Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \"Миллиметрон\"» шифр «Спектр-м-бкна»



страница1/4
Дата07.09.2014
Размер0.63 Mb.
ТипТехническое задание
  1   2   3   4


Российская академия наук

Учреждение Российской академии наук

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН (ФИАН)

Астрокосмический центр




СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

Генеральный конструктор и

генеральный директор, д.т.н.

ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина»


____________В.В. Хартов

«___» «__________» 2010 г.




Руководитель АКЦ ФИАН,

академик РАН


_____________Н.С. Кардашев

«_____» «___________» 2010 г.




СОГЛАСОВАНО

Генеральный конструктор и

генеральный директор, д.т.н.

ОАО «ИСС им. М.Ф. Решетнева»


____________Н.А. Тестоедов

«___» «__________» 2010 г.







УДК 


Номер государственной регистрации  
Рег. № 06/10

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

НА ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКУЮ РАБОТУ
«Создание бортового комплекса научной аппаратуры

обсерватории "Миллиметрон"»

шифр «Спектр-М-БКНА»

2010 г.

Содержание


Стр.

Перечень сокращений………………..………………………………………………………….4

1 Наименование, шифр ОКР, основание, заказчик, исполнитель и сроки выполнения ОКР……………………………………………………………………………………………5

2 Цель выполнения ОКР, наименование и индекс изделия . . . . . . . . . . . . . . . . …………....5

3 Тактико-технические требования к изделию …… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . ........5

3.1 Состав бортового комплекса научной аппаратуры (БКНА-М)………………………….5

3.2 Требования по назначению…………………………………………………………...........6

3.2.1 Функции БКНА-М ……………………………………………………….……………....6

3.2.2 Требования к техническим характеристикам БКНА-М………………………………..7

3.2.2.1 Требования к массе, габаритам, электропотреблению и тепловым режимам БКНА-М …......................................................................................................................7

3.2.2.

2 Требования к КТ………………………………………………………………………..8

3.2.2.3 Требования к средствам охлаждения КТ……………………………………….........9

3.2.2.4 Требования к приемному комплексу КТ……………………………………………..9

3.2.2.5 Требования к бортовому научному радиокомплексу (ВИРК-М) системы связи с Землей………………………………………………………………………………….12

3.2.2.6 Требования к запоминающему устройству (ЗУ)……………………………………13

3.2.2.7 Требования к управлению БКНА-М………………………………………………....13

3.2.2.8 Требования к системам точного наведения КТ-М……………………….................13

3.2.2.9 Требования к кабельной сети (БКС)………………………………………………...14

3.3 Требования по радиоэлектронной защите ………………………………………...........14

3.4 Требования живучести и стойкости к внешним воздействиям……………………......14

3.5 Требования к надежности…………………………………………………………….......15

3.6 Требования по эргономике, обитаемости и технической эстетике……………............16

3.7 Требования по эксплуатации, хранению и удобству техобслуживания………............16

3.8 Требования по транспортабельности……………………………………………............16

3.9 Требования по безопасности и экологической защите…………………………............16

3.10 Требования по обеспечению режима секретности …………………………………….17

3.11 Требования по защите от ИТР ………………………………………………………......17

3.12 Требования по стандартизации и унификации …………………………………...........17

3.13 Требования по технологичности…………………………………………………...........17

3.14 Конструктивные требования…………………………………………………………….17

4 Технико-экономические требования ……………………………………………………..18

5 Требования по видам обеспечения …………………………………………………..........18

5.1 Требования к метрологическому обеспечению……………………………………........18

5.2 Требования к математическому, программному и информационному обеспечению..18

6 Требования к сырью, материалам и комплектующим изделиям …………………..........18

7 Требования к консервации, упаковке и маркировке……………………………...............19

8 Требования к учебно-тренировочным средствам………………………………................19

9 Специальные требования ……………. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………………………….19

10 Требования по обеспечению сохранности государственной тайны…..............................20

11 Требования к порядку разработки конструкторской документации на особый период.20

12 Этапы выполнения ОКР ………….………………………………………………………...20

12.1 Эскизный проект ………………………………………………………………………...20

12.2 Технический проект……………………………………………………………………...21

12.3 Разработка рабочей документации на опытные изделия БКНА-М и макеты………..23

12.4 Изготовление макетов и опытных образцов БКНА-М, автономные испытания и корректировка рабочей документации………………………………………………..23

12.5 Изготовление опытных образцов БКНА-М, комплексные и межведомственные испытания (КИ и МИ) и корректировка рабочей документации……………………...24

