Разработка, развитие и внедрение технологических методов и средств для реализации космического эксперимента

• Автор: Костенко, Валерий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 71 с. : ил.

Официадьйіїе отрненты: , 0.

д.т.н., профессор І Селиванов Арнолвд Сергеевич

л ' ■,

д.т.н., професор , Усюкин Валерий Иванович

І "
- і У - "Ж

[.ігГ^ї професор Чудецкий Юрий Викторович , >г І

Ведущая организация - Федеральної государственно^ унитарное РОССИЙСКАЯ ^ предприятие Конструкторское бюро і

ГОСУДАРСТВЕННАЯ І ■ «Арсенал» им. М.В. Фрунзе,. < "

БИБЛИОТЕКА ' г. Санкт-Петербург.

Защита состоится « 20» марта 2003г. в 11 час.00 мин. на заседании диссертационного совета Д 002.113.01 при^нщитуте космических иссл^ований РАН в конференц-зале института по4адресу: , V ■, З'Ш
117997,г.Москва, ул. Профсоюзная, 84/32, подъезд 2. /''.'Т
С диссертацией в виде научного докп||да; >И9^но|рзнакомиться бибщотеке Института ШС1у!Ических исследований
.V-
&*й Диссертация в виде научного доклада разослана ж т
■ ' ^Ж«18»февраля 2003г. .3' .
■Г- ; ч- .іШ-,. ;• т С.
щйный секретар*»
Диссертационного ,г ^ и / х
кай|ридатфизико-математических,наук^^^ Акимов в.в.

| хіяншьаи і
аоющ г ]

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы
В зависимости от задач и условий проведения космического эксперимента применяются те или иные технологические решения ПРИ создании комплекса бортовых и наземных средств. При этом для успешной реализации эксперимента необходимо учитывать ряд дестабилизирующих технологических факторов, например, изменение теплового режима, деградация материалов, нештатное изменение программы или условий проведения эксперимента и т.д.
Развитие космической техники напрямую связано с общим уровнем технологий и, более того, оно диктует создание новых технологических направлений. Так, реализация крупных космических проектов ВЕГА, ФОБОС, МАРС-96 потребовало как новых технологических решений для бортовой аппаратуры, в частности, освоения приборов с зарядовой связью (ПЗС), так и создания специальных наземных стендов, например, использования инфракрасных имитаторов солнечного потока.
Для повышения эффективности технологического обеспечения космического эксперимента необходима как комплексная технологическая программа для всех этапов подготовки и проведения эксперимента, включая этап создания, программные и функциональные методы повышения эффективности, этап подготовки к проведению эксперимента и непосредственно проведение эксперимента, так и рекомендации по специальным технологическим, материаловедческим и конструктивным решениям и по применению специального наземного испытательного оборудования. Часто разработать и изготовить аппаратуру проще и дешевле, чем провести полный цикл наземных испытаний, подтверждающих работоспособность аппаратуры в реальном эксперименте с учетом требуемого ресурса ее функционирования.
В настоящее время реализацией космических экспериментов занимаются не только специалисты крупных организаций космического профиля, но и отдельные коллективы ученых научных и учебных институтов, и для них крайне важен современный подход к выбору технологического обеспечения эксперимента с учетом возможности, сроков и стоимости осуществления проекта.
Решение указанных научно-технических задач и определяет актуальность диссертации.

Цели диссертации
Целями представленной работы является разработка, развитие и внедрение комплекса технологических решений, направленных на создание бортовой аппаратуры для обеспечения возможности проведения космического эксперимента и включающих следующие направления: 4 V
• определение технологических факторов, дестабилизирующих проведение космического эксперимента и влияющих на работоспособность аппаратуры:
• разработка комплексной программы повышения эффективности космического эксперимента;
• разработка и внедрение систем обеспечения теплового режима посадочных мест бортовой аппаратуры;
• технология обеспечения требуемого уровня температур приемников излучения, включая криогенный уровень;
• поддержание стабильности параметров оптико-механических систем;
• создание устройств по обеспечению геометрической точности элементов аппаратуры;
• внедрение сотовых конструкций в космическое приборостроение;
• разработка и внедрение конструкций из композиционных материалов;
• разработка и внедрение техники тепловых труб;
• разработка и создание новых имитаторов космического пространства;
• программно-методическое и технологическое обеспечение наземной термовакуумной отработки;
• разработка конструктивных и технологических систем для микроспутников и микроплатформ.
Научная и практическая новизна работы
Представленная диссертация включает работы, выполненные и опубликованные в течение более 30 лет, поэтому оценка их научной новизны будет различной. Часть результатов была новой в свое время, но затем повторена и расширена с развитием экспериментальных научных исследований. Однако большая их часть и сегодня вполне отвечает критерию новизны. Ключевые технические решения защищены 24 авторскими свидетельствами или патентами

датчика (4.2+453К). Размещая определенным образом систему датчиков на поверхности МС, а также применяя специальный вычислитель на борту МС, можно получить информацию о положении осей МС в связанных системах координат. Сочетание данных такой системы с данными о навигационном положении (СРЭ/ГЛОНАСС) позволяет в реальном масштабе времени иметь как информацию по привязке данных эксперимента к положению МС, так и выдавать сигналы управления на исполнительные элементы СОС.
По экспериментальным данным точность определения ориентации ТДСОС составляет порядка ±30 угл. мин по каждой их осей при угловой скорости вращения МС до 12 °/мин. Масса всех термочувствительных элементов ТДСОС ~250 г. Эта система реализуется в платформе ЯХТА и предлагается для новых разработок МС. ,
Для повышения точности ориентации и стабилизации разработаны маховики массой 1,5 + 3 кг для управления положением МС с точностью до ±1,5° по каждой оси. Особый интерес представляет разработка маховика-демпфера, совмещающего функции управления и демпфирования, что снижает общую массу этих устройств.
4.6. Создание специальных программ и методик наземной отработки Успех в проведении космического эксперимента практически в основном зависит от объема и качества применяемых программ и методик наземной отработки. Помимо традиционно применяемых комплексных программ наземной экспериментальной отработки (КПНЭО) необходима разработка специальных программ и методик, позволяющих как определять, так и подтверждать характеристики систем и ее элементов.
Сюда можно отнести решение следующих проблем, рассмотренных автором [2,7,10,11,13,21,23,27]:
• комплексное исследование напряженно-деформированного состояния под температурно-силовым воздействием; температурного режима; точности и работоспособности; надежности;
• разработка программного и методического обеспечения для специально созданных стендов и имитаторов;
• разработка- типовой циклограммы термовакуумной отработки, включающей этапы испытаний в вакууме, процесс дегазации,