НАЗЕМНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НАЗЕМНОГО КОМПЛЕКСА И СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ КА

Общие принципы построения наземного комплекса управления

Особенности построения НКУ К А дальнего космоса

Структурное построение и радиотехнические системы НКУ КА дальнего космоса отличаются рядом существенных особенностей, связанных с большими удалениями и характером движения лунных и межпланетных космических станций. На удалениях, превышающих сотни тысяч километров, видимое движение КА по небосводу напоминает движение планет: в течение сеанса связи положение КА относительно звезд для наземного наблюдателя практически не меняется. Угловые координаты КА относительно наземной станции изменяются в основном за счет вращения Земли примерно на 15° в час. Изменение радиальной скорости КА в течение сеанса связи, а следовательно, и доплеровского смещения частоты принимаемого радиосигнала также определяется в основном суточным вращением Земли, и его можно прогнозировать с высокой степенью точности.

По мере удаления КА зоны радиовидимости его с Земли расширяются, достигая в пределе размеров земного полушария, а продолжительность интервалов радиовидимости с одного КИПа может доходить до половины суток. Таким образом, для обеспечения непрерывной круглосуточной связи с дальними КА (ДКА), совершающими полет вблизи плоскости эклиптики, в составе НКУ достаточно иметь три КИПа, расположенных в экваториальных или средних широтах и разнесенных на поверхности Земли на угол - 120° по географической долготе. Перечисленные обстоятельства позволяют упростить структуру НКУ КА дальнего космоса по сравнению с НКУ околоземных КА, ограничив число КИПов двумя-тремя при обеспечении глобальности связи с ДКА 0,7...1.

Основные трудности при создании и эксплуатации радиотехнических систем дальнего космоса обусловлены большими межпланетными расстояниями до КА и жесткими энергетическими, массовыми и габаритными ограничениями, действующими по отношению к их бортовой аппаратуре. Если для КА ближнего космоса максимальные дальности связи ограничены размерами зон радио-видимости и не превышают 3000 км, то для КА дальнего космоса характерные дальности связи определяются следующими величинами: 380 тыс. км - расстояние от Земли до Луны, - 40...260 млн. км - до Венеры, - 80...380 млн. км - до Марса, 6 млрд. км - радиус Солнечной системы.

Для обеспечения требуемых дальностей связи несмотря на указанные массогабаритные ограничения и значительное усложнение конструкции на ДКА приходится применять остронаправленные параболические антенны достаточно больших размеров. Однако основная роль в повышении энергетики радиолиний КА возлагается на наземные средства, в составе которых применяются громадные антенные системы, мощные передающие устройства и высокочувствительные приемники. Значительный эффект достигается за счет выбора рационального диапазона радиоволн для дальней космической связи, оптимальных методов приема информации, помехоустойчивого кодирования и т.п. Большая продолжительность полета (до нескольких лет) и ограниченные возможности резервированная всех элементов бортовых систем ДКА вынуждают предъявлять исключительно высокие требования к их надежности и долговечности.