С думой о Земле

Заметим, что реальная аппаратура разрабатывается с учетом таких особенностей, как большие расстояния передачи радиосигналов, значительная скорость перемещения спутников в пространстве, высокая точность привязки команд к единому времени и наличие большого количества радиопомех. Что касается радиопомех, то это могут быть атмосферные и электрические шумы, паразитные излучения источников электромагнитных колебаний, помехи от соседних по частоте и местоположению радиопередатчиков. Каждая из них может привести к нарушению управления. Теоретически возможны три случая искажения команд. Во-первых, когда декодирующее устройство вообще не регистрирует кодовую комбинацию. На ее месте в приемном устройстве появится пропуск. В этом случае говорят, что кодовая комбинация подавлена. Во-вторых, возможна трансформация команды, и в приемном устройстве появится ложная команда. В-третьих, ложная команда может быть сформирована за счет только одних помех.

Вероятность искажения команд зависит от продолжительности включения приемника и выбранного кода. В реальных условиях приемник включают незадолго до начала сеанса и выключают сразу по его окончании. Поэтому при случайных помехах имитация команд практически исключена. А вот трансформация кодовых комбинаций возникает довольно часто, и с ней приходится бороться. Здесь прежде всего помогает увеличение мощности передатчика, что позволяет уверенно отличить элементарный сигнал от помехи.

Второй путь — повышение помехоустойчивости элементарного сигнала. Сейчас разработаны многочисленные способы построения и приема помехоустойчивых сигналов. Один из них предусматривает, например, применение избыточного кода.

Однако более надежной и получившей широкое применение считается радиолиния с обратным каналом связи, по которой на передающую сторону поступают сведения о принятой на спутнике информации. В этом случае записанная в регистре кодовая комбинация ретранслируется на Землю. Здесь она поразрядно сравнивается с исходной, и при полном совпадении на спутник дается сигнал, разрешающий ее исполнение. При обнаружении ошибки запись в регистре стирается, и вся операция повторяется сначала. Естественно, это не единственный способ защиты командной радиолинии, но ограниченность объема не позволяет останавливаться на этом вопросе.

Как же работает бортовое программно-временное устройство?

Все начинается с поступления команды «Запись программы». Прием, запись и хранение информации сопровождаются рассмотренными мерами по сохранению достоверности принимаемой программы. Завершается запись разовой командой «Пуск программы», которая тут же переводит запоминающее устройство в режим исполнения программы. Кодовая комбинация, содержащая первую по времени исполнения команду и код ее времени, переводится в регистр. Здесь временная часть хранящегося в ней слова сравнивается с текущим временем. В момент их совпадения командная часть слова посылается в распределитель команд, а в регистр из запоминающего устройства поступает следующая кодовая комбинация.

Использование принципов программного управления, как и программно-временных устройств, не является привилегией космической техники. Они нашли широкое применение в народном хозяйстве. Космонавтика вобрала и будет вбирать в себя технический опыт смежных областей техники. В свою очередь, многие решения, впервые апробированные в космической технике, стали достоянием других отраслей народного хозяйства.

Увидеть невидимое

Первые попытки производить измерения и управлять работой машин на расстоянии относятся к концу XIX века. По предложению французского ученого Э. Бранли новому направлению дали название «телемеханика». А в начале века наряду с Францией проблемой дистанционного управления движущимися объектами стали заниматься ученые Испании, Италии, Германии. В нашей стране первые работы в этой области появились в 20-х годах, а дальность действия советских телемеханических систем, например, в 1925 году не превышала 25 километров. Свое применение они нашли вначале на железнодорожном транспорте и энергосистемах.

В послевоенные годы в развитии телемеханических систем был сделан качественный скачок. На смену релейно-контактным элементам пришли полупроводниковые и магнитные, а затем и электронные устройства. Изменилось и их название. Теперь эти системы стали называть телеметрическими. Возросла и область их применения. Сегодня трудно назвать какую-либо отрасль народного хозяйства, где они бы не использовались. Дистанционное управление космическими аппаратами впервые применили в мае 1958 года, когда на орбиту был выведен третий советский ИСЗ.