@ > 5 : B2012/07/13 · зарубежных аналогов . В Приложении 5 приведены сравнительные характеристики инновационной

Технологическая платформа «Национальная информационная спутниковая система»

Открытое акционерное общество

«Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва»

(ОАО «ИСС»)

УТВЕРЖДАЮ Президент технологической платформы, Генеральный конструктор и генеральный директор ОАО «ИСС», чл.-корр. РАН

_______________ Н.А. Тестоедов _________ 2012 г.

Проект стратегической программы исследований технологической платформы

«Национальная информационная спутниковая система» на 2012 – 2020 годы

Координатор технологической платформы, директор Отраслевого центра крупногабаритных трансформируемых механических систем ____________В.И. Халиманович

г. Железногорск, 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

Раздел 1. Текущие тенденции развития рынков и технологий в сфере деятельности платформы 5

Раздел 2. Прогноз развития рынков и технологий в сфере деятельности платформы 36

Раздел 3. Направления исследований и разработок, наиболее перспективные для развития в рамках платформы 44

Раздел 4. Тематический план работ и проектов платформы в сфере исследований и разработок 56

Раздел 5. Меры в области подготовки и развития научных и инженерно-технических кадров 67

Приложения:

Приложение 1 Структура ТП 81

Приложение 2 Перечень основных технологий ТП 82

Приложение 3 Основные организационные параметры формирования и

функционирования Центра поисковых исследований ОАО «ИСС»

в Сколково 86

Приложение 4 Сравнительные характеристики продукции 90

Приложение 5 Инновационная деятельность в сравнении с зарубежными

компаниями 107

Приложение 6 SWOT- анализ для различных спутниковых систем 111

ВВЕДЕНИЕ

Технологическая платформа «Национальная информационная спутниковая система» (ТП) является формой реализации частно-государственного партнерства, способом мобилизации возможностей заинтересованных сторон (государства, бизнеса, научного сообщества) и инструментом формирования научно-технической и инновационной политики для поддержания инновационного развития и технологической модернизации отечественной экономики в части решения социально-экономических задач повышения доступности и радикального расширения пользовательских свойств (услуг) российской орбитальной группировки.

Технологическая платформа «Национальная информационная спутниковая система» является объединением на основе принципов добровольности и равноправности участников, организаций и предприятий любой организационно-правовой формы и формы собственности, в том числе государственных учреждений, профессиональных объединений, ассоциаций негосударственных организаций, научных организаций и высших учебных заведений, разделяющих цели и задачи Технологической платформы и участвующих в их достижении.

Стратегической целью технологической платформы «Национальная информационная спутниковая система» является разработка совокупности «прорывных» технологий для:

- радикального повышения показателей пользовательских свойств космических аппаратов новых поколений и доступности персональных пакетных космических услуг;

- значительного расширения присутствия на мировых рынках высокотехнологичной продукции и услуг в космической, телекоммуникационной и в других некосмических отраслях экономики.

Основным результатом функционирования технологической платформы является повышение показателей доступности и пользовательских свойств космических аппаратов нового поколения не менее чем на порядок в течение ближайших 12-15 лет.

Повышение показателей доступности и пользовательских свойств космических аппаратов нового поколения направлено на решения двух разных по своему характеру задач – экономической и социальной.

Экономическая задача заключается в обеспечении расширения спектра космических услуг (навигация, связь, телевещание, дистанционное зондирование Земли, гидрометеорология, экологический мониторинг, контроль чрезвычайных ситуаций и др.), их комплексирования, снижения стоимости и, соответственно, повышение интенсивности обращения к этим услугам пользователей как из числа структур государственного, регионального и муниципального управления, так и со стороны бизнеса и индивидуальных пользователей. Что касается бизнеса, то это актуально, прежде всего, для инновационных секторов экономики, динамичное развитие которых требует оперативного получения информации самого различного характера из различных регионов нашей страны, что немыслимо без использования космических технологий.

Социальная задача состоит в создании для населения страны возможности свободного расширенного доступа для населения, вне зависимости от региона проживания, к современным космическим информационным услугам.

Технологическая платформа «Национальная информационная спутниковая система» утверждена Правительственной комиссией по высоким технологиям и инновациям (Пр. №2 от 01.04.2011) в составе 27 федеральных технологических платформ.

Основным инициатором и координатором технологической платформы является Открытое акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» (ОАО «ИСС»). Структура ТП приведена в приложении 1.

Настоящая Программа разработана на основании Методических материалов Минэкономразвития РФ с учетом положений следующих решений Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям, федеральных органов исполнительной власти:

Порядок формирования перечня технологических платформ (утвержден решением Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям от 3 августа 2010 г., протокол №4).

Решения Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям от 1 апреля 2011 г., протокол №2, от 5 июля 2011 г., протокол №3.

План мер по развитию технологических платформ на 2011 г. (утвержден решением Рабочей группы по развитию частно-государственного партнерства в инновационной сфере при Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям 11 июля 2011 г., протокол №23-АК).

Рекомендации по разработке программ инновационного развития акционерных обществ с государственным участием, государственных корпораций и федеральных государственных унитарных предприятий (утверждены решением Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям от 3 августа 2010 г., протокол № 4).

РАЗДЕЛ 1. ТЕКУЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ РЫНКОВ И ТЕХНОЛОГИЙ В СФЕРЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПЛАТФОРМЫ

1.1. Характеристика основных технологий

Основные технологии сборки и испытаний сборочных единиц, составных частей космических аппаратов (КА) и космических аппаратов в целом, применяемые при производстве в Российской Федерации были разработаны в период с 1966 по 2010 годы.

Основные группы технологии: − сборки и испытаний сборочных единиц, составных частей космических аппаратов

и космических аппаратов в целом, применяемые при производстве; − изготовления деталей и сборочных единиц КА; − изготовления и испытаний элементов конструкции КА; − управления КА; − обеспечивающие создание КА и его систем; − разработки и производства приборов КА. Подробный перечень технологий и годы их разработок приведен в Приложении 2.

1.2. Характеристики основных продуктов ТП

Продукцию ОАО «ИСС» условно можно разделить на две группы: Продуктовая группа 1 – космические аппараты, платформы космических аппаратов

и модули полезных нагрузок. Продуктовая группа 2 – системы (подсистемы) космических аппаратов (бортовая

радиоэлектронная аппаратура, электромеханические устройства, антенны и антенно-фидерные устройства).

