Принципы разработки бортового и планетного оборудования межпланетных космических аппаратов

Программа имеет практико-ориентированный характер, позволяет слушателям реализовать полученные знания, навыки и компетенции для выполнения работ в области разработки аппаратуры автоматических межпланетных космических аппаратов по полному циклу. 

Профессиональная компетенция, полученная слушателями при освоении настоящей программы, необходима для выполнения следующих видов профессиональной деятельности:

• формирование облика, компоновки и архитектуры межпланетных космических аппаратов с учетом механических и электронных компонентов, систем управления и целевой нагрузки;
• разработки конструкций бортовой и наземной, а также радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) космического бортового и планетного (наземного) назначения, аппаратуры связи планетарной техники (планетоходы, роверы, вертолеты и коптеры);
• летной эксплуатации межпланетных станций и технической эксплуатации наземного сегмента;
• обеспечения заданных показателей функционирования оборудования в сложной электромагнитной обстановке в условиях иной атмосферы или ее отсутствия, ограниченных массово-габаритных характеристик.

В результате освоения программы слушатель должен: 

знать:

• основы радиотехники, передачи радиосигналов на дальние космические расстояния;
• основы защиты оборудования от внешних и внутренних негативных факторов (ВВФ);
• методы проектирования радиоэлектронной аппаратуры;
• методы и средства обеспечения качества работы радиоэлектронной аппаратуры;
• виды бортового, планетного и наземного радиоэлектронного оборудования (РЭО);
• документы, регламентирующие разработку РЭО.

 уметь:

• проектировать компоновку всех компонентов и модулей космических аппаратов;
• компоновать электронные схемы бортового и наземного РЭО;
• оценивать варианты решений при конструировании технических средств.

Учебный курс разработан с учетом действующих профессиональных стандартов по направлениям:

• 25 Ракетно-космическая промышленность;
• 29 Производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования;

Учебно-тематический план 

Разработка бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) для межпланетных космических аппаратов включает учёт требований к аппаратуре, разработку архитектуры, использование определённых технологий и проведение испытаний

Тема 1. Классификация и конструкция межпланетных беспилотных космических аппаратов.

Хронология создания. Классификации, виды и типы: большие и средние орбитальные аппараты, кубсаты, планетарные вездеходы, авиационная техника (коптеры, вертолеты). Спецификации с учетом иных внешних воздействий. Отечественные и зарубежные примеры межпланетных миссий.

Тема 2. Комплексная разработка межпланетных космических кораблей.

Особенности архитектуры и практика компоновки. Системы управления и ориентации в пространстве. Взаимодействие космических аппаратов, наземного сегмента, планетных станций. Отечественные и зарубежные примеры разработки компоновочных схем.

Тема 3. Требования к системам БРЭО, электропитания и целевым нагрузкам.

Стойкость к внешним воздействиям. Применение специальных радиационно-стойких интегральных микросхем и защитных конструкций для защиты от ионизирующего излучения и тяжёлых заряженных частиц. Обеспечение теплового режима. Учёт воздействия низкого давления. Энергетические модули: система энергопитания, генераторы, энергобаланс. Системы контроля, ориентации, стабилизации и навигации, телеметрии. Система управления. Целевые нагрузки. Антенно-фидерные устройства. БРЭО высокоскоростных каналов передачи. Бортовой компьютер (БЦВМ).

Тема 4. Архитектура бортового и наземного оборудования.

Концепция интеграции аппаратуры (ИМА). Единая вычислительная платформа. Средства контроля и диагностики (СКД), обеспечивающие стойкость и живучесть. Реконфигурирование архитектуры при обнаружении устойчивых отказов. 

Тема 5. Технологии разработки и испытания.

Унификация аппаратных и программных компонентов. Сокращение затрат на вычислительные ресурсы, повышение надёжности. Изоляция программ различных подсистем. Испытания: совместная отработка аппаратуры, интерфейсных информационных каналов и ПО. Наземная аппаратура, воспроизводящая внешние информационные связи и воздействия на функционирование БРЭО в реальных условиях полёта. Отработочные испытания в процессе проектирования БРЭО.

Тема 6. Наземная инфраструктура и системы запуска.

Наземные станции и центры управления полетами. Запуск и развертывание работы орбитальных космических станций и других космических аппаратов на других планетах. Отечественные и зарубежные примеры.

Тема 7. Комплексное моделирование разработки и эксплуатации межпланетных космических аппаратов.

Формирование архитектуры на основе опыта разработки космических аппаратов отечественного и зарубежного производства. Моделирование станций будущего с учетом передового опыта.