10 мВт). Фотография удвоителя
частоты представлена на Рис.6.2.2.4. Размеры удвоителя частоты
3.1х1.2х0.1 мм.
Рис.6.2.2.4.Фотография
удвоителя частоты.
Блок-схема
радиометрического канала прямого усиления (РМПУ) представлена на Рис.6.2.2.5.
Рис.6.2.2.5. Радиометрический канал прямого усиления (РМПУ).
Необходимое усиление до детектора (около 54
дБ) образуется путем последовательного включения трех усилителей типа ALH504. Создание РМПУ связано с двумя основными
проблемами:
· Необходимо устранить все возможные обратные
связи в усилителе, которые могут приводить к возбуждению усилителя. Решение
этой задачи требует тщательного конструирования усилителя.
· Необходима разработка детектора, работающего
в диапазоне 80-100 ГГц.
Обе обозначенные проблемы могут быть решены в
процессе разработки РМПУ. Возможные причины возбуждения усилителя заранее
известны и могут быть устранены в процессе конструирования. Разработка
детектора также возможна, т.к. имеются необходимые смесительные диоды, типа DBES105a,
производства United Monolithic Semiconductors (UMS),
Франция. На Рис.6.2.2.6 представлена конструкция диоды и приведены размеры в
мкм. Диод выполнен в виде последовательной пары и предназначен для включения в
микрополосковую линию. В Таблице 1 приведены параметры диода.
Рис.6.2.2.6. Геометрические размеры диода DBES105a
Таблица 1. Параметры диода DBES105a
|
Rs(W) |
Cjo(fF) (0V) |
Cpar(fF) |
Fco(THz) |
|
4.4 |
9.5 |
5.8 |
2.4 |
Шумовая мощность, попадающая на детекторный
диод, составляет около 50 мкВт, что существенно превышает шумы детекторного
каскада. При расчете этой величины принималось:
- Шумовая
температура на входе – 1000 К.
- Коэффициент
усиления от входа до детектора – 54 дБ
- Шумовая
полоса – 20 ГГц.
Если принять время интегрирования РМПУ 1 ms, то радиометрический выигрыш составит около
5×103,
т.е. флуктуационная чувствительность РМПУ будет 0,2 К/ms, что эквивалентно мощности 6×10-14 Вт. Поскольку время
интегрирования сравнительно маленькое (1 ms), то оптимальной схемой радиометрического
приемника является компенсационная схема (total power). Приведенные выше оценки чувствительности
относятся к компенсационной схеме радиометрического канала.
СВЧ часть РМПУ может быть размещена в
полости, сравнительно небольшого размера: 12х1х0.5 мм, что открывает
возможность создавать многоканальные матричные радиометрические приемники.
Для исследования монолитных схем мм диапазона
длин волн и оценки параметров усилителей на их базе была разработана технология
сборки и специальный держатель, позволяющий включать микросхемы в измерительный
тракт. На фотографии, Рис.6.2.2.6-1, ниже изображена измерительная рамка с
включенной в нее микросхемой МШУ.
Рис.6.2.2.6-1. Измерительная рамка с включенной микросхемой МШУ.
Антенные
системы.
Существует несколько вариантов исполнения
антенной системы РМ скаттерометра. Простейшей является рупорная антенна, Обзор
производится механическим сканированием диаграммой луча антенны в заданной
зоне. Существуют антенные системы с переключаемой диаграммой направленности,
однако, наиболее перспективными являются антенные решетки, позволяющие вести
одновременное наблюдение во многих направлениях. В качестве приемников в таких
системах наиболее подходят РМПУ. Ниже производится рассмотрение и анализ
приемной антенной решетки, которая является наиболее перспективной для создания
РМ обнаружителя. Результаты моделирования приведены для диапазона частот
300-500 ГГц, что связано с ограниченными вычислительными возможностями объектов
с большими геометрическими размерами. Поскольку исследуемая система является
линейной и взаимной, то переход в диапазон 80-100 ГГц осуществляется путем
пропорционального увеличения всех размеров системы в 4 раза.
На Рис.6.2.2.7 изображена линейка приемников
и фокусирующая полусферическая линза.
Рис.6.2.2.7-1. Линейка приемников и фокусирующая система.