12.6 Изготовление летных образцов БКНА-М и летные испытания………………………24

13 Порядок выполнения и приемки этапов ОКР.…………………………………………...24

Лист согласований……………………………………………………………………………...26

Приложение 1…………………………………………………………………………………..27

Приложение 2…………………………………………………………………………………..29

Приложение 3……………………………………………………………………………..........31

Приложение 4…………………………………………………………………………………..33

Приложение 5…………………………………………………………………………………..37



Перечень сокращений

АКЦ ФИАН - Астрокосмический центр Физического института РАН,

АВПКО - Анализ, выявление последствий и критичности отказов,

БВСЧ - Бортовой водородный стандарт частоты,

БКНА - М - Бортовой комплекс научной аппаратуры,

ВИРК-М - Высокоинформативный радиоканал передачи научной информации,

БКС - Бортовая кабельная сеть,

В.ч., н.ч - Высокочастотные, низкочастотные,

ГОГУ - Главная оперативная группа управления,

ГЗ - Главное зеркало,

ГУЧ - Габаритно-установочный чертеж,

ДОФМ - Двойная относительная фазовая манипуляция (QPSK),

ЗРТ - Наземный (земной) радиотелескоп,

ЗУ - Запоминающие устройства,

ИК - Инфракрасный диапазон электромагнитного спектра,

КА - Космический аппарат,

КИ - Комплексные испытания,

КИА - Контрольно-испытательная аппаратура,

КИП - Коэффициент использования поверхности,

КК - Космический комплекс,

КПЭО - Комплексная программа экспериментальной отработки,

КРСДБ - Космический радиоинтерферометр со сверхдлинной базой Космос-Земля,

КТ-М - Космический телескоп «Миллиметрон»,

ММ - Миллиметровый диапазон электромагнитного спектра,

МШУ - Малошумящий усилитель,

НСС - Наземная станция слежения,

ОНА - Остронаправленная антенна ВИРК-М,

ОПУ - Опорно-поворотное устройство рефлектора,

ОСО - Опора систем охлаждения,

ОТТ - Общие технические требования

ОЭП - Оптико-электронные приборы,

ПМ - Приборный модуль,

ПОН - Программа обеспечения надежности,

ПФС (транспондер) - Приемо-ответчик сигнала фазовой синхронизации,

ПЧ - Промежуточная частота,

РКО - Радиоконтроль орбиты,

РН - Ракетоноситель,

РО - Одиночный режим работы телескопа,

РЭ - Руководство по эксплуатации,

РЭЗ - Радиоэлектронная защита,

РЭС - Радиоэлектронные средства,

САИК - Система адаптации и контроля,

СК - Стартовый комплекс,

СОТР - Система обеспечения теплового режима,

СЧ ОКР - Составная часть опытно-конструкторской работы,

СНГ - Союз независимых государств,

ТК - Технический комплекс,

ТМ - Телеметрический контроль,

УКС - Управляющие кодовые слова,

ФК - Функциональные команды,

ЭМС - Электромагнитная совместимость,

ЭРИ - Электрорадиоизделия,

ЦУП - Центр управления полетом.


  1. Наименование, шифр ОКР, основание, заказчик, исполнитель и сроки выполнения ОКР

    1. Наименование – «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории "Миллиметрон"».

    2. Шифр ОКР – «Спектр-М-БКНА».

    3. Основания для выполнения ОКР:

  • Федеральная космическая программа России на 2006-2015 годы, раздел 1(ФКП 2006-2015);

  • Государственный заказ на 2010 г. (Постановление Правительства Российской Федерации от 22.12.2009 №1055-30);

  • Исполнительное соглашение между Федеральным космическим агентством и Итальянским космическим агентством о сотрудничестве в рамках проекта «Спектра-М» от 03.12.2009 г.

    1. Заказчик – Федеральное космическое агентство.

    2. Головной исполнитель ОКР – Учреждение Российской академии наук Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН (Астрокосмический Центр) (АКЦ ФИАН).

Исполнитель СЧ ОКР – ОАО «ИСС им. М.Ф. Решетнева».

    1. Сроки выполнения ОКР – определяются директивным планом-графиком, утверждаемым Федеральным космическим агентством в соответствии с ФКП 2006-2015.




  1. Цель выполнения ОКР, наименование, индекс изделия и литер

2.1 Цель выполнения ОКР

Целью выполнения настоящей ОКР является создание бортового комплекса научной аппаратуры (БКНА-М), устанавливаемого на КА и образующего со служебным модулем космическую обсерваторию «Миллиметрон» в обеспечение проведения фундаментальных исследований в миллиметровом (ММ) и инфракрасном (ИК) диапазонах электромагнитного спектра для детального исследования структуры и динамики космических источников с максимально достижимыми чувствительностью и угловым разрешением.

Бортовой комплекс научной аппаратуры БКНА-М предназначен:


      • для приема сигналов от астрофизических источников, их преобразования с учетом синхронизации опорных и тактовых частот и привязки моментов приема сигналов к текущему времени;

      • передачи научной информации на Землю;

БКНА-М в составе обсерватории должен обеспечивать работу телескопа обсерватории «Миллиметрон» как в одиночном режиме, так и в режиме радиоинтерферометра Космос-Земля совместно с крупными наземными радиотелескопами.

    1. Наименование изделия – Бортовой комплекс научной аппаратуры (БКНА – М).

    1. Индекс изделия – не присваивается.

    2. Литер изделия – не присваивается




  1. Тактико-технические требования к изделию

    1. Состав изделия

Бортовой комплекс научной аппаратуры (БКНА-М) должен содержать следующие составные части (приложение 1 к настоящему отчету):

  • космический телескоп (КТ-М);

  • сервисные системы;

  • кабельную сеть (БКС).

Космический телескоп должен содержать следующие составные части:

  • конструкцию;

  • функциональные системы;

  • приемный комплекс.

Конструкция телескопа должна содержать следующие составные части:

рефлектор, контррефлектор с опорами, переключающее зеркало, охлаждаемые и неохлаждаемые контейнеры для приборов, опорную ферму рефлектора, опорно-поворотное устройство (ОПУ), опору систем охлаждения (ОСО) с теплозащитными экранами, переходную ферму, радиаторы рефрижераторов;



Функциональные системы должны содержать следующие составные части:

системы раскрытия рефлектора, ОПУ, ОСО с экранами; системы поворота и наклона рефлектора; системы пассивного охлаждения, адаптации и точного наведения КТ, фокусировки и переключения приборов;



Приемный комплекс должен содержать следующие составные части:

  • приборы инфракрасного (ИК) диапазона для одиночного режима (РО) в составе: матричный фотометр-поляриметр, спектрометр-поляриметр среднего разрешения и гетеродинный спектрометр высокого разрешения;

  • приборы миллиметрового (ММ) диапазона для режима интерферометра Космос-Земля (КРСДБ – космический интерферометр со сверхдлинной базой) в составе: супергетеродинные приемники с входными малошумящими усилителями, блок гетеродинов, блок регистрации ПЧ, блок накопителей информации.