В связи с тем, что в различных компаниях, ориентированных на создание бортовой

РЭА КА, существуют различные подходы к системному проектированию, а так же существенные различия в принципиальных подходах к архитектуре и структурной реализации служебных систем отечественных и зарубежных КА, полные аналоги отечественной и зарубежной аппаратуры отсутствуют. Тем не менее, существуют некоторые показатели, которые можно сравнивать.

В Приложении 4 приведены сравнительные характеристики продукции ТП и

зарубежных аналогов. В Приложении 5 приведены сравнительные характеристики инновационной деятельности ТП и основных зарубежных конкурентов.

На рис. 1.1 представлены основные группы продукции ТП, обеспечивающие

потребности России в космических средствах телекоммуникации, навигации и геодезии, а также текущие потребности отечественных потребителей, таких как ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева», ФГУП «НПО имени С.А.Лавочкина», ОАО «Российские космические системы», Государственный ракетный центр имени Макеева, Научно – производственное объединение автоматики имени Семихатова, НИИ ПП, Корпорация «Алмаз – Антей» и зарубежных потребителей - Индонезия, Израиль, Казахстан, Украина, Китай.

Основные группы продукции ТП

Рисунок 1.1 Продуктовая группа 1 – космические аппараты, платформы и модули полезных нагрузок

Космические аппараты связи

КА «Луч-5А»

КА «Амос – 5»

КА «Ямал-300К»

КА серии «Экспресс»

Продуктовая группа 1 – космические аппараты, платформы и модули полезных нагрузок

Модули полезных нагрузок (МПН) связных КА

Конструкция МПН КА «Экспресс-АМ22»

МПН КА «Экспресс-АМ2»

МПН КА «Экспресс-АМ44»»


МПН в сборе КА «Экспресс-АМ44»


Продуктовая группа 1 – космические аппараты, платформы и модули полезных нагрузок Платформы

Платформа легкого класса Платформа среднего класса Платформа тяжелого класса

«Экспресс-1000Н» «Экспресс-1000SН» «Экспресс-2000»

Продуктовая группа 1 – космические аппараты, платформы и модули полезных нагрузок

Космические навигационные аппараты

КА серии «Глонасс - М»

КА «Глонасс - К»

Космические геодезические аппараты

КА «Гео-ИК»

КА «Гео-ИК-2»

Продуктовая группа 2 – системы (подсистемы) космических аппаратов Антенны и АФУ

Крупногабаритные трансформируемые антенны

Активные фазированные антенные решетки

Радарные антенны Рупорные антенны Высокоточные и контурные антенны

Продуктовая группа 2 – системы (подсистемы) космических аппаратов Солнечные батареи

Полужесткая СБ Гибкая СБ

Полужесткая СБ большой площади

Продуктовая группа 2 – системы (подсистемы) космических аппаратов Конструкция и механические системы

Сотопанели МПН КА Адаптеры КА Силовые конструкции КА

Электромеханические устройства для раскрытия механических систем

Электромеханические устройства для систем наведения антенн КА

Электромеханические устройства для систем ориентации солнечных батарей

Устройства для систем коррекции и ориентации КА

Продуктовая группа 2 – Бортовая аппаратура космических аппаратов

Силовой маховик и блок управления с блоком автоматики

Блок управления бортового комплекса управления Энергопреобразующая аппаратура Блок управления питанием

Аппаратура радионавигации Блок интерфейсный БКУ Образец наземной радиоэлектронной аппаратуры

15

Показатели конкурентоспособности и эффективности платформ

Уровень конкурентоспособности платформ геостационарных спутников связи определяется рядом технических и эксплуатационных характеристик, часть из которых не зависит от размерности (класса) платформы и является общим показателем для всех платформ геостационарных спутников связи, по которому можно сравнивать эффективность всех платформ. К таким общим характеристикам, обеспечиваемым платформами, относятся:

• срок активного существования; • точность удержания в заданной орбитальной позиции; • возможность колокации с другими спутниками в заданной орбитальной позиции; • точность наведения диаграмм направленности антенн на заданные зоны обслуживания;

• возможность перевода спутника из одной орбитальной позиции в другую в процессе эксплуатации;

• возможность перевода спутника на орбиту захоронения после завершения эксплуатации;

• наличие режима автономной от средств НКУ работы; • наличие режима сохранения живучести; • состояние квалификации платформы.

Кроме того существует ряд очень важных характеристик платформ, величина которых зависит от размерности (класса) платформы. Такие характеристики являются общими показателями для определенного класса платформ геостационарных спутников связи, по которым можно сравнивать эффективность платформ одной размерности. К таким групповым характеристикам, обеспечиваемым платформами, относятся:

• масса полезной нагрузки (абсолютная и относительная), которую может нести платформа;

• сухая масса спутников, создаваемых на базе платформы; • постоянное круглосуточное энергопотребление полезной нагрузки, обеспечиваемое платформой;

• габариты и количество антенн, которые могу быть размещены на спутнике, создаваемом на базе платформы;

• схема выведения спутников, создаваемых на базе платформы; • стартовая масса спутников, создаваемых на базе платформы; • доступные на рынке средства выведения, с которыми обеспечивается совместимость спутников, создаваемых на базе платформы;

• масса спутников, создаваемых на базе платформы, на момент начала работы на ГСО;

• срок поставки на заводе-изготовителе с момента получения заказа на спутник. Сравнение перечисленных общих и групповых характеристик позволяет

определить уровень конкурентоспособности различных типов платформ различных производителей.

Ведущие мировые производители платформ геостационарных спутников связи В настоящее время мировой уровень платформ для спутников связи определяется

такими ведущими мировыми производителями, как американские фирмы: • Boeing (спутники на базе платформ семейства BSS-702); • Lockheed Martin (спутники на базе платформ семейства A2100); • Space Systems/Loral (спутники на базе платформ семейства LS-1300; • Orbital Sciences Corporation (спутники на базе платформ семейства STAR), а также западноевропейские фирмы: • Thales Alenia Space (спутники на базе платформ семейства Spacebus);

16

• EADS Astrium (спутники на базе платформ семейства Eurostar); • Thales Alenia Space совместно с Astrium (перспективные спутники на базе совместной платформы Alpha Bus). В России единственным производителем платформ геостационарных спутников

связи, относительно широко представленным как на внутреннем, так и на внешнем рынке, является ОАО «ИСС», которое разрабатывает платформы среднего класса семейства «Экспресс-1000» (с мощностью для полезной нагрузи до 8 кВт) и платформы тяжелого класса семейства «Экспресс-2000» (с мощностью для полезной нагрузки до 16 кВт.