Матрица
планарных антенн
Предлагаемая матрица антенн имеет размер 5 х
5 элементов. Каждая строка матрицы состоит их 5 одинаковых антенн. Центральная
частота определяется размерами элементарной антенны. Диаграммы направленности
ближайших антенн в каждой строке перекрываются по уровню -3 дБ, что
обеспечивает полное покрытие принимаемого строкой изображения. В каждой
элементарной антенне имеется два возбудителя (детектора), работающих в двух
ортогональных поляризациях. К возбудителям подключаются РМ приемники. В
зависимости от подключенных детекторов можно принимать любой тип поляризации.
Элементарные
антенны
Элементарные антенны формируются методом электронной
или фотолитографии на диэлектрической пластине с eps=10…12 (Si, сапфир). Пластина имеет определенную
толщину (extension, расширение),
влияющую на диаграмму направленности излучения элементарной антенны. Пластина с
элементарными антеннами устанавливается на полусферу из того же материала. Для
устранения отражения от границы диэлектрика полусфера и пластина покрываются
просветляющим покрытием.
Для оценки параметров элементарных антенн
использовалось моделирование с помощью программы Agilent HFSS и CST Microwave Studio. Подробное описание алгоритма выполнения
расчетов, а также некоторые промежуточные результаты приведены в Приложении 1.
Было исследовано несколько типов элементарных антенн: slot, double-slot, ring. Лучше других удовлетворяет поставленной
задаче ring антенны, о которой
пойдет речь ниже. Моделируемая структура изображена на Рис.6.2.2.7
Моделирование производилось в низкочастотной
части диапазона, в окрестности 300 ГГц. На Рис.6.2.2.7А видна полусфера с
просветляющим покрытием, пластина расширения и кольцевая антенна. В
моделировании диаметр линзы принимался равным 2000 мкм, расширение равным 300
мкм. В качестве диэлектрика полусферы и расширения принимался Si, eps=11.7.
Материал просветляющего покрытия имел eps=3.4
и толщину 135 мкм, что соответствует наилучшему просветлению на длине волны
На Рис.6.2.2.7Б представлено кольцо с
установленными детекторами. Внутренний диаметр кольца 150 мкм, ширина кольца 15
мкм. Детекторы устанавливаются во взаимно-перпендикулярных плоскостях.
(А) (Б)
Рис.6.2.2.7. Элементарная ring антенна, размещенная на пластине (extension) и полусфере с просветляющим покрытием: А –
полный вид антенны; Б – ring
На Рис.6.2.2.8 представлены результаты
расчета импеданса нагрузки детектора и развязки между детекторами. Импеданс нагрузки, Рис.6.2.2.8,А, имеет
параллельный резонанс на частоте 320 ГГц, и величину около 80 Ом на частоте
резонанса. Предполагая, что импеданс детектора имеет индуктивную составляющую,
связанную с длиной выводов монтажа детектора в щель (15 мкм в нашем случае),
величиной около 20 Ом, находим, что согласование детектора с антенной будет на
частоте около 350 ГГц. Оптимальное сопротивление детектора составляет около 50
Ом. Диапазон рабочих, определяемый по уровню рассогласования -3 дБ, составляет
около 15%. Развязка между детекторами, Рис.6.2.2.8,Б, в рабочем диапазоне
частот не менее 15 дБ.
(А) (Б)
Рис.6.2.2.8. Импеданс нагрузки детектора (А), развязка (Б)
На Рис.6.2.2.9 приведена диаграмма
направленности антенны для детектора 1 в плоскостях ZX, YZ,
рассчитанная на частоте 300 ГГц. Из Рис.6.2.2.9 следует, что диаграмма
направленности является симметричной относительно оси Z, ширина диаграммы направленности 26
градусов, подавление обратного излучения не менее 20 дБ.
Рис.6.2.2.9. Диаграмма направленности антенны.
Влияние просветляющего покрытия на
Рис.6.2.2.10. Расчеты проводились для щелевой антенны, размещенной на
полусферической линзе с расширением, такой же, как Рис.6.2.2.10. Моделирование
проводилось в диапазоне частот 200 – 500 ГГц. Из Рис.6.2.2.10 следует, что
отражение от поверхности линзы приводит к значительным колебаниям импеданса
нагрузки и, кроме того, ухудшается диаграмма направленности антенны. Это
позволяет говорить, о том, что наличие просветляющего покрытия является необходимым
условием.
