72Арена ИСЗ

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



«Бонум-1». 10 лет спустя


игорь Кармалеев, начальник отдела управления малыми спутниками ЦУПа ГПКС Теле-Спутник - 1(159) Январь 2009 г.


Кажется, что все это было вчера: мучительное ожидание телефонного звонка с космодрома 23 ноября 1998 года о результатах старта, первое вхождение в связь со спутником со станции «Сколково» 4 декабря, полуторамесячные испытания спутника и, наконец, почти театральная мизансцена 22 января 1999 года, когда последняя дежурная смена изготовителя спутника уступает места за пультом нашей смене: «Ребята! Теперь за все отвечаете вы». И, тем не менее, несмотря на все ощущения, 22 января 2009-го исполнилось 10 лет штатной эксплуатации космического аппарата непосредственного телевизионного вещания «Бонум-1».

Эта дата фактически знаменует собой юбилей первой в России спутниковой цифровой системы непосредственного телевизионного вещания. На протяжении всего этого времени коллектив компании ФГУП «Космическая связь» обеспечивает значительную часть территории России качественным цифровым телевизионным сигналом. Поскольку на коллектив сектора управления полетом спутника, который я возглавляю, возложены функции по поддержанию его штатного функционирования, то именно на особенностях организации этого процесса, а также на некоторых выводах, вытекающих из опыта работы со спутниками как отечественного, так и иностранного производства, мне хотелось бы остановиться.Немного истории. Космический аппарат «Бонум-1» (по международному каталогу – «Ритм-1») – спутник серии HS376 (модификация HS376HP) разработки фирмы Hughes (ныне Boeing) , запущен 23 ноября 1998 года с космодрома на мысе Канаверал (США) ракетой-носителем DELTA II. 22 января 1999 года, после завершения приемо-сдаточных испытаний ретранслятора и служебных систем, ответственность за управление спутником в полном объеме была передана российской стороне. В начальной точке стояния, 36,3° в.д., КА функционировал до 11 июля 2000 года, обеспечивая непосредственным телевизионным вещанием европейскую часть России. В этот период были загружены все восемь стволов ретранслятора КА. В период с 11 июля по 8 августа 2000 года КА был переведен в новую точку стояния – 56° в.д. Перевод проводился исключительно персоналом сектора управления.
Перевод спутника в новую точку был предусмотрен перспективной программой развития непосредственного телевизионного вещания. В точку 36° в.д. был запущен спутник ЕW4, часть стволов которого были арендованы Россией для покрытия европейской части, а вещание спутника «Бонум-1» предполагалось на Западную Сибирь. Однако последствия кризиса 1998 года в полной мере сказались на его судьбе. Достаточно долгое время вещатели не рисковали вкладывать свои средства в создание абонентской сети в Западной Сибири, вследствие чего загрузка стволов спутника росла достаточно медленно. В период с августа 2000 года по ноябрь 2007-го загрузка возросла с двух стволов до полной (восемь стволов). При этом, если на начальном этапе в качестве пользователей выступали в основном региональные вещатели, то к концу периода спутник стали использовать и вещатели всероссийского масштаба.
Текущее состояние КА «Бонум-1» и результаты десятилетней эксплуатации могут быть охарактеризованы следующими показателями:

• отказов бортовых служебных систем КА нет, работают первые комплекты резервированного оборудования. Резервные комплекты работоспособны. Конфигурация бортовых систем в течение всего времени эксплуатации соответствовала начальной;
• конфигурация связной полезной нагрузки соответствует номинальной (включены восемь стволов ретранслятора). Отказов приборов, входящих в состав системы, не зафиксировано. Характеристики системы соответствуют техническому заданию и эксплуатационной документации;
n реальная деградация аккумуляторной батареи и деградация термооптических характеристик радиатора-охладителя за десять лет эксплуатации ниже расчетных значений;
• деградация солнечной батареи за десять лет эксплуатации выше расчетной из-за экстремально высокой активности Солнца в 23-м солнечном цикле. Тем не менее, остаточной мощности солнечной батареи достаточно для нормального функционирования КА в полном объеме;
• срок жизни КА по запасам топлива в соответствии с техническим заданием составлял 11 лет с начала эксплуатации, то есть до 22 января 2010 года. За счет удачного вывода этот срок был продлен на полгода. Грамотные действия персонала сектора управления в течение всего периода эксплуатации позволили продлить срок жизни спутника по запасу топлива почти до 13 лет, до 10 января 2012 года. При этом следует отметить, что производитель задал срок службы аппаратуры спутника не менее 15 лет от даты запуска, то есть по ноябрь 2013-го. Таким образом, после исчерпания топлива возможно ограниченное применение спутника без коррекции параметров орбиты по наклонению;
• за десять лет работы со спутником было проведено более 12 тысяч сеансов управления, выполнено более 900 маневров коррекции параметров орбиты и управления ориентацией;
• в течение всего времени функционирования спутник удерживался в окрестности рабочих точек стояния в диапазоне ±0,1° по долготе и наклонению;
• за весь период эксплуатации перерывов в телевизионном вещании или ухудшения качества вещания, связанных с работой КА, наземной аппаратуры и действий персонала сектора управления, не было.