Наглядным показателем положения предприятия на рынке и конкурентоспособности его продукции служит количество заказов, полученное за определенное время. На рис. 1.2 показано количество заказов, полученных основными производителями платформ за период с 2005 по июль 2010 года, по уровням мощности для полезной нагрузки. Как видно из рис. 1.2, для платформ среднего класса с мощностью для полезной нагрузки до 8 кВт очевидным лидером рынка является американская фирма Orbital Sciences, получившая 17 заказов на платформы семейства STAR. За ней идут фирма Thales Alenia Space, получившая 6 заказов и ОАО «ИСС», получившее 4 заказа на платформы своей разработки.

0

5

10

15

20

25

30

35

Thales EADSAstrium

Boeing LM Orbital SS/L ОАО

"ИСС"

Производители

Количество

заказов

Менее 4 кВт От 4 до 8 кВт От 8 до 12 кВт От 12 до 16 кВт От 16 до 20 кВт

Рис.1.2 Распределение заказов по ведущим мировым производителям платформ Таким образом, в этом сегменте ориентиром для сравнения могут служить

достигнутые и перспективные характеристики платформ семейства STAR. Для платформ тяжелого класса с мощностью полезной нагрузки более 8 кВт

очевидным лидером рынка является американская фирма Space Systems/Loral, получившая 34 заказа на платформы семейства LS-1300. За ней идут фирма EADS Astrium, получившая 23 заказа и фирма Thales Alenia Space, получившая 15 заказов на платформы своей разработки. Если учесть, что из 34 заказов фирмы Space Systems/Loral 14 заказов сделаны на платформы с мощностью для полезной нагрузки более 16 кВт, то в сегменте тяжелых платформ можно выделить два лидера:

• фирму EADS Astrium с платформами, обеспечивающими для полезной нагрузки 8-16 кВт (23 заказа); • фирму Space Systems/Loral с платформами, обеспечивающими для полезной нагрузки 16-20 кВт и более (14 заказов).

Таким образом, в сегменте платформ тяжелого класса ориентиром для сравнения могут служить достигнутые и перспективные характеристики платформ семейств Eurostar и LS-1300.

Сравнение общих характеристик отечественных и зарубежных платформ Сравнение общих характеристик платформ, являющихся лидерами мирового рынка,

и характеристик платформ разработки ОАО «ИСС» приведено в таблице 1.1.

17

Таблица 1.1 Сравнение общих характеристик платформ, являющихся лидерами мирового рынка и платформ ОАО «ИСС»

Общие характеристики, обеспечиваемые платформами

Платформы STAR фирмы Orbital

Платформы E 3000 фирмы Astrium

Платформы LS-1300 фирмы SS/L

Платформы «Экспресс-1000» ОАО «ИСС»


Срок активного существования, лет 15 15 15 15 15 Точность удержания в заданной орбитальной позиции

0,05 град по широте и долготе



0,05 град по широтеи долготе


Возможность колокации с другими КА в заданной орбитальной позиции

обеспечивается обеспечивается обеспечивается обеспечивается обеспечивается

Точность наведения диаграмм направленности антенн на заданные зоны обслуживания

0,1 град.→0,05 град.

0,1 град.→0,05 град. 0,1 град.→0,05 град. 0,1 0,1

Учтенная в топливном бюджете возможность перевода спутника из одной орбитальной позиции в другую в процессе эксплуатации

однократно со скоростью до 3 град./сутки





Учтенная в топливном бюджете возможность перевода спутника на орбиту захоронения после завершения эксплуатации

на 300 км выше ГСО

на 300 км выше ГСО на 300 км выше ГСО на 300 км выше ГСОна 300 км выше ГСО

Наличие режима автономной от средств НКУ работы

до 3-х суток до 3-х суток до 3-х суток до 14-ти суток до 14-ти суток

Наличие режима сохранения живучести

стандартная функция выявления,

изолирования и восстановления

отказов



отказов



отказов

пятиуровневая схема автономного

обеспечения живучести с аппаратным контуром

пятиуровневая схема автономного обеспечения живучести с

аппаратным контуром

Состояние квалификации платформы

квалифицирована, положительный опыт летной эксплуатации



наземная квалификация завершена,

идет наземная квалификация, летная эксплуатация с конец

2012 года Срок поставки с момента заказа типовой 24 месяца типовой 28 месяцев типовой 26 месяцев Планов. 26 месяц. плановый 29 месяцев

18

Результаты сравнения общих характеристик отечественных и зарубежных платформ и задачи по повышению конкурентоспособности отечественных платформ

Результаты сравнения достигнутых и перспективных общих характеристик платформ, являющихся лидерами мирового рынка, и платформ разработки ОАО «ИСС» позволяют сделать следующие выводы:

• в целом современные общие характеристики платформ геостационарных спутников связи разработки ОАО «ИСС», которые фактически являются новыми разработками, проводимыми на базе многолетнего опыта, соответствуют уровню мирового рынка;

• существенным недостатком, который должен быть преодолен в ближайшем будущем, является отсутствие опыта летной эксплуатации платформ, а по платформе «Экспресс-2000» - также незавершенность процесса разработки и наземной квалификации;

• современная точность наведения антенн, обеспечиваемая платформами «Экспресс-1000» и «Экспресс-2000» (0,1 градуса), не соответствует планируемым к 2020 году для западных платформ перспективным характеристикам по точности наведения антенн (0,05 градуса) и требуется разработка и реализация мероприятий по ее существенному повышению. Эти мероприятия должны затрагивать:

o датчики и исполнительные органы СОС;

o алгоритмы управления СОС;

o обеспечение размеростабильности конструкции и антенн.

Сравнение групповых характеристик отечественных и зарубежных платформ среднего класса (мощность для полезной нагрузки до 8 кВт)

Сравнение групповых характеристик платформ среднего класса, являющихся лидерами мирового рынка, и характеристик соответствующих платформ разработки ОАО «ИСС» приведено в таблице 1.2.