(А) (Б)
Рис.6.2.2.10. Влияние просветляющего покрытия на импеданс нагрузки для
щелевой антенны: (А) – без просветления; (Б) – с просветлением.
Влияние омических потерь в металле антенны
рассчитывалось программой Agilent HFSS для double-slot антенны и представлено на Рис.6.2.2.11. Для
оценки потерь в металле производился расчет импеданса нагрузки детектора в
диапазоне частот 200 – 500 ГГц для трех значений проводимости металла антенны:
4.1e7 – Au при 300 K (красная кривая), 1.2e9 – Au
при 10 K (зеленая кривая) и
метал без омических потерь (синяя кривая). Из приведенных зависимостей следует,
что на частоте последовательного резонанса (около 260 GHz) вносимые металлом потери составляют коло
30% при 10 K и 70% при 300 K от полной величины импеданса нагрузки. Если
в качестве металла антенны используется обычные металл, то его проводимость не
зависит от температуры в диапазоне 0 – 10 К, что позволяет оценить потери в
металле как 30% от активной части импеданса нагрузки.
Матрица
детекторов
Моделирование линейки детекторов проводилось
при параметрах линзы, как на Рис.6.2.2.8. Было установлено две кольцевых
антенны, разнесенных по оси Х на 160 мкм, Рис.6.2.2.12, А.
(А) (Б)
Рис.6.2.2.12. Расположение элементарных антенн в линейке (А); импеданс
нагрузки детектора (Б).
Импеданс нагрузки для каждого из четырех
детекторов одинаков и представлен на Рис.6.2.2.12 (Б). Сравнивая Рис.6.2.2.8(А)
и Рис.6.2.2.12(Б), можно отметить, что наличие второй антенны не повлияло на
величину импеданса нагрузки.
(А) (Б)
(В) (Г)
Рис.6.2.2.13. Частотные зависимости развязок между различными
антеннами: (А) 1 – 3; (Б) 1 – 2; (В) 1 – 4, (Г) 3 – 4.
Детекторы 1 и 3 установлены в одной антенне,
и работают на разные поляризации. Как и следовало ожидать зависимость на
Рис.6.2.2.13(А) совпадает с аналогичной зависимостью для одиночной антенны,
изображенной на Рис.6.2.2.8(Б). Развязка между детекторами в различных антеннах
представлена на Рис.6.2.2.13(Б), (В) и (Г). Рис.6.2.2.13(Б) показывает развязку
между параллельными антеннами 1 и 2, расположенными на одной линии. Величина
развязки около 20 дБ. Рис.6.2.2.13 (В) показывает развязку между
перпендикулярными антеннами. Величина развязки около 24 дБ. Наихудшая развязка
будет между антеннами 3 и 4, расположенными параллельно, что и следовало
предположить. Эта величина составляет около 15 дБ.
На Рис.6.2.2.14 показана диаграмма
направленности данной структуры для детектора 1 и 3 на частоте 300 ГГц.
(А) (Б)
(В) (Г)
Рис.6.2.2.14. Диаграмма направленности структуры, изображенной на
Рис.7: (А) – сечение по плоскости ZX
для детектора 1; (Б)- сечение по плоскости YZ для детектора 1; (В) – сечение по плоскости ZX для детектора 3; (Г)- сечение по плоскости YZ для детектора 3.
Из Рис.6.2.2.14 следует, что диаграмма
направленности для линейки детекторов практически не изменилась по форме (см.
Рис.6.2.2.9) за исключением поворота на 15 градусов, возникшем из-за сдвига
антенны на 80 мкм от оси линзы. Диаграммы направленности двух антенн
пересекаются по уровню -3 дБ, что является оптимальным для покрытия поля зрения
линейки. Угол поворота диаграммы направленности при сдвиге элементарной антенны
на 80 мкм составляет 15 градусов, что обусловлено толщиной пластины расширения
(в наших расчетах 300 мкм)
Как следует из расчетов, выполненных в [15],
максимальный сдвиг от оси элементарной антенны может составлять X/R
< 0.14, что еще обеспечивает требуемую форму диаграммы направленности. Таким
образом, для того, чтобы выполнить это условие для восьми элементарных антенн в
строке со сдвигом в 160 мкм необходимо увеличить диаметр линзы до
Толщина пластины расширения, L, в предыдущих расчетах выбиралась таким
образом, чтобы оптимизировать коэффициент усиления интегральной антенны. Как
следует из [9], расстояние от центра сферы до фокальной плоскости интегральной
антенны лежит в пределах от R/(Eps^0.5) до R/(Eps^0.5
- 1). Точный расчет для Eps =
11.7 дает значение L =
0.39R. В приведенных выше
расчетах элементарные антенны располагались практически в фокальной плоскости
интегральной антенны, что оптимизировало коэффициент усиления интегральной
антенны.
Выводы по
характеристикам РМ скаттерометра.
·
В
качестве антенной системы предполагается использовать пассивную антенную
решетку. Диаграмма направленности формируется полусферической линзой.
Размерность решетки 3х3 или 4х4.
·
В
качестве приемника, установленного в каждом канале, предлагаются радиометры
прямого усиления
·
Предлагаемый
РМ скаттерометр позволяет наблюдать за заданным сектором с угловым разрешение
+/- 15 градусов либо +/- 10 градусов, что зависит от размерности антенной
решетки.
·
Чувствительность
РМ канала такова, что позволяет получать радиояркостное изображение объектов или
сред в заданном секторе наблюдения.
Создание
действующего образца приемника цифровой телеметрической информации.
Цель этапа.
Целью этапа было создание действующих
образцов приемника и передатчика цифровой информации. Основным назначением
создаваемой аппаратуры является прием научной и телеметрической информации по
проекту «Фобос-Грунт». Передатчик информации устанавливается на FBSC. Передача информации является одним из
режимов работы Ультра Стабильного Осциллятора (прибор УСО), входящего в состав
научной аппаратуры FGSC.
Структурная схема передатчика цифровой
информации.
На Рис.6.2.1.1 представлено блок схема СВЧ
части прибора УСО, включающего канал передачи информации.
Рис.6.2.1.1 Блок схема СВЧ части прибора УСО,
включающего канал передачи информации.
Передача информации производится с помощью
четырехпозиционной фазовой модуляции QPSK передатчика СМ диапазона (8,4 ГГц). Максимальная выходная мощность
передатчика составляет около 2 Вт. Максимальная скорость передачи цифровой
информации 100 МВ/сек. Характерной особенностью передатчика являются очень
высокая стабильность частоты и малые фазовые шумы задающего кварцевого
генератора. В качестве кварцевого генератора используется прецизионный
генератор типа ГК54-ТС, производства «Морион», Россия. На Рис.6.2.1.2
изображены фотографии передатчика прибора УСО и опорного кварцевого генератора.
(А) (Б)
Рис.6.2.1.2 Фотографии и опорного кварцевого
генератора (А) и передатчика прибора УСО (Б)
На Рис.6.2.1.3 изображена зависимость
нестабильности частоты передатчика от времени усреднения (вариация Алана).
Рис.6.2.1.3 Зависимость нестабильности
частоты передатчика от времени усреднения (вариация Алана).
Как следует из Рис.6.2.1.3, вариация Алана
для генератора ГК54-ТС < 10-12 в диапазоне времен от 01 до 100
секунд
Особенности приемника цифровой информации
следующие:
- Приемник работает на частоте 8400 МГц.
- Тип модуляции принимаемой информации -
четырехпозиционная фазовая модуляция (QPSK).
- Максимальная скорость приема информации
составляет 100 Mb/sec.
Структурная схема приемника цифровой
информации.
На Рис.6.2.1.4 изображена структурная схема QPSK приемника цифровой информации.
Рис.6.2.1.4 Структурная схема QPSK приемника цифровой информации на частоте
8400 МГц.
Устройство и работа приемника
· На вход приемного блока поступает
высокочастотный сигнал на частоте около 8400 МГц. При этом предполагается, что
цифровая информация во входном сигнале закодирована на передающем конце методом
квадратурной четырехпозиционной фазовой модуляции (QPSK) с подавленной несущей частотой.