Опыт эксплуатации и результаты позволяют сделать некоторые выводы и ответить на некоторые вопросы и сомнения, которые имели место в среде специалистов по космической технике еще до запуска спутника.
Время показало целесообразность выбора спутника зарубежного производства вместо российского. Как это не прискорбно, в том числе и для меня, проработавшего в российской космической отрасли более 30 лет, наши спутники обладают гораздо более низкой надежностью. Поэтому их применение в коммерческих проектах, к сожалению, – наиболее короткий путь к финансовому краху проекта. Тем более что стоимости российских и зарубежных спутников практически сравнялись, а фактический срок активного существования зарубежных спутников намного больше. Причин этого легион, но к основным, на мой взгляд, следует отнести следующие:
• низкое качество применяемых ЭРИ (электрорадиоизделий). Собственная электронная промышленность практически перестала существовать, а за рубежом из финансовых соображений закупаются ЭРИ общепромышленного применения. При этом наши сертификационные центры по ЭРИ, на мой взгляд, не в полной мере справляются со своими обязанностями. Применение таких ЭРИ ведет, в свою очередь, к низкой надежности блоков и приборов, которые из них изготавливаются;
• недостаточная проработка некоторых конструктивных технических решений и наземной экспериментальной отработки. В большинстве случаев технологические комплекты аппаратуры не изготавливаются из соображений экономии средств, и отработка идет на летных комплектах. Предприятия нетрудно понять. Ведь заказы на космическую технику носят единичный характер, заказчики выделяют средства на конкретные изделия и крайне неохотно поддерживают работы исследовательского характера. Да и из выделенных средств надо поддерживать существующую инфраструктуру предприятий;
• снижение уровня квалификации персонала отечественных фирм. В 90-е годы не было притока молодежи, а запас «советских» специалистов практически исчерпан. Пришедшую в начале 2000-х годов молодежь практически некому было опекать, и сейчас она вынуждена набираться опыта на своих ошибках – прервалась связь времен.
Организация процесса подготовки к запуску фирмой Boeing произвела на меня впечатление тем, какое внимание уделяет фирма подготовке персонала заказчика. Были организованы как лекционные, так и практические занятия. Сначала через обзорные курсы по спутнику и наземному оборудованию был пропущен весь персонал сектора управления, затем проводилось углубленное обучение по категориям специалистов. С этой целью в фирме постоянно функционируют специальные подразделения, в обязанности которых входит обучение персонала заказчика и проведение испытаний. В этот период эта задача становится приоритетной, и все другие подразделения нацеливаются на поддержку и обеспечение этого процесса.
Правда, здесь у нас с производителем проявился различный подход к обучению, в первую очередь, операторского состава. Исходная позиция производителя состояла в том, что сменный оператор должен быть (да простят меня коллеги) «дрессированной обезьяной» и при малейшем отклонении от штатного функционирования спутника или наземного оборудования в любое время вызывать соответствующего специалиста. Этот подход производителя может быть был оправдан при работах с недостаточно квалифицированными заказчиками (Индонезия, Малайзия, Бразилия). Мы же стали готовить операторов таким образом, чтобы в большей части случаев он мог определить неисправность, локализовать ее, перейти на резервный комплект и обеспечить функционирование комплекса до начала следующего рабочего дня, когда в дело вступит специалист по конкретной системе. Это позволило нам вывести из состава дежурных смен специалистов по наземному аппаратно-программному комплексу и бортовым системам спутника и сократить численность персонала сектора с 22 человек, рекомендованных производителем, до 19. Этим составом сейчас мы обеспечиваем управление двумя различными спутниками. Сейчас на основе имеющегося опыта у нас создана собственная многоступенчатая система подготовки и поддержания тонуса сменного персонала, главным идеологом которой является руководитель группы операторов А.Л. Гинзбург. В первую очередь, благодаря ему удалось до минимума свести человеческий фактор.Взаимное положение наземной станции и спутника позволило расположить в одном месте сектор управления и командно-измерительную систему, что, с точки зрения эксплуатации, безусловно, удобно. Поскольку КА «Бонум-1» не имеет на борту вычислительных средств и управляется исключительно разовыми командами, то весь интеллект заложен в хорошо организованное программное обеспечение сектора управления. Несмотря на то, что все комментарии и суждения даются на английском языке, операторский интерфейс удобен и имеет хорошую защиту от «дурака». Особо следует отметить наличие развитого программного обеспечения для работы инженера по бортовым системам, которое позволяет анализировать состояние систем за любой период и выявлять тенденции к изменению их состояния. Эта работу успешно проводит руководитель группы инженеров по бортовым системам Ю.В. Ухабин, которого «заглаза» мы называем папой спутника. Непосредственно на заводе он сопровождал весь процесс его изготовления: от закладки на стапеле до отрыва ракеты от стартового стола. Достаточно адекватный программный имитатор спутника очень полезен при отработке ответственных операций.
