С думой о Земле

Для управления космическими аппаратами разрабатываются команды двух типов. Одни управляют движением спутника, другие — работой его аппаратуры. По своей форме и принципам передачи они идентичны, различаются лишь методами расчета.

Итак, команда из ЦУП поступает по линии связи на КИП, с которого и идет непосредственное управление спутником. Каждая командная радиотехническая станция имеет пульт выдачи команд, программно-временное устройство, аппаратуру кодирования информации, радиопередатчик и антенну.

Вспомните принцип космической радиосвязи. Устойчивой она бывает лишь в пределах прямой радиовидимости. Это значит, что управлять спутниками, находящимися на низких околоземных орбитах, где радиовидимость ограничена несколькими минутами, с помощью команд довольно сложно, а иногда и невозможно. Как, например, управлять работой аппаратуры метеоспутника с помощью команд в акватории Мирового океана? А ведь именно там это крайне необходимо. Вот почему наряду с командами используют и программное управление.

Программу можно представить как совокупность слов, каждое из которых состоит из команд и времени, определяющего момент их исполнения. Различают жесткую и гибкую программы. Первая обычно закладывается в бортовое программно-временное устройство при подготовке спутника к запуску. По радиолинии передается лишь одна команда, по которой и начинает исполняться программа. Такой метод управления наиболее простой и надежный. Однако жесткая программа не может отслеживать изменение обстановки и не поддается коррекции после выведения спутника. Жесткий программник, как его обычно называют, можно сравнить с проигрывателем, в котором без смены пластинки мелодии не изменить. «Сменить мелодию» на борту спутника с жестким программным управлением еще сложнее, ведь на Землю его для этого не вернешь.

Более совершенен метод управления по гибкой программе, которую можно полностью или частично изменить во время сеанса радиосвязи. Здесь тоже есть аналогия, подобная той, что приведена выше. Гибкая программа сравнима с записью на магнитной ленте, которую при желании можно полностью или частично заменить, не вынимая из магнитофона. В гибкой программе команды и время их исполнения рассчитываются в ходе полета спутника и передаются в бортовое программно-временное устройство по радиолинии. Естественно, в этом случае возрастает сложность программно-временного устройства, снижается надежность, но зато реализуются широкие возможности для управления бортовыми системами и, следовательно, повышается эффективность использования космических средств.

Не исключаются и промежуточные варианты, когда возможны в некоторых пределах коррекция выдачи команд либо изменение значений самих команд.

Программно-временные устройства, используемые в космической технике, довольно разнообразны. Они могут быть механическими, электрическими, электронными. Первые два используются для реализации жесткой программы, а последнее, более точное и компактное, — гибкой. Принцип работы простейшего программно-временного устройства таков. Генератор частоты постоянно вырабатывает импульсы, но попасть в счетчик они могут лишь с поступлением на борт команды «Пуск программы». С этого момента замыкается электрическая цепь, связывающая часы с распределителем команд. Далее в зависимости от заложенной программы в требуемые моменты времени распределитель выдает командные сигналы в бортовые системы спутника.

Как известно, в процессе полета спутника возможны его отклонения от расчетного движения. В связи с этим в распределителе команд предусмотрено изменение (правда, в небольших пределах) коэффициента деления счетчика импульсов. Его значение задается радиокомандой «Коррекция программы». В зависимости от необходимости изменения времени начала работы той или иной бортовой системы таких команд может быть несколько.

Для реализации гибкой программы требуется более сложное программно-временное устройство. Но прежде чем рассмотреть его работу, остановимся на основных принципах передачи и приема информации. Команды, поступившие из ЦУП на КИП, передаются на спутник по радиолинии с помощью кода — совокупности возможных радиосигналов или, как их часто называют, кодовых комбинаций. Элементы, образующие алфавит кода, могут различаться по частоте, фазе и амплитуде. В этом смысле «радиоалфавит» располагает несколько большими возможностями по сравнению с общепринятым.

Управление полетом космическими аппаратами-спутниками немыслимо без использования вычислительной техники. А она, как известно, использует двоичные коды. Поэтому при радиоуправлении в системе «ЭВМ — источник команды и линия ее передачи» принят единый код. Кроме того, при передаче команд обычно используются различные счетчики, делители частоты, запоминающие устройства, наиболее простая реализация которых также возможна при двоичном коде.

Что касается аппаратуры, участвующей в радиоуправлении, то ее принято подразделять на передающую и приемную. Первая включает в себя кодирующее и передающее устройство, а вторая — приемное и декодирующее.