Сервисные системы должны содержать следующие составные части:

  • высокоинформативный радиоканал передачи научной информации;

  • системы активного охлаждения КТ и приборов;

    • запоминающие устройства научной информации;

    • средства измерения параметров орбиты, скорости и ускорения КТ;

    • бортовой водородный стандарт частоты и времени;

    • систему управления КТ.

Кабельная сеть (БКС) должна содержать следующие составные части:

    • БКС для телескопа;

    • БКС для сервисных систем.

Обе части БКС должны включать в себя кабели, соединяющие элементы телескопа и сервисных систем, устанавливаемые в различных температурных зонах обсерватории.

    1. Требования по назначению

      1. Функции БКНА-М

  • Бортовой комплекс научной аппаратуры (БКНА-М) должен обеспечивать работу телескопа обсерватории в одиночном режиме для исследований во всем используемом КТ-М диапазоне длин волн для решения следующих научных задач: исследования Солнечной системы, звезд, экзопланет, Млечного пути и галактик, космологические исследования.

  • БКНА-М должен обеспечивать работу телескопа обсерватории в интерферометрическом режиме в качестве космического сегмента наземно-космического интерферометра (КРСДБ) в ММ диапазоне при исследовании компактных объектов Вселенной.

Режим КРСДБ телескопа обсерватории «Миллиметрон» должен поддерживаться наземными российскими и зарубежными радиотелескопами соответствующих диапазонов (ЗРТ) и тремя наземными станциями слежения (НСС), располагаемыми в Северном и Южном (Восточном и Западном) полушариях Земли. Требования к российским и зарубежным радиотелескопам, НСС и их составу должны быть определены на этапе разработки КК «Спектр-М». Привлечение зарубежных телескопов и антенных систем для НСС должно обеспечиваться соответствующими соглашениями.

  • В обоих режимах БКНА-М в составе КА должен функционировать под единым управлением через ГОГУ (ЦУП) и прием научной информации осуществляться средствами станций слежения.

  • БКНА-М должен обеспечивать:

  • прием сигналов от исследуемых источников в широком диапазоне электромагнитного спектра при максимально достижимой чувствительности КТ-М, усиление и преобразование этих сигналов в цифровую форму;

  • регистрацию сигналов в специальных устройствах памяти и частичную их обработку;

  • синхронизацию опорных и тактовых частот и привязку моментов приема сигналов к текущему времени;

  • угловое разрешение до 40 наносекунд в режиме интерферометра (КРСДБ);

  • передачу научной информации на Землю.

  • Время активного функционирования БКНА в составе КА 10 лет.

  • Орбита космической обсерватории должна размещаться в окрестности точки Лагранжа L2 (около 1,5 млн. км от Земли в направлении от Солнца) для обеспечения высокой чувствительности за счет глубокого охлаждения рефлектора с прилегающими элементами и приемников КТ-М и максимально достижимого углового разрешения на сверхдлинных базах в режиме КРСДБ. При этом орбита должна обеспечивать перемещение КА относительно антисолнечной точки по эклиптической широте в интервале  55 (для вектора «центр Земли – КА»).

Достижение высоких пространственных частот Вх,у/λ в режиме КРСДБ должно обеспечиваться изменением длины проекции базы «КА - Земля» на картинную плоскость исследуемого источника за счет движения КА по орбите и/или переключения частот до 30%.

Получение малых и средних пространственных частот Вх,у/λ в режиме КРСДБ должно обеспечиваться при ориентациях базы «КА - Земля» относительно источников, дающих малые значения проекций базы Вх,у на картинную плоскость.



  • БКНА-М в составе обсерватории должен обеспечивать зону обзора - антисолнечную полусферу, при этом геометрическая (оптическая) ось S (приложение 2) зеркальной системы телескопа в рабочем режиме должна ориентироваться в направлении исследуемого небесного источника с помощью управляемого опорно-поворотного устройства (ОПУ).

  • БКНА-М в составе обсерватории за время функционирования на орбите должен обеспечить заполнение UV-плоскости, для чего орбита обсерватории должна выбираться из класса периодических.

  • Космический телескоп должен разрабатываться в соответствии с техническим заданием «Создание космического телескопа» рег.№01а/09 от 30.11.09.

      1. Требования к техническим характеристикам БКНА-М

        1. Требования к массе, габаритам, электропотреблению и тепловым режимам БКНА-М

  • Масса БКНА-М должна быть не более 4.5 тонн, в том числе:

  • рефлектора с контррефлектором и его опорной системой на опорной ферме рефлектора КТ-М  2000 кг;

  • охлаждаемого контейнера с аппаратурой  350 кг;

  • ОПУ с ОСО и системами охлаждения пассивной и активной  1500 кг;

  • неохлаждаемого контейнера с аппаратурой  350 кг;

  • сервисных систем  300 кг (бюджет масс уточняется при эскизном проектировании).

Элементы высокоинформативного радиоканала передачи научной информации (ВИРК-М) размещаются на служебном модуле.

  • Габариты элементов БКНА-М должны разрабатываться в соответствии с условием обеспечения размещения обсерватории в транспортной конфигурации под обтекателем носителя тяжелого класса, имеющего наибольшие габариты зоны полезной нагрузки:

  • диаметр зоны полезной нагрузки не менее 3.8 м;

  • высота цилиндрической части зоны полезной нагрузки не менее 9.5 м.