19

Таблица 1.2 Сравнение групповых характеристик платформ среднего класса, являющихся лидерами мирового рынка, и соответствующих платформ ОАО «ИСС»

Групповые характеристики, обеспечиваемые платформами среднего класса Платформы STAR фирмы Orbital Платформы «Экспресс-1000» ОАО

«ИСС»

Масса полезной нагрузки, которую может нести платформа, кг

500 → 600 486

Сухая масса спутников, создаваемых на базе платформы, кг

1609 1723,21

Относительная масса полезной нагрузки, которую может нести платформа, % от сухой массы спутника

31,1 → 35,1 28,2

Постоянное круглосуточное энергопотребление полезной нагрузки, обеспечиваемое платформой, Вт

7500 5880

Габариты и количество крупногабаритных антенн, которые могут быть размещены на спутнике, создаваемом на базе платформы

2 антенны с открываемыми рефлекторами класса 2,3 м плюс 1 антенна с рефлектором

класса 1,2 м

2 антенны с открываемыми рефлекторами класса 2.1 м плюс 2

антенны с открываемыми рефлекторами класса 1,6 м плюс 1 антенна с рефлектором класса 1,2 м

Схема выведения спутников, создаваемых на базе платформы

выведение с геопереходной орбиты с применением собственной апогейной ЖРД

прямое выведение на ГСО с применением РН и РБ

Стартовая масса спутника, создаваемого на базе платформы, кг

3200 1890,41

Доступные на рынке средства выведения, с которыми обеспечивается совместимость спутников, создаваемых на базе платформы

Ariane, «Союз», Land Launch, «Протон-М» «Протон-М» с РБ «Бриз-М» - групповой

запуск, «Зенит-3SLБ» - одиночный запуск

Масса спутников, создаваемых на базе платформы, на момент начала работы на ГСО, кг

2158 1890,41

Срок поставки на заводе-изготовителе с момента получения заказа на спутник

типовой 24 месяца плановый 26 месяцев

20

Результаты сравнения групповых характеристик отечественных и зарубежных платформ среднего класса (мощность для полезной нагрузки до 8 кВт) и задачи по повышению конкурентоспособности отечественных платформ.

Результаты сравнения достигнутых групповых характеристик платформы среднего класса STAR, являющейся лидером мирового рынка, и платформы «Экспресс-1000» разработки ОАО «ИСС» позволяют сделать следующие выводы:

• несмотря на более высокую сухую массу спутника на базе платформы «Экспресс-1000» (1723 кг по сравнению с 1609 кг у спутника на базе платформы STAR), она проигрывает по массе полезной нагрузки, которую способна нести (486 кг по сравнению с достигнутыми 500 кг и планируемыми 600 кг у спутника на базе платформы STAR);

• относительная масса полезной нагрузки у спутника на базе платформы «Экспресс-1000» ниже, чем у спутника на базе платформы STAR (28,2% по сравнению с 31,1 → 35,1%). Для обеспечения конкурентоспособности, абсолютная и относительная масса платформы «Экспресс-1000» должна быть снижена как минимум до уровня значений, соответствующих платформе STAR фирмы Orbital. Подробный анализ по платформе будет проведен ниже;

• несмотря на более высокую сухую массу спутника на базе платформы «Экспресс-1000» (1723 кг по сравнению с 1609 кг у спутника на базе платформы STAR), она обеспечивает меньшее постоянное круглосуточное энергопотребление полезной нагрузки, чем платформа STAR (5880 Вт по сравнению с 7500 Вт у платформы STAR). Для обеспечения конкурентоспособности, мощность, выделяемая для полезной нагрузки, должна быть увеличена до уровня порядка 8000 Вт при выполнении поставленной выше задачи по снижению массовой доли платформы;

• спутники, создаваемые на базе платформы «Экспресс-1000», обладают преимуществом по количеству крупногабаритных антенн, которые могут быть размещены в составе полезной нагрузки (на 2 антенны с открываемым рефлектором класса 1,6 м больше, чем у платформы STAR), а также по величине фокусного расстояния антенн (порядка 3 м по сравнению с менее 2 м у платформы STAR). Это преимущество должно быть сохранено при дальнейшем совершенствовании платформы;

• спутники на базе платформы «Экспресс-1000» предназначены для прямого выведения на ГСО и в их составе отсутствует апогейная двигательная установка. По этой причине спутники на базе платформы «Экспресс-1000» совместимы только с отечественными средствами выведения (РН «Протон-М» и РН «Зенит», которые могут быть оснащены соответствующими разгонными блоками, обеспечивающими прямое выведение на ГСО). Таким образом, платформа «Экспресс-1000» обладает двумя недостатками по сравнению с платформой STAR:

o жесткая привязка к ограниченному кругу отечественных средств выведения. Этот недостаток может быть преодолен только путем освоения и внедрения технологии выведения на ГСО по апогейной схеме. При этом массовая эффективность апогейной ДУ, которой необходимо оснастить платформу, должна быть не хуже, чем у западных аналогов;

o масса спутников на базе платформы «Экспресс-1000» на момент начала работы на ГСО жестко ограничена энергетическими характеристиками средств выведения (не более 1940 кг для РН «Зенит» и не более 3150 кг для группы из двух спутников для РН «Протон-М»). Этот недостаток автоматически устраняется в случае применения апогейной ДУ.

21

Кроме того, он может быть преодолен путем применения в составе платформы маршевой ДУ довыведения на базе уже хорошо освоенной технологии применения стационарных плазменных двигателей;

• в части срока поставки спутников, создаваемых на ее базе, платформа «Экспресс-1000» проигрывает платформе STAR (плановый срок сдачи на ЗИ составляет 26 месяцев по сравнению с достигнутым для спутников на базе платформы STAR сроком сдачи на ЗИ 24 месяца). Недостаток должен быть устранен путем совершенствования и отработки последовательности работ по сборке и испытаниям платформы и спутников на ее базе по результатам завершения этих процедур для первых спутников серии. Опыт работ ОАО «ИСС» по программе «Экспресс-АМ» свидетельствует о возможности сокращения этих работ до 19-21 месяца.

