Первый модуль МКС (функционально-грузовой блок "Заря") российского производства. Служебный модуль "Звезда" до сих пор, по существу, является базовым элементом станции. Он обеспечивает все необходимые условия для жизни экипажа на борту станции. Не лишним будет напомнить, что после катастрофы шаттла "Колумбия" 1 февраля 2003 г. поддержание работоспособности МКС фактически было возложено на плечи России. Работа по программе МКС - это существенная часть деятельности нашего ЦУПа. Достаточно сказать, что из всей суммы бюджетных средств, которые мы получаем, около 75% приходятся на долю МКС.
Наш сегодняшний ЦУП - наиболее крупное научно-исследовательское подразделение Центрального НИИ машиностроения Федерального космического агентства России. Центр управления полетами предназначен для обеспечения управления полетами космических аппаратов разных классов: пилотируемых орбитальных комплексов, космических кораблей, автоматических межпланетных станций и искусственных спутников Земли, которые решают задачи в интересах науки и различных отраслей хозяйственной деятельности человека. Одновременно ЦУП ведет научные и проектные исследования, разработку методов, алгоритмов и средств решения задач управления, баллистики и навигации космических аппаратов, обработки, анализа и хранения больших объемов информации, создания высокоскоростных сетей для обмена всеми видами информации, создания систем коллективного и индивидуального отображения информации.
ЭТАПЫ БОЛЬШОГО ПУТИ
В принципе можно сказать, что ЦУП начинался вместе с космической эрой, которую открыл запущенный в Советском Союзе 4 октября 1957 г. первый искусственный спутник Земли. Уже в то время остро встал вопрос об оперативной обработке информации, получаемой наземными станциями слежения с борта космических аппаратов. Обработка ее тогда велась буквально вручную. Логарифмические линейки да настольные арифмометры - вот и вся вычислительная техника, которая имелась на пунктах управления.
Космические аппараты усложнялись, более сложными становились и решаемые ими задачи. А это требовало существенного повышения скорости обработки телеметрической информации. Требовало создания специализированных вычислительных центров, оснащенных электронным оборудованием, позволяющим автоматизировать эти процессы. Именно таким центром стал ВЦ НИИ-88 - вычислительный центр Государственного союзного научно-исследовательского института №88 в подмосковном городе Калининграде (ныне г. Королев). НИИ-88 впоследствии был переименован в ЦНИИмаш, в состав которого и сейчас входит наш ЦУП, родившийся как ВЦ НИИ-88.
Официальная дата рождения - 3 октября 1960 г., когда было утверждено штатное расписание вновь созданного ВЦ. В том же месяце его приняли в эксплуатацию, и вскоре он начал участвовать в управлении космическими полетами. Основателем ВЦ НИИ-88, по существу, является Георгий Александрович Тюлин, который был тогда директором института. При нем заложили первый камень, при нем ВЦ приняли в эксплуатацию.
Еще в то время, создавая ВЦ, Георгий Александрович строил далеко идущие планы преобразования его в координационно-вычислительный центр. И уже будучи первым заместителем министра общего машиностроения СССР, он приложил немало усилий, чтобы ЦУП создавался здесь, на базе нашего КВЦ. Решать задачи, поставленные Тюлиным, довелось его преемнику Юрию Александровичу Мозжорину, имеющему практический опыт работы в этом направлении. В 1956-1961 гг. под его научным руководством был создан первый в мире космический командно-измерительный комплекс, представляющий собой сложную совокупность наземных средств обеспечения полетов различных околоземных и межпланетных аппаратов. Юрий Александрович возглавлял наш институт на протяжении почти 30 лет. Ему принадлежит большая заслуга в становлении и развитии ВЦ И КВЦ. Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственной премий, доктор технических наук, профессор генерал-лейтенант инженерно-технической службы Мозжорин активно содействовал созданию полноценного центра, способного взять на себя решение всех задач, связанных с управлением полетами космических аппаратов.
Кстати, во время работ по программе ЭПАС Ю.А. Мозжорина представляли американским делегациям как руководителя ЦУПа, хотя ЦУП был только одним из подразделений вверенного ему института. Но ЦНИИмаш тогда оставался закрытой организацией.