      • Электропитание БКНА-М должно быть обеспечено стабилизированным напряжением постоянного тока в установившемся режиме (27±1,35) В и при переходных процессах (27±3) В в системе электроснабжения длительностью не более 50 мс.

      • Мощность (номинальная, средняя), потребляемая БКНА-М от бортовой сети в штатном режиме должна быть не более 3500 Вт. Из них потребление подсистем КТ (после раскрытия силовых ферм, экранов и рефлектора):

  • средства активного охлаждения (криомашины)  1000 Вт;

  • охлаждаемые приемники  1 Вт (каждый при поочередной работе);

  • неохлаждаемая аппаратура КТ  500 Вт;

  • БВСЧ  100 Вт;

  • ВИРК-М  300 Вт.

      • Тепловые режимы аппаратуры охлаждаемого контейнера должны обеспечиваться средствами активной системы охлаждения: охлаждение приемников до температур порядка 4.5 К и охлаждение детекторов до температур порядка 0.1 К.

  • Тепловые режимы аппаратуры неохлаждаемого контейнера должны обеспечиваться внутренними средствами обеспечения температурных режимов (СОТР) в диапазоне (0 – 40) С. СОТРы должны разрабатываться по отдельным ЧТЗ.

  • Обеспечение теплового режима ближайшего к рефлектору экрана, рефлектора с прилегающими элементами и охлаждаемого контейнера до температур порядка 4.5 К должно осуществляться с помощью двух систем охлаждения: пассивного и активного охлаждения.

  • Характеристики БКНА-М должны быть проработаныны с опытным разработчиком КК – традиционным соисполнителем ФИАН по различным проектам – ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина».

        1. Требования к КТ-М

  • Зеркальная система КТ-М должна выполняться по Кассегреновской схеме с раскрывающимся на орбите главным зеркалом (ГЗ) параболической формы, формируемым рефлектором, и вторичным зеркалом гиперболической формы, формируемым контррефлектором, с добавлением плоского переключающего зеркала для выбора приемников различных диапазонов. Рефлектор КТ-М  10  12 м и фокусным расстоянием f1 – 2.4  2.8 м соответственно, должен образовываться 3-хметровым центральным зеркалом и 24-мя лепестками. Контррефлектор  0.5 или 0.6 м соответственно, должен располагаться в глубине чаши рефлектора таким образом, чтобы фокусы главного и вторичного зеркал совпадали, а принимаемое телескопом излучение собиралось в фокусе F2, расположенном за вершиной рефлектора (в охлаждаемом контейнере) на расстоянии f2 – 1.2 м. Переключающее зеркало должно устанавливаться на расстоянии от вершины рефлектора f2/2 и переключать излучение на приемники, расположенные в охлаждаемом контейнере на диаметре f2/2.

  • Крупногабаритные элементы КТ-М должны выполняться трансформируемыми для обеспечения их размещения в зоне полезной нагрузки под головным обтекателем РН, в транспортной конфигурации КА. Конструктивные решения этих элементов и теплофизические характеристики материалов для их изготовления должны назначаться при проектировании с учетом достижимой плотности укладки рефлектора под обтекателем ракеты, необходимости охлаждения зеркал КТ-М и требований к стабильности их формы.

  • Допустимые среднеквадратичные отклонения формы рабочей поверхности зеркал КТ-М от теоретической по нормали к поверхности во всех эксплуатационных условиях должны быть не более: для рефлектора 10 мкм, для контррефлектора 3 мкм. Заданная точность поверхности ГЗ должна реализовываться за счет использования специальной технологии изготовления отдельных панелей отражающей поверхности зеркала и системы автоматической адаптации его формы. Требования к системам измерения формы зеркал и их корректировки должны разрабатываться на этапе эскизного проектирования КТ-М и указываться в ЧТЗ на систему адаптации и контроля (САИК) поверхности КТ-М.

  • Коэффициенты отражения рабочих поверхностей зеркал КТ-М во всех рабочих диапазонах должны быть не менее 0,98, при этом шероховатость поверхности допускается не более 1 мкм.

  • Раскрытие рефлектора КТ-М на орбите должно производиться по циклограмме раскрытия обсерватории, инициируемой командой с Земли под ТМ контролем со станции управления. Должна быть предусмотрена возможность реверса в процессе раскрытия. Продолжительность процесса раскрытия рефлектора на орбите в штатном режиме – не более 3 часов.

        1. Требования к средствам охлаждения КТ-М

  • Задача охлаждения КТ-М должна решаться при использовании двух систем охлаждения: пассивной, служащей для защиты КТ-М от теплового воздействия Солнца и Земли, и активной, обеспечивающей заданный температурный режим КТ-М.

  • Пассивная система с помощью нескольких теплозащитных экранов должна обеспечивать минимально возможную температуру (порядка 10 К) на последнем пассивном экране и функционировать на протяжении всего срока службы обсерватории. Количество экранов и их конструктивное решение уточняется на этапе рабочего проектирования.

  • Активная система должна обеспечивать с помощью криомашин:

  • охлаждение ближайшего к рефлектору охлаждаемого экрана, рефлектора с прилегающими элементами и охлаждаемого контейнера до температур порядка 4.5 К;

  • охлаждение детекторов до температур порядка 0.1 К.

Срок службы активной системы охлаждения не менее 3-х лет. В качестве криомашин должны использоваться машины замкнутого цикла с хладопроводами. Конструкция компрессоров криомашин должна обеспечивать амплитуды вибрации в районах расположения входных ступеней приемников КТ-М и антенны ВИРК-М – не более 20 мкм.