Сравнительный анализ массовых характеристик платформы STAR фирмы Orbital и «Экспресс-1000» разработки ОАО «ИСС» и задачи по повышению конкурентоспособности платформы «Экспресс-1000»

Сравнение массовых характеристик платформы STAR и платформы «Экспресс-1000» приведено в таблице 1.3 и на рис.1.3.

Таблица 1.3. Массовые характеристики платформ STAR и «Экспресс-1000» и спутников на их базе

Платформа STAR фирмы Orbital

Платформа «Экспресс-1000» ОАО «ИСС»

Массовые характеристики Масса, кг % от сухой

массы Масса, кг % от сухой

массы Масса БКУ (с КИС) 60 3,73 86,23 5 Масса СОС (без УПБС) 35 2,17 42,71 2,48 Масса СЭП (включая МУ БС и УПБС)

375 23,31 333,71 19,37

Масса СК 134 8,33 141,92 8,23 Масса СТР 115 7,14 127,44 7,41 Масса конструкции (включая ПН)

385,2 22,35

Масса БКС 390 24,24

120 6,96 Сухая масса платформы 1109 68,92 1237,21 71,8 Масса полезной нагрузки 500 31,08 486 28,2 Сухая масса спутника 1609 100 1723,21 100 Масса топлива для миссии на ГСО

549 167,2

Масса спутника на момент начала работы на ГСО

2158 1890,41

Масса топлива для выведения на ГСО

1042 0

Стартовая масса спутника (без адаптера и УО)

3200 1890,41

22

0

200

400

600

800

1000

1200

ПН МСС БКУ (с КИС) СОС (безУПБС)

СЭП (с МУ

БС и УПБС)СК СТР Конструкция

и БКС

Масса,кг

Платформа STAR Платформа "Экспресс-1000"

Рис. 1.3 Массовые характеристики платформ и их бортовых подсистем.

Результаты сравнения массовых характеристик платформ «Экспресс-1000» и STAR, а также их подсистем позволяют сделать следующие выводы:

• несмотря на то, что платформа «Экспресс-1000» обеспечивает меньшее энергопотребление полезной нагрузки, чем платформа STAR (5880 Вт по сравнению с 7500 Вт), она имеет большую массу как в абсолютном выражении, так и в процентах от сухой массы спутника (1237 кг и 71,8% по сравнению с 1109 кг и 68,82%). Этот недостаток приводит к тому, что при наличии ограничений от средств выведения на массу спутника на ГСО, отсутствует возможность увеличить массовые и энергетические ресурсы, выделяемые для полезной нагрузки, хотя бы до уровня платформы STAR. Для преодоления этого недостатка необходимо добиться существенного снижения массовых характеристик платформы «Экспресс-1000» за счет применения более эффективных бортовых подсистем. Ниже приведено сравнение массовых характеристик подсистем платформ «Экспресс-1000» и STAR;

• БКУ платформы «Экспресс-1000» проигрывает по массе БКУ платформы STAR, как в абсолютном, так и в процентном выражении (86,23 кг и 5% по сравнению с 60 кг и 3,73%). Проигрыш в основном объясняется применением более тяжелых БУ БКУ и БИ БКУ разработки ОАО «ИСС». Для повышения конкурентоспособности необходимо применение новых более эффективных схемных и конструктивных решений, а также элементной базы и материалов;

• СОС платформы «Экспресс-1000» по массовым характеристикам практически не уступает СОС платформы STAR. Незначительное превышение по массе может быть устранено путем уменьшения избыточности по оборудованию после получения опыта летной эксплуатации платформы;

• СЭП платформы «Экспресс-1000» практически не уступает по массовым характеристикам платформе STAR. Это объясняется меньшей мощностью для полезной нагрузки (5880 Вт против 7500 Вт), применением солнечной батареи на базе самых

23

современных фотопреобразователей на основе трехкаскадного арсенида галлия, применением более эффективных аккумуляторных батарей (на базе аккумуляторов VES-180), а также более эффективной конструкции панелей БС разработки ОАО «ИСС» При дальнейшем совершенствовании платформы существует возможность наращивания энергетических ресурсов для полезной нагрузки за счет перераспределения массы между бортовыми подсистемами;

• система коррекции платформы «Экспресс-1000» практически не уступает по массовым характеристикам СК платформы STAR. Это объясняется применением двигательной установки на базе стационарных плазменных двигателей и отсутствия функции апогейной ДУ. Преимущество СК платформы «Экспресс-1000» проявляется при учете разницы в количестве топлива, необходимого для обеспечения САС после выведения спутников на ГСО (167,2 кг против 549 кг). Потенциально выигрыш может быть еще увеличен путем применения СПД с более высоким удельным импульсом, чем у примененных на платформе СПД-100В;

• несмотря на несколько меньшую тепловую нагрузку, платформа «Экспресс-1000» и спутник на ее базе имеют более высокую суммарную массу элементов терморегулирования (127,44 кг и 7,41% по сравнению с 115 кг и 7,14% для элементов СТР платформы и спутника). При этом необходимо учесть следующие важные отличия:

o для оборудования платформы обеспечен более узкий и комфортный диапазон рабочих температур (среднеинтегральная температура посадочных мест за САС не более 23 °С), что потребовало увеличения площади радиационных поверхностей;

o для платформы и модуля полезной нагрузки применены резервированные тепловые трубы;

o резервированный жидкостный контур обеспечивает более узкий и комфортный диапазон рабочих температур для оборудования полезной нагрузки благодаря теплообмену между северной и южной радиационными панелями;

• масса БКС и конструкции платформы «Экспресс-1000» существенно превышает массу БКС и конструкции платформы STAR как в абсолютном выражении, так и в процентах от сухой массы спутника (505,2 кг или 29,32% по сравнению с 390 кг или 24,24%) что свидетельствует о том, что примененные технологии, а также материалы и комплектующие не соответствуют современному уровню требований. Для повышения конкурентоспособности должны быть разработаны и квалифицированы новые конструктивные и технологические решения по конструкции и БКС и применены наиболее эффективные материалы и комплектующие.

Сравнение групповых характеристик отечественных и зарубежных платформ тяжелого класса (мощность для полезной нагрузки более 8 кВт)

Сравнение групповых характеристик платформ тяжелого класса, являющихся лидерами мирового рынка, и характеристик соответствующих платформ разработки ОАО «ИСС» приведено в таблице 1.4.