· В приемном блоке сигнал поступает на вход
супергетеродинного приемника СВЧ приемного модуля, где усиливается и
преобразовывается на промежуточную частоту около 216 МГц.
· Сигнал гетеродина приемника вырабатывает
синтезатор частоты. В качестве опорной частоты синтезатора используется сигнал
опорного кварцевого генератора. В качестве входного сигнала синтезатора
используется сигнал промежуточной частоты приемника, но умноженный по частоте в
четыре раза. Подобная операция подавляет фазовую модуляцию сигнала таким
образом, что на выходе умножителя формируется переменное напряжение, синхронное
с подавленной несущей частотой входного сигнала.
· Сигнал промежуточной частоты с выхода
приемника поступает на узел демодулятора 1. В демодуляторе 1 сигнал усиливается
и разделяется на два канала. Сигнал первого канала умножается по частоте в
четыре раза и, как сказано выше, поступает на вход синтезатора частоты
гетеродина. Этот же сигнал после детектирования используется в системе
автоматической регулировки усиления (АРУ) прибора. Сигнал второго направления
поступает на вход квадратурного преобразователя частоты.
· В качестве гетеродина квадратурного
преобразователя частоты используется второй синтезатор частоты, работающий
от того же кварцевого генератора, что и
синтезатор приемника. Использование единой опорной частоты в обоих гетеродинах
дает возможность произвести когерентное преобразование входного сигнала.
· Выходные аналоговые сигналы (I и Q)
квадратурного преобразователя частоты усиливаются и поступают на выход
демодулятора 1.
· Выделение тактовой частоты и квадратурных
цифровых сигналов модуляции производится в демодуляторе 2. С выхода
демодулятора 2 цифровые информационные сигналы и цифровой сигнал тактовой
частоты поступают на буферный мультиплексор - делитель, а с него на три
независимых цифровых выхода прибора.
· В результате работы прибора из входного
модулированного QPSK
сигнала формируются выходные цифровые сигналы:
а) квадратурные потоки
декодированных данных "#I"
и "#Q";
б) сигнал тактовой
частоты ("#Т").
Радиоизотопная батарея нового
типа для космических приложений
Проведен
анализ работы радиоизотопной батареи нового типа с повышенным к.п.д. прямого
преобразования ядерной энергии в электрическую, которая весьма перспективна для
космических и других приложений. Для анализа замедления и релаксации быстрых
альфа-частиц и сверх-тепловых электронов в пленках разработаны
аппроксимационные формулы, описывающие тормозные способности различных
материалов эмиттера, эффективный пробег ионов гелия, среднюю длину свободного
пробега вторичных электронов. Оценено макси-мальное число бинарных ячеек в
эмиттере. Рассмотрены модели вольт-амперной харак-теристики батареи ВЭРИИТ в
том числе определены рабочее напряжение, ток насыщения и выделяемая в нагрузке
мощность в зависимости от параметров системы. Рассмотрены
возможности увеличения тока и оптимизации рабочих характеристик вторично-эмиссионной
радиоизотопной батареи. Результаты проведенных исследований будут использованы
в численном моделировании работы эмиттера, оптимизации его характеристик и
выработке рекомендаций по созданию эмиттера и демонстрационного образца
батареи.
V.Balebanov, N.Erokhin.
Secondary-Emission Radioisotopic Source of Current for Space Devices. – Third
Scientific Conference with International Participation SPACE, ECOLOGY (SENS
2007), NANOTECH-NOLOGY, SAFETY, Book of Abstracts, Space Research Institute of
Bulgarian Academy of Sciences, 2007, p.29.
В.М.Балебанов, в.н.с., к.ф.-м.н., тел.333-41-00, e-mail: nerokhin@mx.iki.rssi.ru
Разработка и создание прибора ССНИ-2 комплекса научного эксперимента
«ПЛАЗМА-Ф» (проект «Спектр-Р»).
Основанием для проведения данной работы является Федеральная космическая программа России 2006-2015 гг, Техническое решение Р-Р-4-04 «По вопросу введения в состав аппаратуры КА проекта «Спектр-Р» научного комплекса Плазма-Ф», «Техническое задание на комплекс научного эксперимента ПЛАЗМА-Ф» и Техническое задание на ОКР «Разработка и создание прибора ССНИ-2 для КА «Спектр-Р» НРДК.468332.002 ТЗ.