Надо сказать, что руководители института всегда внимательно относились к работе нашего центра, его развитию и перспективам, помогали решать насущные вопросы. Так, в трудные 90-е гг. большую помощь нам оказывал дважды Герой Социалистического Труда, действительный член Российской и Украинской академий наук Владимир Федорович Уткин, который был в то время директором ЦНИИмаш. Нынешний директор института академик РАН Николай Аполлонович Анфимов с пониманием относится к нашим проблемам, и мы всегда можем рассчитывать на его поддержку.
Что же касается тех, кто работал непосредственно в центре, создавая и развивая его, то здесь можно назвать сотни людей, которые внесли существенный вклад в этот процесс. Среди них в первую очередь следует отметить Михаила Александровича Казанского, первого начальника ВЦ НИИ-88, лауреата Ленинской премии.
НИИ-88 в те годы было поручено образовать дублирующий баллистический центр (БЦ-2) ракетно-космической отрасли. Головной баллистический центр (БЦ-1) уже был в НИИ-4 Министерства обороны. Еще один дублирующий центр (БЦ-3) создавался в Институте математики Академии наук СССР. В НИИ-88 эти функции были возложены на ВЦ и подразделение баллистики и навигации. Руководителем баллистического центра стал Игорь Константинович Бажинов, лауреат Ленинской премии, получивший это звание за обеспечение полета первого спутника.
Первыми космическими аппаратами, в управлении которыми участвовали ВЦ НИИ-88 и БЦ-2, были автоматическая станция "Луна-4", запущенная в 1963 г., и пилотируемые корабли "Восток-5" и "Восток-6", на которых в том же году совершили полеты Валерий Быковский и Валентина Терешкова.
В 1964 г. в ВЦ НИИ-88 был введен в эксплуатацию первый зал управления, соединенный каналами связи с космодромом и пунктами командно-измерительного комплекса. Теперь ВЦ стал способен решать задачи информационного обеспечения государственных комиссий по летно-конструкторским испытаниям космической техники, а также приема, обработки и отображения баллистической и телеметрической информации.
В 1965 г. ВЦ НИИ-88 преобразовывается в КВЦ - Координационно-вычислительный центр. В перечень функций КВЦ включается выполнение всего комплекса работ, определяющих процесс управления полетами космических аппаратов. Баллистический центр, вошедший в состав КВЦ, становится головным по автоматическим межпланетным станциям ("Венера", "Марс") и ИСЗ народнохозяйственного и научного назначения ("Метеор", "Протон", АУОС и др.), выполняет функции дублирующего БЦ по пилотируемым программам (корабли "Союз", станция "Салют").
По предложению Ю.А. Мозжорина КВЦ возглавил Альберт Васильевич Милицин, инициативный и энергичный руководитель. Под его руководством проектируется и строится новый корпус центра, оснащенный самой передовой на то время вычислительной техникой, средствами связи и уникальным комплексом отображения информации в главном и малых залах управления. Именно при нем наш ЦУП стал эталоном наземной космической инфраструктуры и является таковым по сей день, несмотря на все трудности постперестроечного времени.
В 1972 г. между СССР и США было подписано соглашение о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях. Этим соглашением предусматривалось проведение в течение 1975 года совместного полета советского космического корабля типа "Союз" и американского космического корабля типа "Аполлон" с их стыковкой на орбите и взаимным переходом космонавтов и астронавтов. Так родился экспериментальный проект "Союз-Аполлон" - ЭПАС.
Для обеспечения реализации этого проекта в 1973 г. на базе КВЦ создается Советский центр управления полетами с новым комплексом технических средств. Непосредственно руководил работами по развитию КВЦ и преобразованию его в ЦУП А.В. Милицин. За эту деятельность он был удостоен звания лауреата Государственной премии СССР.