24

Таблица 1.4. Сравнение групповых характеристик платформ тяжелого класса, являющихся лидерами мирового рынка, и соответствующих платформ ОАО «ИСС»

Групповые характеристики, обеспечиваемые платформами тяжелого класса

Платформы E 3000 фирмы Astrium

Платформы LS-1300 фирмы SS/L


Масса полезной нагрузки, которую может нести платформа, кг

946 нет данных 1079

Сухая масса КА, создаваемых на базе платформы, кг 2860 2500 - 4800 3016 Относительная масса полезной нагрузки, которую может нести платформа, % от сухой массы спутника

33,08 нет данных 35,78

Постоянное круглосуточное энергопотребление полезной нагрузки, обеспечиваемое платформой, Вт

13500 18000 - 30000 12700

Габариты и количество крупногабаритных антенн, которые могут быть размещены на спутнике, создаваемом на базе платформы

2 антенны с открываемыми рефлекторами класса 2,6 м

плюс 2 антенны с рефлекторами класса

2,2 м плюс 4 стационарных антенны класса 0,7 м

4 антенны с открываемыми рефлекторами класса 2,8 м

плюс 2 стационарных антенны с рефлекторами класса 1,6 м

плюс 1 антенна с открываемым рефлектором класса 1,2 м

2 антенны с открываемыми рефлекторами класса 2.6 м

плюс 2 антенны с открываемыми рефлекторами

класса 2 м плюс 4 стационарных антенны с рефлектором класса 1 м

Схема выведения спутников, создаваемых на базе платформы

выведение с геопереходной орбиты с применением

собственной апогейной ЖРД

выведение с геопереходной орбиты с применением

собственной апогейной ЖРД

прямое выведение на ГСО с применением РН и РБ

Стартовая масса спутника, создаваемого на базе платформы, кг

5682 4425 - 8420 3341

Доступные на рынке средства выведения, с которыми обеспечивается совместимость спутников, создаваемых на базе платформы

Ariane 4/5, Sea Launch, «Зенит-3SLБ», Atlas V,

«Протон-М» с РБ «Бриз-М»

Ariane 5, Atlas V, «Протон-М» с РБ «Бриз-М», «Зенит-

3SLБ» «Протон-М» с РБ «Бриз-М»

Масса спутников, создаваемых на базе платформы, на момент начала работы на ГСО, кг

3832 2800 - 5300 3341

Срок поставки на заводе-изготовителе с момента получения заказа на спутник

типовой 28 месяцев типовой 26 месяцев плановый 29 месяцев

25

Результаты сравнения групповых характеристик отечественных и зарубежных платформ тяжелого класса (мощность для полезной нагрузки более 8 кВт) и задачи по повышению конкурентоспособности отечественных платформ.

Как видно из таблицы 1.4, платформа LS 1300 фирмы Space Systems/Loral обладает существенно более высокими характеристиками, чем платформа E 3000 фирмы EADS Astrium и платформа «Экспресс-2000» ОАО «ИСС», однако отсутствие детальных данных по распределению масс этой платформы позволяет использовать ее только в качестве перспективного ориентира при определения задач по совершенствованию характеристик платформы «Экспресс-2000».

Наличие подробной информации по платформе E 3000 позволяет провести более детальное сравнение с ней платформы «Экспресс-2000» и сформулировать не только глобальные задачи на уровне платформы в целом, но и конкретные направления работы по каждой из бортовых подсистем, которые должны привести к решению инновационной задачи по доведению характеристик отечественных платформ до уровня лучших мировых образцов.

Результаты сравнения достигнутых групповых характеристик платформы тяжелого класса E3000, являющейся одним из лидеров мирового рынка в своем сегменте, и платформы «Экспресс-2000» разработки ОАО «ИСС» позволяют сделать следующие выводы:

• на спутнике «Экспресс-АМ5» на базе платформы «Экспресс-2000» заявлена более высокая доля массы на полезную нагрузку (1079 кг или 36.13% по сравнению с 946 кг или 33.1% на платформе E 3000), что, скорее всего, и привело к дефициту массы в ходе реализации проекта (стартовая масса спутника пока превышает возможности средств выведения и ведутся работы по ее снижению);

• несмотря на более высокую сухую массу спутника на базе платформы «Экспресс-2000» (2986,4 кг по сравнению с 2859,7 кг у спутника на базе платформы E 3000), она обеспечивает меньшее постоянное круглосуточное энергопотребление полезной нагрузки, чем платформа E 3000 (12700 Вт по сравнению с 13500 Вт у платформы E 3000). Для обеспечения конкурентоспособности, мощность, выделяемая для полезной нагрузки, должна быть увеличена на первом этапе до уровня порядка 16000 Вт с последующим увеличением до уровня 20-25 кВт;

• в части габаритов и количества крупногабаритных антенн, которые могут быть размещены на спутнике, возможности платформы «Экспресс-2000» соответствуют возможностям платформы E 3000, но проигрывают возможностям платформы LS 1300, которые реализуются при применении головных обтекателей класса 5 м. Это объясняется тем, что в составе отечественных средств выведения отсутствуют головные обтекатели класса 5 м. Для обеспечения конкурентоспособности, для отечественных средств выведения, с которыми обеспечивается совместимость спутников на базе платформы «Экспресс-2000», должен быть разработан и квалифицирован головной обтекатель с диаметром цилиндрической части порядка 5 м;

• спутники на базе платформы «Экспресс-2000» предназначены для прямого выведения на ГСО и в их составе отсутствует апогейная двигательная установка. По этой причине спутники на базе платформы «Экспресс-2000» совместимы только с отечественными средствами выведения (РН «Протон-М», которые могут быть оснащены соответствующими разгонными блоками, обеспечивающими прямое выведение на ГСО). Таким образом, платформа «Экспресс-2000» обладает двумя недостатками по сравнению с платформами E 3000 и LS 1300:

o жесткая привязка к ограниченному кругу отечественных средств выведения. Этот недостаток может быть преодолен только путем освоения и внедрения технологии выведения на ГСО по апогейной схеме. При этом массовая эффективность апогейной ДУ, которой необходимо оснастить платформу, должна быть не хуже, чем у западных аналогов;

26

o масса спутников на базе платформы «Экспресс-2000» на момент начала работы на ГСО жестко ограничена энергетическими характеристиками средств выведения (не более 3150 кг для РН «Протон-М»). Этот недостаток автоматически устраняется в случае применения апогейной ДУ. Кроме того, он может быть преодолен путем применения в составе платформы маршевой ДУ довыведения на базе уже хорошо освоенной технологии применения стационарных плазменных двигателей;

• в части срока поставки спутников, создаваемых на ее базе, платформа «Экспресс-2000» проигрывает платформам E 3000 и LS 1300 (плановый срок сдачи на ЗИ составляет 29 месяцев по сравнению с достигнутыми для спутников на базе платформ E 3000 и LS 1300 сроками сдачи на ЗИ 28 месяцев и 26 месяцев соответственно). Недостаток должен быть устранен путем совершенствования и отработки последовательности работ по сборке и испытаниям платформы и спутников на ее базе по результатам завершения этих процедур для первых спутников серии.

27

Сравнительный анализ массовых характеристик платформы E 3000 фирмы EADS Astrium и «Экспресс-2000» разработки ОАО «ИСС» и задачи по повышению конкурентоспособности платформы «Экспресс-2000»

Сравнение массовых характеристик платформы E 3000 и платформы «Экспресс-2000» приведено в таблице 1.5 и на рис 1.4.

Таблица 1.5. Массовые характеристики платформ E 3000 и «Экспресс-2000» и спутников на их базе

Платформа E 3000 фирмы EADS Astrium

Платформа «Экспресс-2000» ОАО «ИСС»

Массовые характеристики Масса, кг % от сухой

массы Масса, кг % от сухой

массы

Масса БКУ (с КИС) 80,1 2,8 108,1 3,62

Масса СОС (без УПБС) 41,7 1,46 59,6 2,0

Масса СЭП (включая МУ БС и УПБС)

711,3 24,87 632 21,17

Масса СК 238 8,32 185,7 6,22

Масса СТР 188,4 6,59 219,5 7,35

Масса конструкции (включая ПН)

604,7 21,15 547,7 18,35

Масса БКС 48,9 1,71 154 5,16

Сухая масса платформы 1913,1 66,9 1907,4 63,87

Масса полезной нагрузки 946,6 33,1 1079 36,13

Сухая масса спутника 2859,7 100 2986,4 100

Масса топлива для миссии на ГСО

975 34,09 339,5 11,37

Масса спутника на момент начала работы на ГСО

3834,7 134,09 3325,9 111,37

Масса топлива для выведения на ГСО

1850 64,69 0 0

Стартовая масса спутника (без адаптера и УО)

5684,7 198,78 3325,9 111,37

28

0

500

1000

1500

2000

ПН МСС БКУ (с КИС) СОС (безУПБС)

СЭП (с МУ

БС и УПБС)СК СТР Конструкция БКС

Масса, к

г

Платформа E 3000 Платформа "Экспресс-2000"

Рис. 1.4 Массовые характеристики платформ и их бортовых подсистем

Результаты сравнения массовых характеристик платформ «Экспресс-2000» и E 3000, а также их подсистем позволяют сделать следующие выводы:

• несмотря на то, что платформа «Экспресс-2000» обеспечивает меньшее энергопотребление полезной нагрузки, чем платформа E 3000 (12700 Вт по сравнению с 13500 Вт) и не имеет в своем составе апогейной двигательной установки, она имеет такую же массу (1907,4 кг по сравнению с 1913,1 кг ). Этот недостаток приводит к тому, что при наличии ограничений от средств выведения на массу спутника на ГСО, отсутствует возможность увеличить массовые и энергетические ресурсы, выделяемые для полезной нагрузки, до уровня западных платформы. Для преодоления этого недостатка необходимо добиться существенного снижения массовых характеристик платформы «Экспресс-1000» за счет применения более эффективных бортовых подсистем. Ниже приведено сравнение массовых характеристик подсистем платформ «Экспресс-2000» и E 3000;

• БКУ платформы «Экспресс-2000» проигрывает по массе БКУ платформы E 3000, как в абсолютном, так и в процентном выражении (108,1 кг и 3,62% по сравнению с 80,1 кг и 2,8%). Проигрыш в основном объясняется применением более тяжелых БУ БКУ и БИ БКУ разработки ОАО «ИСС», а также более тяжелой БА КИС разработки РКС. Для повышения конкурентоспособности необходимо применение новых более эффективных схемных и конструктивных решений, а также элементной базы и материалов;

• при прочих равных условиях СОС платформы «Экспресс-2000» проигрывает по массе и в абсолютном и в процентном выражении (59,6 кг или 2% против 41,7 кг или 1,46%). Проигрыш объясняется применением ряда менее эффективных приборов СОС отечественной разработки, а также более высоким уровнем резервирования, примененным в связи с отсутствием летного опыта (в составе СОС платформы E 3000 звездные приборы не применяются). Для повышения конкурентоспособности необходимо применение более эффективных приборов СОС и устранение избыточности после получения опыта летной эксплуатации;

• СЭП платформы «Экспресс-2000» выигрывает по массовым характеристикам у платформы E 3000. Это объясняется меньшей мощностью для полезной нагрузки (12700 Вт против 13500 Вт), применением солнечной батареи на базе самых современных фотопреобразователей на основе трехкаскадного арсенида галлия, применением более эффективных аккумуляторных батарей (на базе аккумуляторов VES-180), а также более эффективной конструкции панелей БС разработки ОАО «ИСС» При дальнейшем совершенствовании платформы существует возможность

29

наращивания энергетических ресурсов для полезной нагрузки за счет перераспределения массы между бортовыми подсистемами;

• вследствие применения двигательной установки на базе стационарных плазменных двигателей и отсутствия функции апогейной ДУ, СК платформы «Экспресс-2000» обеспечивает значительное преимущество по массе по сравнению с СК платформы E 3000 (185,7 кг против 238 кг). Это преимущество становится еще более явным при учете разницы в количестве топлива, необходимого для обеспечения САС после выведения спутников на ГСО (339,5 кг против 975 кг). Потенциально выигрыш может быть еще увеличен путем применения СПД с более высоким удельным импульсом, чем у примененных на платформе СПД-100В;