    • СОТРы на уровне (0-40)С для аппаратуры неохлаждаемого контейнера и ВИРК-М должны осуществлять сброс выделяемого аппаратурой тепла пассивными средствами.

        1. Требования к приемному комплексу КТ-М

    • Аппаратура приемного комплекса, требующая обеспечения заданных низких температурных режимов, должна быть размещена в охлаждаемом контейнере и содержать:

    • приемники (детекторы) излучения, используемые в одиночном режиме КТ-М;

    • радиоастрономические приемники излучения, используемые в режиме КРСДБ;

    • переключатель диапазонов - плоское зеркало.

Работа приемников должна быть предусмотрена поочередная, при собственном тепловыделении работающего в данном сеансе приемника не более 100 мВт.

      • Требования к основным параметрам приемников КТ-М, используемым в режиме одиночного телескопа

        • Фотометр-поляриметр для обзора неба (получения карты неба) должен обладать следующими параметрами:

        • число болометрических детекторов матрицы (камеры) – до (100х100) элементов;

        • чувствительность болометрических детекторов (10-18 – 10-19) Вт/Гц ½ при температуре охлаждения детекторов до 0.1 К. *);

        • спектральное разрешение R=3 в границах диапазона 0.1-15 ТГц (0.02 – 3 мм);

        • размер (апертура) матрицы уточняется при проектировании.

        • различимость поляризаций принятого излучения – не хуже  0,1% *).

*) здесь и далее указываются целевые значения чувствительности, приближение к которым определяется технологическими возможностями на период их изготовления.

Спектрометр - поляриметр среднего разрешения должен обладать следующими параметрами:



          • диапазон 0.375 – 10 ТГц (0.03 – 0.8 мм);

          • разрешающая способность R=1000;

          • чувствительность болометрических детекторов – (10-18 – 10-19 ) Вт/Гц ½.

          • Гетеродинный спектрометр высокого разрешения:

          • диапазон 1– 6 ТГц (0,05 – 0,3) мм;

          • разрешающая способность R=106 ;

          • шумовая температура входных смесителей не более (100 – 1000)К.

Приведенные выше диапазоны частот могут уточняться.

            • Требования к основным параметрам приемников КТ-М, используемым в режиме КРСДБ

  • Радиоприемные устройства должны обеспечивать:

  • супергетеродинный двухканальный (2 поляризации) прием излучения исследуемых небесных радиоисточников внутри диапазонов:

18-26, 31-45, 84-116, 211-275, 602-720, 787-950 ГГц;

  • совместимость с предполагаемыми к использованию наземными телескопами интерферометра.

    • Шумовая температура приемников (в указанных выше диапазонах) не должна превышать (соответственно по диапазонам):

50К, 20К , 20K, 40K, 100K, 160K

с учетом охлаждения до физической температуры 4.5 К.



  • Используемая полоса частот при исследовании источников с непрерывным спектром в режиме КРСДБ определяется пропускной способностью канала радиосвязи с Землей или системы запоминающего бортового устройства с учетом реализации многочастотного синтеза и структуры приемников наземного плеча интерферометра.

  • Для режимов КРСДБ каждый приемник должен иметь (помимо высокочастотных выходов) радиометрический выход в полосе (8 ГГц  2) для режимов юстировки и калибровки.

  • Промежуточная частота гетеродинных приемников всех диапазонов одинакова и должна быть не ниже 12 ГГц. Значения гетеродинных частот для всех диапазонов выбираются ниже входных частот.

    • Требования к размещению входной оптики и переключающему зеркалу

      • Сфокусированное зеркальной системой излучение должно направляться на приемники с помощью дискретного поворота переключающего зеркала, наклоненного по отношению к фокальной оси. Допустимая угловая ошибка поворота должна уточняться на этапе эскизного проекта на КТ-М. Переключение приемников должно производиться по командам с Земли согласно выбранной программе наблюдений.

      • Входные ступени всех приемников ИК- и радиодиапазонов должны быть размещены в фокальной плоскости по кругу.

      • Структура посадочного места в криоконтейнере каждого из приемников должна предусматривать надежную радиальную регулировку положения его входной апертуры в пределах 3 мм.

      • Привод переключающего зеркала должен функционировать по команде только во время перевода исследуемого потока излучения с одного приемника на другой (переключения диапазона) и быть выключен в сеансах наблюдений. Связь приборов неохлаждаемого контейнера должна быть предусмотрена селективная, т.е. только с работающим приемником по команде, управляющей изменением диапазона.

      • Требования к опорным, гетеродинным и калибровочным сигналам

      • В качестве опорных для всех гетеродинных, тактовых и синхронизирующих частот должно быть предусмотрено использование:

  • сигнала от бортового водородного стандарта частоты (БВСЧ) – 15 МГц, с относительной нестабильностью частоты не хуже 3х10-16 за 100 секунд;

  • сигнала с выходной частотой бортового транспондера – 15 МГц, принятого с Земли (запросный сигнал фазовой петли) через систему ВИРК-М от наземного стандарта частоты.

      • Все гетеродинные частоты, применяемые в приемниках КТ-М, и тактовые частоты, применяемые для преобразований сигналов в цифровую форму, должны когерентно формироваться от опорных сигналов с помощью синтезаторов частот.

      • Для спектрометра высокого разрешения гетеродинный сигнал должен дискретно автоматически перестраиваться с шагом 5 ГГц в пределах от 1ТГц до 6 ТГц. Скорость перестройки ограничивается инерционностью болометров.

      • Для каждого приемника должны быть сформированы периодически включаемые калибровочные входные сигналы с уровнем около 1% от шумов.

  • Требования к цифровым преобразователям выходных сигналов приемников

    • В режиме КРСДБ сигналы и шумы с выходов обоих каналов с полосой до 8 ГГц каждый любого приемника должны быть преобразованы в дискретный вид путем 2–х битного квантования и записаны в бортовое запоминающее устройство со скоростью в целом 64 Гбит/с.

    • Формат потоков данных для КРСДБ должен быть покадровый и содержать заголовки кадров со служебной и ТМ-информацией с помехоустойчивыми синхронизирующими кодами и показаниями бортовых «часов» (формат должен быть определен в ЧТЗ на Форматор-М).

    • В режиме ИК наблюдений одиночного КТ-М аналоговые выходы фотометра и спектрометров должны преобразовываться в двоичные 8-миразрядные последовательные коды для каждого детектора матрицы фотометра и каждого выхода спектрометра. При инерционности болометрических приемников в 10 мс (100 опросов/с), скорость выходных потоков каждого приемника для записи на ЗУ не должна превышать 64 Мбит/с.

    • Формат данных наблюдений, передаваемых на Землю в режиме одиночного КТ-М, должен быть совместим с форматом КРСДБ данных, содержать в заголовке идентификационные параметры наблюдений и данные о текущем времени проводимых наблюдений.

      • Общие требования к аппаратуре приемного комплекса

При разработке приборов, входящих в состав приемного комплекса КТ, должны быть приняты меры по защите от статического электричества и приведения всех частей комплекса к одному электрическому потенциалу металлизацией в соответствии с ГОСТ В19005-85.


        1. Требования к высокоинформативному радиоканалу передачи научной информации (ВИРК-М) на Землю

ВИРК-М должен обеспечивать передачу научных данных, преобразованных в цифровую форму, от КТ-М на НСС, прием от НСС опорного сигнала и его ретрансляцию обратно на НСС в режиме КРСДБ.

ВИРК-М должен обеспечивать следующие технические параметры радиоканала:



  • Частотный диапазон для передачи научных данных на Землю должен находится в полосе Δfрл вблизи (37-38) ГГц, для обеспечения совместимости с системой радиосвязи, создаваемой для японского проекта VSOP-2 (для кооперации в использовании станций слежения).

  • Ширина полосы радиолинии должна минимизироваться за счет уплотнения по фазе или/и поляризации данных при передаче на Землю (для приближения к рекомендациям международного Регламента связи).

  • Излучаемая мощность передатчика научных данных должна быть не менее 40 Вт. При этом вид модуляции – ДОФМ.

  • Слежение за НСС должно осуществляться с помощью остронаправленной антенны ВИРК-М (ОНА)  1,5 м с коэффициентом усиления не менее 2105 при КИП = 0,5.

  • Фазовая петля должна обеспечиваться тоновыми сигналами: от НСС к КА – на частоте 40ГГц, от КА к НСС – на возможно близкой к ней частоте (40.5 ГГц).

  • В режиме КРСДБ на входе транспондера фазовой петли должно быть обеспечено отношение С/Ш  50 дБ в шумовой полосе 1000 Гц для запросного тонового сигнала (40 ГГц).

  • Излучаемая мощность бортового передатчика транспондера - не менее 2 Вт.

  • Максимальная скорость передачи данных на Землю должна выбираться в зависимости от технически достижимого энергетического бюджета радиоканала Космос-Земля с полосой Δfрл. При указанных выше в пп.3.2.1 и 3.2.2 параметрах ВИРК-М и для НСС с параметрами Sэфф ш = 5 м2/К и (С/Ш)вых = 5 скорость передачи данных на Землю в режиме КРСДБ для максимальной дистанции 1,8 млн. км (в окрестности L2) должна составлять С  3 Гбит/с. Для модуляции типа ДОФМ это соответствует передаче в реальном времени двух сигналов (2 поляризации) с общей полосой (1.5 ГГц  2) или общей полосой (8 ГГц  2).

  • Для передачи данных на Землю в режиме одиночного телескопа достаточна скорость (256 Мбит/с  2).

  • ВИРК-М должен размещаться на корпусе служебного модуля КА «Спектр-М» (см. приложение 2) и управляться через его системы, включая программное слежение за НСС, ось Е (приложение 2) ОНА должна по программе следить за Землей.

  • Амплитуда механических колебаний в направлении ОНА на Землю (ось Е) в режиме КРСДБ должна быть не более 30 мкм (требование уточняется в процессе эскизного проектирования).

  • В режиме КРСДБ наблюдений при передаче информация на Землю по радиолинии в реальном времени должно обеспечиваться программное наведение ОНА КА на Землю (ось Е) с точностью – не хуже  0,15.

  • Для наведения ОНА с требуемой точностью максимальные ошибки прогноза параметров движения КТ-М не должны превышать: по положению  600 м, по полной скорости  20 мм/с. Прогноз параметров движения должен осуществляться по результатам моделирования с привлечением данных РКО (и лазерных измерений), определяемых служебными средствами с точностью не хуже 20 м по радиальному расстоянию и не хуже 2 мм/с – по радиальной скорости. Средства лазерной дальнометрии должны обеспечить точность измерений не хуже 0.1 м.

  • Ускорение движения БКНА должно определяться с точностью не хуже 10-10 м/с2.

  • Контроль орбиты должен производиться после разгрузки маховиков не реже 2-х раз в сутки.

  • При передаче научных данных, записанных в ЗУ, одновременность наведения КТ-М на небесный источник и ОНА на Землю не требуется.

        1. Требования к запоминающему устройству (ЗУ)

    • Для обеспечения работы КТ-М в одиночном режиме и при предельно широкополосных КРСДБ наблюдениях, а также для случая отсутствия непосредственной связи с Землей, должна быть предусмотрена запись научных данных в твердотельную память (см. п. 3.2.2.4).

    • Для обеспечения записи широкополосного РСДБ (полоса до 8 ГГц для 2-х каналов в течение 10 минут) необходима память до 5 терабайт, максимальная скорость ввода до 64 Гбит/с.

    • Должно быть обеспечено 4-е канала ввода данных (от 3-х ИК приемников и служебные данные).

    • Для 4-х часовой записи данных при наблюдениях поочередно всех ИК приборов должна быть обеспечена требуемая емкость ЗУ 1Тбит при скорости записи 16 Мбит/с.

  • Продолжительность воспроизведения данных объемом 1 Тбит во время сеансов связи через ВИРК-М (со скоростью 2х256 Мбит/с) должна составлять не более 30 минут (при передаче ТМ через системы служебного модуля КА должна быть предусмотрена передача технических параметров о состоянии БКНА-М (уточняется при эскизном проектировании)).

    • Выбор режима передачи данных (непосредственный или от ЗУ) должен осуществляться по командам с Земли. Очистка памяти ЗУ от предыдущей записи должна проводится при ее воспроизведении.

        1. Требования к управлению БКНА-М

    • Управление раскрытием БКНА-М в составе обсерватории и его ориентацией при эксплуатации должно производиться командами через системы служебного модуля КА.

    • Выбор конфигурации приборов БКНА-М для проведения наблюдений и их режимов (включая моду наблюдений) должен производиться функциональными командами (ФК) и управляющими кодовыми словами (УКС) через системы служебного модуля КА. УКСы должны декодироваться в блоках управления КТ-М. Ориентировочное число требуемых ФК – 300, УКС – 20.

  • Для управления БКНА-М должны быть обеспечены:

  • получение с Земли и передача в БКНА-М не менее 400 команд;

  • передача на Землю телеметрической информации с аналоговых датчиков в количестве не менее 100, температурных датчиков не менее 40, дискретных параметрических датчиков не менее 100, информационных цифровых массивов не менее 5.

      • Системы поворота рефлектора КТ-М должны обеспечивать его программные развороты на заданные углы не более 0,03 град/с., число переориентаций за сутки не более 10, угол переориентации не более 30 градусов по каждому из каналов.

      • Проведение сеансов РКО должно осуществляться после разгрузки инерционных исполнительных органов не более 4-х раз в сутки.

        1. Требования к системам точного наведения КТ-М

      • Система точного наведения КТ-М в сеансах наблюдений должна обеспечить наведение зеркальной системы КТ-М на заданный исследуемый небесный источник c ошибкой не более 1 угловой секунды. При этом охлаждаемая часть КТ-М должна всегда экранироваться от Солнца системой пассивного охлаждения КТ-М.

      • Среднеквадратичное отклонение (СКО) ориентации осей датчика, материализующих направление на опорные звёзды (гиды), должно быть не более 0,2 угл. сек. и сохраняться в течение всего сеанса наблюдения.

      • Наблюдение одного и того же источника в разных диапазонах должно осуществляться за счет переключения приемников и перенаправления потока излучения переключающим зеркалом без переориентации КТ-М (см. п. 3.2.2.4).

      • Параметры сканирования опорных радиоисточников (для летной юстировки КТ-М) должны определяться совместным протоколом между головным разработчиком КК и АКЦ ФИАН.

      • Длительность сеансов научных наблюдений в режиме КРСДБ может составлять от 15 минут до 20 часов непрерывно. Длительность сеансов научных наблюдений в режиме одиночного телескопа для разных диапазонов электромагнитного спектра должна быть согласована с емкостью ЗУ.

) Научный сеанс – это однократное непрерывное событие, когда КТ направлен на исследуемый источник и работает в соответствии с программой.

      • Амплитуда собственных механических колебаний (вибраций) вдоль оси КТ (ось S) в режиме КРСДБ должна быть менее 30 мкм (требование уточняется в процессе эскизного проектирования КК).

3.2.2.9 Требования к кабельной сети (БКС)

      • БКС должна быть работоспособной в наземных и эксплуатационных условиях.

      • Требования к БКС должны быть сформулированы на этапе рабочего проектирования и отражены в соответствующей конструкторской документации.

      • Элементы БКС между охлаждаемым и неохлаждаемым контейнерами должны обладать необходимой электропроводностью и минимальной теплопроводностью.

      • На этапе рабочего проектирования должна быть рассмотрена возможность использования беспроводного обмена сигналами между приборами охлаждаемого и неохлаждаемого контейнеров.

    1. Требования по радиоэлектронной защите

  • Приемные устройства БКНА-М должны быть защищены от помех в диапазонах 18-26, 31-45, 84-116, 211-275, 602-720, 787-950 ГГц. Радиопомехи от излучающих систем КА в режиме КРСДБ не должны превышать 10% от уровня собственных шумов приемников (приведенных к их входам). Тепловые помехи (в ИК диапазонах) от элементов конструкции КТ и систем КА не должны превышать физических температур их охлаждения до уровня 4.5 К.

      • При проектировании аппаратуры приемного комплекса должна быть обеспечена ЭМС приемников при их совместной работе с передатчиком ВИРК-М в режиме КРСДБ.

      • Для сохранения работоспособности БКНА-М во время проведения сеансов научных наблюдений радиопередатчики служебного модуля должны быть выключены.

      • Для оценки качества ЭМС должна быть проведена экспериментальная проверка модели КА в целом (БКНА-М + служебный модуль) в организации-разработчике КК.

      • При разработке, изготовлении и монтаже на КА приборов, входящих в состав БКНА-М, должны быть приняты меры по защите от статического электричества и приведения всех частей комплекса к одному электрическому потенциалу металлизацией в соответствии с ГОСТ В19005-85.