Первыми космическими аппаратами стали беспилотные корабли "Союз", модернизированные для программы ЭПАС, управление ими осуществлялось из нашего ЦУПа. Они проходили летно-конструкторские испытания под названием искусственных спутников Земли "Космос-638" и "Космос-672". Потом была генеральная репетиция - полет пилотируемого корабля "Союз-16" в декабре 1974 г. (экипаж - Анатолий Филипченко и Николай Рукавишников). И, наконец, в июле 1975 г. - заключительная фаза проекта. Программа совместного полета обоими экипажами была выполнена полностью. Корабли "Союз-19" и "Аполлон" состыковались на орбите, и члены экипажей смогли пожать друг другу руки. Их имена вписаны в историю мировой космонавтики как первооткрывателей международного сотрудничества в области пилотируемых космических полетов. Это Алексей Леонов, Валерий Кубасов, Томас Стаффорд, Вэнс Бранд и Дональд Слейтон.
Полет по программе ЭПАС был для ЦУПа, можно сказать, экзаменом на зрелость. Тогда мы впервые отрабатывали взаимодействие наших и американских служб управления и успешно справились с этой задачей.
С 1977 г. на ЦУП возлагаются задачи по управлению полетами космических кораблей, пилотируемых орбитальных и автоматических межпланетных станций. В течение пяти лет мы работали с пилотируемой долговременной орбитальной станцией "Салют-6". И многое из того, что сегодня воспринимается как обычное, тогда было новым шагом в космонавтике. Впервые для снабжения этой станции топливом и различными грузами стали использоваться автоматические корабли "Прогресс". И впервые на этой станции была реализована программа полетов международных экипажей. Потом была станция "Салют-7", продолжающая программу обживания околоземного космоса. А в 1986 г. на орбиту вывели станцию "Мир", которая открыла новый этап в пилотируемой космонавтике. Это была первая в мире постоянно обитаемая орбитальная станция. При ее создании впервые использовался модульный принцип, который впоследствии лег в основу строительства Международной космической станции.
Большую практическую помощь в организации управления полетами оказал центру генерал-лейтенант Керим Алиевич Керимов, лауреат Сталинской, Ленинской и Государственной премий. На протяжении четверти века он возглавлял Государственную комиссию по программам пилотируемых полетов. Одновременно более полутора десятка лет был первым заместителем директора ЦНИИмаша по управлению полетами. За свою плодотворную деятельность, за работы, связанные с запуском, испытаниями и эксплуатацией орбитальной станции "Мир", К.А. Керимов был удостоен звания Героя Социалистического Труда.
ПО ПРОГРАММАМ МКС И "МОРСКОЙ СТАРТ"
15 лет мы непрерывно работали со станцией "Мир". Она стала настоящим полигоном для отработки в реальных условиях космического полета новых технических решений и технологий управления, в том числе совместного управления пилотируемыми космическими объектами двух стран из двух ЦУПов - нашего и американского. Во многом благодаря станции "Мир" сегодня существует и продолжает свой полет Международная космическая станция.
К сожалению, вот почти уже десять лет наша страна не запускает свои космические аппараты к другим планетам. А в былые времена наши автоматические межпланетные станции регулярно совершали рейсы к Луне, Венере, Марсу. Сначала ими управляли из Центра дальней космической связи под Евпаторией, а потом управление было передано в ЦУП.
Особенно запоминающимся был полет двух автоматических станций "Вега", которые сначала направлялись к Венере. Сбросив на эту планету спускаемые аппараты, они совершили гравитационные маневры и продолжили свой путь к комете Галлея. В успешном решении этой сложной задачи большая заслуга наших баллистиков. И более того, они фактически спасли европейскую программу исследования этой кометы. По результатам пролета наших "Вег" мимо ядра кометы была обеспечена необходимая точность наведения европейского аппарата "Джотто" с учетом возможностей установленной на нем научной аппаратуры.
В 1987 г. в составе ЦУПа создается фактически еще один центр управления для орбитального корабля многоразового использования "Буран", первый и единственный полет которого состоялся в ноябре 1988 г. В настоящее время бывший "бурановский" центр управления после переоборудования и модернизации обеспечивает управление МКС.
