Ученые МАИ завершили цикл исследований, направленных на повышение эффективности систем дальней космической связи с межпланетными аппаратами, оснащенными электроракетными двигательными установками (ЭРДУ).
Перед российскими разработчиками стоит задача создания космических аппаратов с увеличенным сроком активного существования. Решить ее помогают электроракетные двигатели, создающие тягу за счет ускорения заряженных частиц в электрических и магнитных полях.
«Высокие значения удельного импульса, характерные для ЭРДУ, способствуют значительному сокращению необходимого топлива и продлению жизненного цикла космических миссий. Это особенно важно при планировании длительных исследований в условиях дальнего космоса. Однако работа таких двигателей сопряжена со сложными электродинамическими процессами, возникающими при ионизации и ускорении компонентов топлива, в результате которых может возникать помеховое излучение, снижающее пропускную способность каналов космической связи, что особенно критично на сверхбольших удалениях от Земли», — рассказал руководитель исследований, профессор кафедры 408 «Инфокоммуникации» МАИ, доктор технических наук Андрей Плохих.
Для повышения эффективности систем связи с межпланетными аппаратами, оборудованными маршевыми электроракетными двигателями, ученые МАИ предложили применять методы слепого разделения сигналов, в частности — метод анализа независимых компонент. Он позволяет эффективно отделять сигналы от помех на основании их статистических свойств.
Вторая проблема, которую решали разработчики, — затухание сигнала в космическом пространстве с ростом расстояния. Для ее решения традиционно используются промежуточные космические аппараты — ретрансляторы, оснащенные высокоэффективными приемо-передающими системами. Например, при двухзвенной схеме ретранслятор принимает сигнал основного аппарата, а затем передает его на Землю.
«Это дает выигрыш в уровне сигнала и, соответственно, пропускной способности канала связи. Космические аппараты-ретрансляторы могут располагаться, например, на орбитах вокруг Солнца или в точках либрации — местах, где гравитация планеты назначения и Солнца уравновешена. Использование ретрансляторов дает возможность также бороться с ухудшением качества связи при засветке Солнцем в момент его нахождения на линии «Земля — космический аппарат»», — объяснил Андрей Плохих.
Однако нахождение космических аппаратов-ретрансляторов на фиксированных орбитах не учитывает индивидуальной траектории полета целевого аппарата, которая определяется каждой конкретной миссией.
Для полноценного охвата существующих и планируемых миссий в рамках Солнечной системы необходимо создание сложной орбитальной группировки ретрансляторов, количество которых может измеряться тысячами.
Специалисты МАИ предложили новый подход — выведение ретранслятора, оснащенного ЭРДУ, на индивидуальную орбиту сопровождения, согласованную с орбитой целевого космического аппарата на всей траектории перелета.
Под согласованием орбит понимается такое их взаимное положение, когда обеспечивается заданная скорость передачи данных и парирование засветки от Солнца на всех этапах полета.
По оценкам ученых, результаты исследования создают новый технологический задел для реализации сложных межпланетных программ и открывают новые возможности для надежной связи на расстояниях в сотни миллионов километров. В настоящее время они переданы в профильные предприятия ракетно-космической отрасли для дальнейшей практической отработки.
Проект выполнен при поддержке Российского научного фонда.
Источник информации и фото — Минобрнауки России — https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka/100747/
Объединенная судостроительная корпорация присоединилась к реализации проекта по созданию Международной арктической станции «Снежинка».
Компания BARTEC выпустила технологический анализатор влажности PMA-5674 для нефтегазовой промышленности.
В Коммунарке (в Новомосковском округе Москвы) на набережной Ивановского пруда установят качели и птичий сад.