    1. Требования по живучести и стойкости к внешним воздействиям

      • БКНА-М и его составные части должны сохранять работоспособность и не иметь повреждений после механических воздействий, приведенных в Приложении 4.

      • БКНА-М и его составные части должны сохранять работоспособность после пребывания в климатических условиях, приведенных в Приложении 5.

      • БКНА-М и его составные части должны сохранять работоспособность после воздействия радиационных и метеорных условий, соответствующих длительности пребывания на рабочей орбите.

      • Приборы и агрегаты, входящие в БКНА-М и устанавливаемые вне герметичных корпусов, должны нормально функционировать в условиях открытого космоса при давлении до 1х10-14 мм. рт. ст. Наземные испытания допускается проводить при давлении 10-6 мм. рт. ст.

      • Охлаждаемые приборы и конструкции должны нормально функционировать до температуры 4.5 К, а болометрические детекторы – до 0.1 К.

      1. Требования по надежности

        • Критерием полного отказа работы БКНА-М является безвозвратная потеря возможности проведения научных исследований во всех ИК и ММ диапазонах или невозможность передачи данных на Землю. Нарушения в выполнении требований в одном или нескольких диапазонах влияет на оценку научной значимости проведенных исследований.

        • Вероятность выведения БКНА-М в составе КА «Спектр-М» на рабочую орбиту должна быть не менее 0,9.

        • Вероятность безотказной работы КА «Спектр-М» за время срока его активного функционирования на орбите по штатной циклограмме полета в течение 10 лет с учетом времени хранения от последней электрической проверки до запуска не менее трех месяцев должна быть не менее 0.8.

  • Ресурс БКНА-М с составе КА «Спектр-М» должен быть не менее 105120 часов, из них:

  • эксплуатация на заводе-изготовителе 8760 часов (1 год);

  • эксплуатация в натурных условиях с учетом 10 % запаса в соответствии с ГОСТ В 22571-77 п.2.1.16. 96360 часов.

      • Срок службы БКНА-М должен быть не менее 12 лет, из них:

  • эксплуатация и хранение в наземных условиях 2 года;

  • эксплуатация в натурных условиях 10 лет.

        • Надежность БКНА-М и его систем должна подтверждаться:

  • проведением расчетов надежности в соответствии с ГОСТ 27.301-95;

  • разработкой «Программы обеспечения надежности» (ПОН) в соответствии с «Положением РК-98-КТ», ГОСТ В 21256-89, ГОСТ РВ 27.1.02-2005 и выполнением мероприятий, предусмотренных ПОН;

  • разработкой «Комплексной программы экспериментальной отработки» (КПЭО) в соответствии с «Положением РК-98-КТ» и ГОСТ В 21256-89 и выполнением всего объема испытаний с положительными результатами;

  • проведением работ по обеспечению повышенного качества и надежности электрорадиоизделий (ЭРИ) как отечественного, так и зарубежного производства в соответствии с «Положением ЭРИ-К»;

  • проведением анализа критичных отказов и выпуском отчета по «Анализу, выявлению последствий и критичности отказов» (АВПКО) в соответствии с ГОСТ 27.310-95, разработкой дополнительных мероприятий по обеспечению надежности критичных элементов.

  • Полнота наземной отработки БКНА-М должна подтверждаться «Итоговым отчетом о завершении наземной экспериментальной отработки и готовности к натурным испытаниям».
  1   2   3   4

Похожие:

Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconКонструкция комплекса научных инструментов проекта Миллиметрон
Разработка предложений по приёмному комплексу криотелескопа Миллиметрон” Г. Гольцман 2007 а так же документация уже существующих...
Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconТехническое задание Разработка и создание макета монографии «Astrokazan2011» Разработка, создание и редактирование разделов: «110 лет аоэ»
«Аполлон» и «Зонд», «Создание астрономо-технологического комплекса в аоэ», «Астрономическое наследие Казани», «Обзор информации по...
Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconТехническое задание на составную часть опытно-конструкторской работы

Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconТехническое задание (Конкурсное задание) на выполнение опытно-конструкторских работ по созданию геоинформационной системы Кировской области
Директор Кировского областного государственного бюджетного учреждения «Центр информационных технологий»
Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconОсновные результаты теплового расчета космической обсерватории "Миллиметрон" новым методом

Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconПрограмма мфти-астроальянс
Фиан, а также космические проекты Спектр-р (Радиоастрон) и тесис (фиан), Спектр-рг (ики), Спектр-уф (Ультрафиолет) и озирис (инасан),...
Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconТехническое задание на сопровождение и техническое обслуживание программно-технического комплекса системы видеонаблюдения за ходом строительства объектов XXII олимпийских и
Сочи для нужд гк «Олимпстрой» (далее – птк) является обеспечение надлежащего функционирования птк как единого взаимоувязанного комплекса...
Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconТехническое задание на выполнение научно-исследовательских работ (нир) и создание научной продукции
Тема научно-исследовательской работы: «Ямало-Ненецкий автономный округ как базовый регион комплексного освоения Центральной Арктики...
Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconТехническое задание шифр «ирис ко 2012 1»
Заместитель Губернатора – руководитель министерства развития информационного общества и инноваций
Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание бортового комплекса научной аппаратуры обсерватории \\\"Миллиметрон\\\"» шифр «Спектр-м-бкна» iconПрограмма курса «Дополнительные главы истории современной информатики и математики»
Виженера, шифр Тритемиуса, шифр Плейфера, решётки Кардано (квадратная и прямоугольная), шифр по книге, шифр по стихотворению, тарабарская...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org