Прибор ССНИ-2 предназначен для сбора данных от научных приборов комплекса Плазма-Ф, организации сохранения и выполнения последующей обработки зарегистрированных данных, формирования потока информации, организации совместной работы с запоминающим устройством, а также для обеспечения логики взаимодействия с аппаратурой объекта.
Дата запуска: 2008 г.
Научный руководитель комплекса «ПЛАЗМА-Ф» - чл.-корр. РАН Зеленый Л.М., ведущий по прибору ССНИ-2 – зав.отд. 75 Чесалин Л.С.
Состав прибора.
Конструктивно прибор ССНИ-2 выполнен в виде моноблока, в который входят следующие функциональные блоки:
- центральный блок ЦБ и запоминающее устройство ЗУ, предназначенные для обслуживания комплекса научных приборов Плазма-Ф,
- блок питания БП.
Подробно
о научной аппаратуре изложено в работах:
- Чесалин Л.С., Лакутина Е.В., Круковская Е.В., Безнос А.В. Микропроцессорный аппаратно-программный комплекс сбора геофизической информации. Тезисы доклада в сборнике Пятой Юбилейной Открытой Всероссийской конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва, ИКИ РАН, 12-16 ноября 2007 г.
- Zastenker,
G. N; Prokhporenko V.; Kvrazhkin R.;Chesalin, L.;
Tserenin I.; Sheikhet A.; Selivanov A.; Stepanyants V.; Triska P.; VoiltaJa.; Agafonov Yu. Some Aspects of Operations with Four Satellites
in INTERBALL Progect. 7th International Symposium Reducing the
Coasts of Spacecraft Ground Systems and operations (RCSGSO)
- Безнос А.В., Круковская Е.В., Лакутина Е.В., Минская Л.К., Чесалин Л.С. Изменение программного обеспечения в активно функционирующем на орбите космическом приборе. Тезисы доклада в сборнике 7-ой Конференции по космическим исследованиям, Украина, Евпатория, 136 с., 3-8 сентября 2007 г.
- Чесалин Л.С., Лакутина Е.В., Круковская Е.В. Принципы построения бортовой многопроцессорной системы сбора и обработки научных данных. Тезисы доклада в сборнике 7-ой Конференции по космическим исследованиям, Украина, Евпатория, 137 с., 3-8 сентября 2007 г.
- Чесалин Л.С., Лакутина Е.В., Круковская Е.В., Безнос А.В. Микропроцессорный аппаратно-программный комплекс сбора научной информации. Тезисы доклада в сборнике 7-ой Конференции по космическим исследованиям, Украина, Евпатория, 138 с., 3-8 сентября 2007 г.
- Л.С. Чесалин, Л.М. Зеленый, Г.Н. Застенкер, А.А. Петрукович, А.А. Скальский, Е.В. Ларионов. Эксперимент ПЛАЗМА-Ф на российском спутнике "Спектр-Р" для изучения вариаций магнитного поля, потоков плазмы и энергичных частиц в межпланетной среде и магнитосфере Земли. Тезисы доклада в сборнике 7-ой Конференции по космическим исследованиям, Украина, Евпатория, 123 с., 3-8 сентября 2007 г.
Состояние дел по проекту:
- Разработана и согласована с ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина» техническая документация и инструкции по стыковке со служебными системами;
- Выпущены и согласованы методики и циклограммы управления для проведения в ИКИ стыковочных испытаний приборов эксперимента «ПЛАЗМА-Ф» с комплексом ПрИ ТМС и КДИ БПИ;
- Доработано ПО прибора ССНИ-2 в части расшифровки информации ТМ-системы КА;
- Разработана РКД, ЭД и ПО для КИА прибора ССНИ-2;
- Изготовлен образец КИА прибора ССНИ-2;
- Изготовлен ТО прибора ССНИ-2 и проведены его ПСИ;
- Проведены в ИКИ РАН стыковочные испытания ШО МЭП, ТО БМСВ и ТО ММФФ с ТО ССНИ-2;
- Проведены в ИКИ РАН стыковочные испытания приборов эксперимента «ПЛАЗМА-Ф» с комплектом ПрИ ТМС и КДИ БПИ;
- Изготовлены узлы вторичного источника питания для образцов ШО и КДИ прибора ССНИ-2.