Не надо думать, что все было «в шоколаде». В ходе испытаний и первых месяцев эксплуатации была выявлена неустойчивая работа одного из основных блоков наземного оборудования. Попытки его регулировки не дали положительного результата, и в результате производитель вынужден был разработать и поставить нам новый блок. Вся работа по выявлению ошибок и разработке технических требований к новому блоку была проведена руководителем группы наземного оборудования Д.Я. Корнеевым.
При разработке системы охлаждения наземного передатчика наружным воздухом не были учтены влажностные параметры нашего климата, вследствие чего влага стала конденсироваться на внутренних поверхностях стойки. Пришлось дорабатывать систему охлаждения, обеспечивая подмешивание теплого воздуха. Инициировал и реализовал эту работу инженер по ВЧ-оборудованию А.Ф. Алимин.
Достаточно трудоемким был процесс собственно проведения маневра, когда некоторые параметры в реальном времени приходилось снимать с ленточного самописца. Наши баллистики В.Н. Хейфец и В.Б. Вдонин разработали и внедрили программный комплекс для автоматического определения этих параметров, что позволило полностью отказаться от самописца и повысить надежность процесса управления.
Кроме того, В.Н. Хейфец совместно Н.В. Заецем разработали и внедрили дополнительный комплекс по обработке и графическому представлению телеметрической информации, который позволил расширить возможности дежурной смены по экспресс-анализу состояния спутника. Поскольку измерение параметров орбиты ведется однопунктовым методом, то в период стояния в точке 36,3° в.д., которая практически совпадает с широтой расположения измерительной станции, возникли трудности в разрешении неоднозначности при определении орбиты. Эту задачу разрешил Ю.Ю. Махненко, кстати, защитивший в сентябре 2008 года докторскую диссертацию.
Помимо работ по повышению удобства управления спутником, в ходе эксплуатации приходилось решать вопросы повышения надежности управления, связанные с «родимыми пятнами» спутника.
Как известно, управление спутником «Бонум-1» ведется в Ku-диапазоне, который подвержен влиянию дождей. Нацеливание спутника производится по наземному маяку, сигнал которого в период интенсивного дождя может «пропасть». Правда, предусмотрен переход на датчик Земли, но в момент перехода может произойти «качок» спутника, который приводит к изменению уровня сигнала на границах зоны обслуживания. С этой целью А.Л. Гинзбургом, Д.Я. Корнеевым и А.Е. Орловым была разработана и реализована методика применения резервного маяка. При этом пришлось решать задачу интерференции сигналов двух маяков. Эта методика была доложена на конференции операторов Boeing и в настоящее время, кроме нас, используется еще и на аналогичной станции в Японии. Побочным продуктом данной работы явился статистический анализ интенсивности дождей в Московском регионе. Материалы были опубликованы.
На данном спутнике отсутствует автоматическое отключение заряда батареи. Невозможность подачи команды на отключение из-за неисправности наземного оборудования привела к гибели бразильского спутника аналогичного типа. Для минимизации вероятности такого события нами был разработан мобильный терминал аварийного управления, позволяющий в усеченном варианте проводить управление спутником в форсмажорных обстоятельствах. Дважды в год на период сезонов теней мы его разворачиваем.
Положительный итог десятилетней эксплуатации обусловлен не только высокой надежностью техники, но и работающими на ней людьми. В некотором смысле, наш коллектив является не совсем типичным для эксплуатирующей организации, которой является ФГУП «Космическая связь». Судьбе было угодно распорядиться, что в период кризиса 1998 года в секторе управления КА «Бонум-1» из разных организаций оборонного комплекса собрались разработчики и эксплуатанты космической техники достаточно высокой квалификации. Большинство были знакомы друг с другом много лет, а поставленная цель объединила нас в коллектив. Вновь приходящие, и зрелые люди, и более молодые, попадали в благоприятную психологическую обстановку и становились полноправными членами команды. Не прерывалась связь времен. Помимо общих производственных интересов, появились и общечеловеческие.
Хотелось бы привести всех поименно.
Это работающие с первого дня: главные специалисты А.Л. Гинзбург, Ю.В. Ухабин, В.Н. Хейфец, ведущие инженеры В.Б. Вдонин, Ю.Ю. Махненко, начальники смен В.А. Давыдов, Г.С. Тимофеев, Н.В. Заец, В.Б. Хитрых, оператор Л.Н. Тимофеева. Пришедшие после запуска: главный специалист Д.Я. Корнеев, ведущие инженеры А.Е. Орлов, В.Г. Запорожцев, начальник смены А.А. Медведев, оператор А.Н. Манаев. Пока еще сравнительно молодые, но уже опытные ведущий инженер В.Г. Науменко, операторы М.В. Медведев, А.Ю. Ухабин.
С праздником, дорогие друзья-коллеги!
Поздравляю с праздником коллектив центра космической связи «Сколково» – филиал ФГУП «Космическая связь», осуществляющий подачу на КА «Бонум-1» телевизионных программ.
И последнее. Спутник непосредственного телевизионного вещания завершает свой жизненный цикл в 2012 году. Для решения поставленной Президентом России задачи внедрения в жизнь цифрового телевидения и глобального охвата всей территории страны необходимость в стволах такого рода очевидна. С внедрением телевидения высокой четкости потребность в них будет возрастать. Прибыльность подобного рода бизнеса сомнению не подлежит, и если Россия не успеет занять освобождающиеся и пока принадлежащие ей точки стояния, на них, безусловно, найдутся претенденты. Федеральной космической программой предусмотрен запуск двух космических аппаратов непосредственного телевизионного вещания, но пока реальных шагов в этой части не сделано. Еще есть время, но с каждым днем его становится все меньше.Но это тема уже другой статьи.



 
Теле-Спутник Январь 2009
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт