Технология поддержания живучести малых космических аппаратов путём реконфигурирования их бортовых систем

Авторы
Поспелов В.Г.
Организации
"НИИ КС им. А.А. Максимова" - филиал АО "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева"
Сессия
Космическое приборостроение и эксперимент
Форма представления
Устный
Текст тезисов
В настоящее время в области разработки и создания космических аппаратов (КА) наблюдается тенденция к миниатюризации с сохранением, а в некоторых случаях и улучшением функциональных характеристик, из-за чего размеры и масса космических аппаратов постепенно снижаются. Сформировался отдельный класс – малые космические аппараты или МКА – и спектр задач, которые они способны решать, постепенно расширяется.
Вместе с тем наблюдается и тенденция к увеличению срока активного существования КА, из-за чего проблема обеспечения непрерывности выполнения целевых задач ставит вопрос о поддержании живучести КА. В случае МКА реализовать способы поддержания живучести, используемые на более крупных КА, сложно из-за ограничений по массе и размерам. Наиболее перспективным является использование бортовых ресурсов МКА для поддержания его живучести за счёт интеллектуального управления восстановлением его работоспособности при аномальной полётной ситуации (АПС). Суть его заключается в целенаправленном изменении структур и режимов функционирования МКА с учётом возможностей бортовых ресурсов.
Постоянное совершенствование целевой аппаратуры КА, в том числе и малых, ведёт к лавинообразному увеличению информационного ресурса, создаваемого ими, что потребует значительных вычислительных мощностей для его обработки и передачи на наземные станции. Бортовой комплекс управления МКА (БКУ) будет функционировать в условиях высоких нагрузок, поэтому вместо наделения БКУ функциями управления живучестью данную задачу целесообразно передать специализированному бортовому функциональному модулю (БФМ).
Задачи БФМ – непрерывный интеллектуальный мониторинг состояния бортовых систем МКА и выполняемых им целевых задач с целью установления факта возникновения АПС и оперативное их парирование. Парирование АПС заключается в изменении рабочей конфигурации бортовых систем МКА, обеспечивающем купирование источника или причины возникновения АПС за счёт создания новой технологической цепочки выполнения целевой задачи.
Из-за ограничения возможностей БФМ управление живучестью в ряде ситуации будет передаваться на наземные средства выработки решения о реконфигурировании (НСВРР): вместе с телеметрией с борта будет передаваться информация о принятых БФМ решениях по парированию АПС. В таких ситуациях НСВРР по полученной информации, а также с использованием дополнительной информации, будут самостоятельно решать задачу выбора варианта реконфигурирования бортовых систем МКА с целью парирования АПС. Кроме того, НСВРК будут самостоятельно осуществлять мониторинг состояния бортовых систем МКА и оценивать эффективность проведённого на борту парирования АПС, при необходимости передавая на борт управляющие команды, корректирующие работу БФМ.
Помимо парирования расчётных АПС – тех, статистика по которым уже достаточно велика, и для которых в бортовой базе знаний уже заложены варианты парирования – БФМ также будет, пусть и в ограниченной степени, но способен парировать нерасчётные АПС путём поиска допустимых состояний МКА с учётом его текущего состояния. В случае реализуемости одного из этих состояний БФМ проведёт реконфигурирование БС МКА, а алгоритм парирования данной АПС будет внесён в бортовую базу знаний. Таким образом БФМ будет обеспечивать непрерывность решения МКА целевых задач на протяжении всего срока его активного существования.