Разработка и изготовление прибора ДПК для измерения параметров
окружающей атмосферы на РС МКС
Договор № 953 с ОАО РКК «Энергия» на ОКР «Разработка и изготовление прибора ДПК для измерения параметров окружающей атмосферы на РС МКС». Отд. 75 выполняет работы по Блоку цифровой электроники и цифровым интерфейсам прибора ДПК.
Описание проекта. Цель. Назначение.
Основной целью ОКР является создание штатного образца прибора ДПК, предназначенного для диагностики, контроля и мониторинга условий эксплуатации РС МКС в части окружающей среды – низкоэнергичных заряженных частиц. Данные измерений прибора могут быть использованы для комплексного исследования основных параметров ионосферной плазмы вдоль орбиты КА и решения следующих научных задач:
- диагностических измерений параметров ионосферной плазмы с целью выявления аномальных явлений и характерных признаков изменений в ионосфере,
- глобального мониторинга ионосферы с целью изучения как структуры и динамики ионосферы в целом, так и изучения отдельных физических процессов в ионосферной плазме,
- комплексных исследований различных физических явлений в ионосфере во время особых периодов геомагнитно/гелиомагнитно возмущенных периодов.
Дата окончания ОКР: 2008 г.
Научный руководитель темы – Афонин В.В., ведущий по Блоку цифровой электроники и цифровым интерфейсам – зав. отд. 75 Чесалин Л.С.
Состав НА:
Прибор ДПК состоит из следующих блоков:
- блока питания,
- блока аналоговой электроники,
- блока цифровой электроники,
- блока цифровых интерфейсов.
Состояние дел по проекту:
- Изготовлен ЛМ прибора, произведена калибровка датчиков и проведены ЛОИ;
- Разработано ПО прибора ДПК.
Зав. отделом 75 к.ф.-м.н. Л.С.Чесалин, тел.333-30-67, e-mail: lchesali@mx.iki.rssi.ru
Микроспутник «ЧИБИС»
- Проведена разработка РКД образца НГММЭ МС «ЧИБИС»
- Изготовлены НГММЭ служебных систем МС «ЧИБИС»
- Изготовлены ШО
служебных систем МС «ЧИБИС» для исследования
атмосферных грозовых разрядов.
Создание базовой платформы микроспутника «ЧИБИС» прикладного и научного
назначения на основе современных технологий и разработок.
В
· разработан облик микроспутника для решения
задач изучения грозовых явлений;
· разработана конструкторская документация на
микроспутник в целом;
· изготовлены летные образцы служебных систем
микроспутника, а именно, система ориентации и управления движением, система
электропитания, система радиоуправления, радиосистемы научной и служебной
телеметрии;
· разработана документация на систему сбора и
обработки данных;
· подготовлена документация по доработке
наземной станции приема данных и управления спутником в полете;
· определены требования и разработана
документация на комплекс научной аппаратуры микроспутника, а именно,
радиочастотный анализатор, гамма-рентгеновский детектор, датчик
ультрафиолетового излучения, видеокамера.
Малая автономная Марсианская станция
В 2007г. были проведены следующие работы.
Прототипы летных образцов приборов и датчиков и конструкция ММС были изготовлены под руководством сотрудников лаборатории, отвечавшими за выпуск ТЗ и разработку основных узлов приборов, предприятиями СКБ ИКИ, «Интерастро», «Инфратрон», «Биапос». В настоящее время завершается подготовка к изготовлению летных элементов ММС. Заключены контракты между Финским метеорологическим институтом и «Интерастро» на изготовление летных комплектов ММС для установки ММС в составе десантного модуля ММС на КА «Фобос-Грунт», Финским метеорологическим институтом и НПОЛ на установку десантного модуля ММС на КА «Фобос-Грунт».
Дополнительно, в рамках контракта по ММС в кооперации с ИПМ и НПОЛ
подготовлен предэскизный материал-презентация по малому КА с электрореактивной
двигательной установкой, способному доставить с околоземной орбиты (Н ~