Непосредственное обеспечение работ по управлению полетом конкретного космического аппарата выполняют службы, формируемые из структурных подразделений ЦУПа. Работы по нескольким космическим программам координируются командным пунктом Центра управления полетами. В ЦУПе располагаются Главные оперативные группы управления (ГОГУ), которые создаются по каждой космической программе и в которые входят представители всех организаций, участвующих в обеспечении выполнения программы полета. Основной задачей ГОГУ является осуществление централизованного управления полетом во взаимодействии с элементами наземного комплекса управления, организациями и службами, привлекаемыми к этой работе в процессе полета. По пилотируемым программам основу таких групп составляют специалисты РКК "Энергия". Начиная с 1974 г. эти группы стали работать в нашем ЦУПе.
Вся информация от космических аппаратов - командно-программная, телеметрическая, баллистическая, телевизионная, речевая - поступает в ЦУП через станции слежения по наземным и спутниковым каналам связи. Обработка, анализ и отображение информации производятся в темпе реального времени. Это означает, что во время сеансов связи с космическим аппаратом все данные о состоянии контролируемых его параметров становятся известны специалистам практически без задержек. Такое стало возможным благодаря наличию в ЦУПе современной высокоскоростной корпоративной локальной вычислительной сети, построенной на базе оптоволоконных каналов связи и цифровых систем обработки информации. Эта сеть объединяет между собой все функциональные части информационно-вычислительных комплексов, состоящие из высокопроизводительных серверов, рабочих станций и персональных компьютеров.
В настоящее время главной пилотируемой программой является Международная космическая станция. Со 2 ноября 2000 г. она является постоянно обитаемой. На ее борту, сменяя друг друга, постоянно работают экипажи, в состав которых входят российские космонавты и американские астронавты. Сейчас там уже экипаж 13-й длительной экспедиции - Павел Виноградов и Джеффри Уильямс. А если учесть все экспедиции посещения, которые "приходили" туда на американских шаттлах и наших "Союзах" за все время полета, начиная с запуска первого модуля, то на станции побывали 116 человек (по состоянию на 1 июля 2006 г.) - граждане США, России, Канады, Италии, Франции, Японии, ЮАР, Бельгии, Испании, Нидерландов, Бразилии.
В нормальных условиях управление полетом МКС ведется из двух центров: нашего и американского - в Хьюстоне, в штате Техас. Каждый из них управляет своим сегментом станции. Кроме того, в каждом центре постоянно работают группы специалистов другой страны, подстраховывающие свои ЦУПы в случае каких-либо сбоев в их работе.
Надо сказать, что за все время полета МКС наш Центр управления полетами работал бесперебойно. У американцев было не все так гладко, правда, не по их вине. В прошлом году, когда на них надвигался ураган "Рита", персонал ЦУПа в Хьюстоне эвакуировали, и с 22 сентября управление полетом МКС полностью стало осуществляться из нашего Центра управления полетами. И только вечером 27 сентября вернулись к штатной работе. Процедура передачи управления из ЦУПа в ЦУП еще с самого начала полета МКС была оговорена специальными нормативными документами, согласованными российской и американской сторонами. Так что для нас такие события не являются чем-то неожиданным и сверхъестественным. Кстати, это уже третий случай, когда из-за чрезвычайных обстоятельств в США все управление МКС передавалось в наш ЦУП. Первый случай был, когда американский центр прекращал свою работу из-за угрозы терактов в связи с трагическими событиями 11 сентября 2001 г. И второй раз - год спустя, 3 октября, когда через Техас проходил ураган "Лилли".
Пилотируемые полеты - это существенная часть нашей работы. Но есть и другие направления. Технические возможности ЦУПа, его программно-аппаратное оснащение и квалификация персонала позволяют одновременно работать по нескольким различным программам. В 1999 г. у нас был создан сектор управления околоземными автоматическими аппаратами научного и социально-экономического назначения. Принципиально новым для нас в этой работе стало то, что впервые основу главной оперативной группы управления этими аппаратами составили штатные сотрудники нашего ЦУПа, а не головных предприятий-разработчиков. Такой подход позволял управлять разными спутниками, изготовленными на разных предприятиях, сохраняя при этом прежний, сработавшийся костяк группы управления. Руководителем полетов космических аппаратов научного и социально-экономического назначения был назначен тоже наш штатный сотрудник Николай Леонидович Соколов. Мы управляли спутниками "Океан-О", "Метеор-3М", "Сич-1М", "Фотон-М". Сейчас идет работа по управлению космическим аппаратом "Ресурс-ДК1". Кстати, во время полета спутника "Океан-О" был разработан оригинальный метод поддержания ориентации космического аппарата с помощью аэродинамических и гравитационных моментов без какого-либо расхода топлива. Этот метод показал свою эффективность даже в сложных условиях высокой солнечной активности, сопровождающейся мощными магнитными бурями.
Продолжается подготовка к управлению и другими автоматическими космическими аппаратами. При этом мы ориентируем персонал управления и готовим аппаратно-программные средства Центра управления полетами с таким расчетом, чтобы в перспективе можно было обеспечить одновременную работу с 10-15 аппаратами, находящимися на околоземной орбите.
С 1999 г. мы участвуем в обеспечении запусков космических аппаратов по международному проекту "Морской старт". Запуски производятся с плавучей стартовой платформы "Одиссей", которая в это время находится на экваторе, в Тихом океане. Из нашего ЦУПа осуществляется управление разгонным блоком, который обеспечивает выведение космического аппарата на заданную орбиту. Со стартовой платформы "Одиссей" осуществлено 20 успешных запусков.
НОВЫЕ ЗАДАЧИ
С 1995 г. в ЦУПе функционирует Информационно-аналитический центр координатно-временного и навигационного обеспечения (ИАЦ КВНО). Являясь подразделением головного института отрасли, ИАЦ КВНО обеспечивает поддержку Федерального космического агентства в научно обоснованном формировании стратегии развития и решении практических задач координатно-временного и навигационного обеспечения (КВНО), создании перспективных средств КВНО, научно-методическом и информационном сопровождении высокоточных средств и систем КВНО в интересах потребителей. А также научное и экспериментальное обоснование программ развития средств КВНО и глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС. Специалисты ИАЦ КВНО собирают и обрабатывают информацию с более чем 300 навигационных станций и около 50 станций лазерной локации мировых сетей, осуществляют информационное взаимодействие с отечественными и зарубежными навигационными центрами, международными службами геодинамики (IGS), лазерной локации (ILRS), вращения Земли (IERS).
ЦУП работает не сам по себе. Нас связывает доброе деловое сотрудничество со многими организациями и предприятиями. Практически постоянно рука об руку мы работаем со специалистами Ракетно-космической корпорации "Энергия" имени С.П. Королева - ведущего предприятия России по разработке, изготовлению, испытаниям, обеспечению запусков и эксплуатации пилотируемых космических аппаратов. И это сотрудничество началось, когда мы еще только-только вставали на ноги, а фирма С.П. Королева (тогда она называлась ОКБ-1) имела уже солидный багаж выдающихся достижений.
В процессе своей работы ЦУП взаимодействует со многими предприятиями и организациями, такими как Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева, Центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина, Институт медико-биологических проблем, НИИ электромеханики, НПО измерительной техники и другими разработчиками космической техники и научной аппаратуры. Взаимодействует ЦУП с отраслевыми и академическими научно-исследовательскими организациями, со службами космодрома, командно-измерительного и поисково-спасательного комплексов, с космическими агентствами США, Европы, Франции, Германии и других стран.
Было время, когда в ЦУПе работало более 2000 человек, сейчас - чуть ли не вдвое меньше. Тем не менее количество задач, стоящих перед нами, растет. Это объясняется тем, что в те уже далекие годы мы не были так стеснены в средствах, как сегодня, и могли позволить себе широким фронтом осваивать науку управления космическими полетами. Кстати, в определенном смысле это было даже целесообразно, ведь персонал Центра управления полетами тогда в основном составляла молодежь, не имеющая достаточного опыта в практическом решении задач. Сейчас же картина совершенно иная. Многие сотрудники десятки лет проработали в центре, и он уже стал для них вторым домом. Это высококлассные специалисты своего дела, обладающие не просто огромным опытом, я бы даже сказал, что с годами у них выработалось какое-то чутье, помогающее принимать правильные решения в критических ситуациях.
Что же касается новых задач, которые мы берем на себя, то здесь причины вполне понятные. В современных условиях всем приходится трудно. В начале 90-х гг. прошлого века мы боролись за выживание, а теперь должны бороться за достойную жизнь нашего ЦУПа. Поэтому мы не отказываемся ни от какой работы. Более того, сами ищем себе новые актуальные направления. В качестве примера можно привести проблему "космического мусора" в околоземном пространстве. "ДТП" на космических орбитах могут привести к очень серьезным последствиям. Да и неуправляемый сход с орбиты, а попросту говоря, падение отслуживших свой срок спутников, тоже вряд ли обрадует кого-то. Мы должны отслеживать траекторию их движения, чтобы иметь представление об этом процессе и возможных последствиях. Кстати, в программе полета запущенного недавно космического аппарата "Ресурс-ДК1" предусматривается, что он, в отличие от многих своих собратьев, не будет брошен на произвол судьбы. Его "затопят" так же, как поступают с грузовыми кораблями "Прогресс".
В 2000 г. в ЦУПе был создан Информационно-вычислительный комплекс (ИВК) обработки и хранения различных видов информации для Центра управления полезными нагрузками (Центр ПН) российского сегмента Международной космической станции на базе аппаратной платформы Hewlett-Packard.
Сотрудничество Центра управления полетами и компании Hewlett-Packard началось в 1993 г. Тогда в результате выбора поставщика для переоснащения вычислительного комплекса ЦУПа компания Hewlett-Packard победила такие фирмы, как DEC, IBM и SUN. Задачами Центра ПН являются централизованный сбор, регистрация, обработка, долговременное хранение и доставка потребителям всех необходимых технологических и научных данных, получаемых с российского сегмента МКС в процессе реализации национальной и международных программ научно-прикладных исследований.
Центр ПН - это мощнейшая современная система долговременного хранения информации всех видов (цифровой, аудио, видео), поступающей с российского сегмента МКС. Результаты ее обработки предоставляются в Главную оперативную группу управления российским сегментом МКС, научные центры Российской академии наук и зарубежным партнерам, участвующим в выполнении совместных научно-прикладных программ.
В качестве системы хранения данных ИВК Центра ПН выбран дисковый массив HP Surestore XP1024. Технологический комплекс также включает ленточную библиотеку HP Surestore Utrium 2/20 (2ТБ), Unix-серверы HP rp-класса, серверы HP ProLiant, периферийное оборудование, персональные системы HP. Кроме того, компания Hewlett-Packard осуществляет консалтинг и предоставление сервисных услуг в рамках данного проекта. Поставку техники HP и системную интеграцию проекта осуществляет компания IN Line Group, которая давно участвует в разработке информационных проектов ЦУПа.
За спокойным, размеренным ритмом работы ЦУПа стоит огромный объем подготовительных мероприятий и тренировок. Слаженность в работе, умение находить решение в любой ситуации достигаются в процессе кропотливой подготовки к полету. Подготовка ЦУПа, как правило, начинается задолго до старта космического аппарата, еще на этапе его создания. В этот период модернизируются технические средства, разрабатываются новые программно-математические комплексы, готовятся рабочие помещения. После чего начинаются тренировки. На тренировках обычно используются все средства ЦУПа и действующая модель космического аппарата. Вначале отрабатываются действия при реализации номинальной программы полета, затем наступает очередь нештатных ситуаций, которые теоретически могут случиться в действительности. Как известно, абсолютно надежной техники в природе не существует, всегда имеется какая-то (пусть самая мизерная) вероятность отказа, поэтому в Центре управления полетами все резервировано, все настроено на высшую надежность. За надежностью систем стоит достоверность информации. За достоверностью информации - безопасность на орбите. Высокий уровень надежности позволяет обеспечивать успешное управление космическими полетами.
комментарии (0):
ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS