Наземный комплекс для обеспечения ядерно-физических научных космических экспериментов

• Автор: Малахов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ НАУЧНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЯМ ЛУНЫ, ФОБОСА, МАРСА И БЛИЖНЕГО КОСМОСА ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
2.1 Физические основы ядерных планетных измерений
2.2 Прибор «Бортовой Телескоп Нейтронов» (БТН) по исследованиям радиационного фона в окрестностях МКС
2.3 Прибор «Лунный исследовательский нейтронный детектор» (ЛЕНД) по картографированию нейтронного излучения Луны
2.4 Прибор «Динамическое альбедо нейтронов» (ДАН) по нейтрон-
актив ационному анализу вещества в поверхности Марса
2.5 Прибор Нейтронный Спектрометр ХЕНД (НС-ХЕНД) по изучению грунта поверхности спутника Марса Фобоса
ГЛАВА 3. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ НАЗЕМНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАУЧНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ЯДЕРНОЙ ПЛАНЕТОЛОГИИ НА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТАХ
3.1 Общая структура наземного сегмента космического эксперимента.
3.2 Современные вычислительные средства в наземном сегменте космических экспериментов ядерной планетологии
3.3 Специфические задачи наземного сегмента приборов ядерной планетологии
3.4 Реализация наземного сегмента прибора ХЕНД и направления исследований для обеспечения создания наземных сегментов экспериментов, ЛЕНД, ДАН и НС-ХЕНД
3.5 Заключение
ГЛАВА 4. НОВЫЕ ОБРАЗЦЫ КОНТРОЛЬНО-ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
4.ТЗадачи современной контрольно-испытательной аппаратуры для научного космического прибора для ядерных исследований
4.2 Варианты архитектуры КИАдляядерно-фшических космических приборов
4.3 Различные варианты ПО для КИА
4.4 Пути развития вариантов контрольно-испытательной аппаратуры
4.5 Заключение
ГЛАВА 5. УЗЛЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В СТРУКТУРЕ НАЗЕМНОГО СЕГМЕНТА ПРОЕКТА
5.1 Узлы обработки данных (УОД) прибора ЛЕНД проекта НАСА ЛРО
5.2 Узлы обработки данных (УОД) прибора ДАН проекта МИЛ
5.3 Узел обработки данных (УОД) прибора БТН-Нейтрон
5.4 Заключение
ГЛАВА 6. ЭКСПРЕСС-ОБРАБОТКА И ФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ ПРИБОРОВ ЯДЕРНОЙ ПЛАНЕТОЛОГИИ:
6Л Задачи-экспресс-анализа данных космических приборов
6.2 Методы экспресс-анализа
6.3 Организация экспресс-анализа данных измерений
6.4 Требования к наземному сегменту исходя из физического анализа данных измерений
6.5 Теоретические основы физической обработки данных орбитального ядерно-физического эксперимента
6.6 Теоретические основы физической обработки данных активного ядерно-физического эксперимента на поверхности небесного тела
6.7Алгоритмы обработки данныхядерно-физических измерений
6.8 Практическая реализация процедуры физической обработки данных измерений’
6.9 Заключение
ГЛАВА 7. ХРАНЕНИЕ И ОБРАБОТКА НАУЧНЫХ ДАННЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ЯДЕРНОЙ ПЛАНЕТОЛОГИИ
7.1 Основные этапы и задачи обработки данных ядерно-физических измерений
7.2 Структура данных приборов ядерной планетологии
7.3 Задачи при хранении данных
7.4 Особенности обработки данных приборов ядерной планетологии
7.5 Структура баз данных для приборов ядерной планетологии
7.6 Структура узла обработки данных
7.7 Базовые функции и критические параметры узла обработки данных.
7.8 Используемые технологии
7.9 Выводы
ГЛАВА 8. ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

взаимодействие инженеров-програмистов с физиками-экспериментаторами и с группой управления космическим аппаратом.
Последней, но также важной задачей, выполняемой наземным сегментом, является предоставление доступа к полученным научным данным для научного сообщества. Организация свободного доступа к данным, полученным от прибора, является необходимым условием, благодаря которому обеспечивается высокая научная отдача от космического эксперимента, производится независимый контроль качества полученных данных, а так же их независимая верификация заинтересованными исследователями.
Организация всех описанных выше процессов, связанных с обработкой данных: их получение со спутника, хранение и защита от потери, экспресс-обработка и физический анализ полученных данных, а также распространение результатов эксперимента среди научного сообщества, требует создания единого узла, который по существу представляет собой функциональный мост между бортовой научной аппаратурой и физиком-экспернментатором. Известны многие примеры, когда именно высокий- уровень-разработки такого узла позволил получить уникальные научные результаты о наблюдавшемся в космосе явлении. В'- этом отношении космический эксперимент по ядерной планетологии существенно отличается от экспериментальных ядерно-физических исследований, в, земной- лаборатории. Будущий марсоход «Марсианская: научная, лаборатория» будет проходить за день в автономном режиме несколько десятков метров, поэтому поступившие в сеансе связи данные измерений его бортовой аппаратуры должны быть проанализированы настолько быстро и достоверно, насколько это требует быстрое и оперативное планирование очередного для автономной работы. На основании1 первых 60 дней орбитальных измерений приборов на борту «Лунного орбитального разведчика» будет выбран район удара аппарата «Лкросс» о поверхность Луны с целью проверки гипотезы о наличии водяного льда в полярных кратерах. Очевидно, что недостатки и просчеты при разработке наземных сегментов этих и подобных проектов могут привести к существенному ущербу для отдельных экспериментов, или к даже к неудаче проекта в целом. Глава 7 данной диссертационной работы посвящена описанию новых методов и технологий, позволяющих создать и обеспечивать успешное функционирование такого узла.
Таким образом, полный перечень задач и функций комплекса наземной аппаратуры для космического научного эксперимента по ядерной планетологии включает:
(Ф-1) Обеспечение программы наземных автономных испытаний и отработок научного космического прибора до его постановки на борт космического аппарата.