• несмотря на несколько меньшую тепловую нагрузку, платформа «Экспресс-2000» и спутник на ее базе имеют более высокую суммарную массу элементов терморегулирования (219,5 кг и 7,35% по сравнению с 188,4 кг и 6,59% для элементов СТР платформы и спутника). При этом необходимо учесть следующие важные отличия:

o для оборудования платформы обеспечен более узкий и комфортный диапазон рабочих температур (средне интегральная температура посадочных мест за САС не более 23 °С), что потребовало увеличения площади радиационных поверхностей;

o для платформы и модуля полезной нагрузки применены резервированные тепловые трубы;

o резервированный жидкостный контур обеспечивает более узкий и комфортный диапазон рабочих температур для оборудования полезной нагрузки благодаря теплообмену между северной и южной радиационными панелями;

• конструкция платформы «Экспресс-2000» имеет меньшую массу, чем конструкция платформы E 3000 (547,7 кг или 18,35% от сухой массы против 604,7 кг или 21,15% от сухой массы), однако, с точки зрения силовой конструкции, показательной является не сухая масса спутника, а его стартовая масса. Именно стартовая масса определяет требования к несущей способности силовой конструкции на участке выведения, когда действуют максимальные механические нагрузки. Доля массы конструкции платформы «Экспресс-2000» от стартовой массы спутника составляет 16,5% от стартовой массы спутника, а для платформы E 3000 этот показатель составляет 10,64%. Таким образом, платформа «Экспресс-2000» уступает по массовому совершенству конструкции и этот недостаток должен быть преодолен путем разработки и квалификации новых конструктивных и технологических решений по конструкции платформы и применения более эффективных материалов и комплектующих;

• масса БКС платформы «Экспресс-2000» существенно превышает массу БКС платформы E 3000 как в абсолютном выражении, так и в процентах от сухой массы спутника (154 кг или 5,16% по сравнению с 48,9 кг или 1,71%), что свидетельствует о том, что примененные технологии, а также материалы и комплектующие не соответствуют современному уровню требований. Для повышения конкурентоспособности должны быть разработаны и квалифицированы новые конструктивные и технологические решения по конструкции и БКС.

ОАО «ИСС» в настоящее время в кооперации с российскими и зарубежными партнерами разрабатывает современные КА и услуги, конкурентно-способные на международных рынках космических систем.

Это:

30

- Создание по контракту с крупнейшим оператором связи Азиатско-Тихоокеанского региона PT Telekomunikasi Indonesia Tbk телекоммуникационного космического аппарата TELKOM-3, создание наземного сегмента управления, а также предоставление оператору услуги по обучению персонала и технической поддержке в процессе эксплуатации спутника.

- Создание по контракту с израильским оператором спутниковой связи SPACE-COMMUNICATION LTD. геостационарной связной спутниковой системы AMOS-5, создание наземного сегмента управления, а также предоставление оператору услуги по обучению персонала и технической поддержке в процессе эксплуатации спутника.

- Создание по контракту с казахстанским оператором спутниковой связи геостационарного спутника связи KazSat-3, а также предоставление оператору услуги по обучению персонала и технической поддержке в процессе эксплуатации спутника.

- Создание по контракту с оператором связи ОАО «Газпром космические системы» двух телекоммуникационных космических аппаратов: «Ямал-300К» и «Ямал-401».

- Разработка и запуск КА «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6». Космические аппараты предназначены для обеспечения цифрового телевизионного и радиовещания на территории России, решения задач подвижной президентской и правительственной связи, предоставления пакета мультисервисных услуг (телефония, видеоконференцсвязь, передача данных, доступ к сети Интернет), а также создания сетей связи на основе технологии VSAT.

- Разработан ряд новых материалов и покрытий терморегулирующего и радиотехнического назначений.

- Разработана технология золочения сетеполотна для рефлекторов крупногабаритных антенн;

- Разработано и изготовлено уникальное оборудование для производства многофункциональных покрытий внешних поверхностей КА.

- Создан спектр технологий обработки материалов КА для обеспечения чистоты собственной внешней атмосферы КА с длительным сроком активного существования.

Уровень развития ТП в целом соответствует мировому уровню и значительно превышает достигнутый уровень отечественных предприятий, специализирующихся на создании современных космических аппаратов.

По отдельным направлениям (в части некоторых технологий и материалов космического применения, по элементной базе) имеется отставание по отношению к мировому уровню.

Факторы отставания от мирового уровня – отсутствие в достаточном количестве современного исследовательского и производственного оборудования мирового уровня, неразвитость инфраструктур, техническое и технологическое отставание российской электронной компонентной базы по сравнению с мировым уровнем, слабость кооперационных связей предприятий и научных учреждений, недостаточный объем финансирования НИОКР по созданию опережающего задела в области ключевых элементов и критических технологий.

Отставание применяемых технологий выражается в более длительных сроках проектирования (до 50%), по сравнению с мировыми лидерами в ракетно-космической отрасли. Базовой причиной отставания приборного производства является применение отечественной компонентной базы. Отечественная промышленность может предложить высокоинтегрированную элементную базу 1-го поколения, в то время как зарубежные производители предлагают стойкие ПЛИС 5-7 поколений.

31

Ниже перечислены принципиально важные технологии, обеспечивающие создание инновационных продуктов мирового уровня по которым имеется отставание:

� Технологии разработки, сборки и испытаний современных полезных нагрузок КА, создание специализированного производства.

� Технологии создания космических бортовых многолучевых антенн с аналоговым и цифровым формированием и реконфигурацией лучей и соответствующей бортовой аппаратуры для обеспечения возможности предоставления услуг широкополосного клиентоориентированного доступа в спутниковых сетях.

� Технологии проектирования и производства крупногабаритных трансформируемых космических антенн и соответствующей бортовой аппаратуры для обеспечения возможности предоставления услуг региональной персональной связи и персонального широкополосного непосредственного спутникового доступа к интернет-ресурсам с персональных мобильных терминалов малой массы.

� Технологии создания крупногабаритных (диаметром не менее 30 м) трансформируемых рефлекторов космических аппаратов.

� Технологии создания большеразмерных, раскрываемых в космосе, зеркальных антенн с диаметрами рефлекторов 50 м и более на основе трансформируемых конструкций и надувных самозатвердевающих в рабочем положении оболочек для бортовых радиолокаторов, систем связи и радиометрических систем.

� Технологии создания облучающих устройств на основе активных фазированных антенных решеток с комбинированным электронным и механическим качаниями луча для большеразмерных зеркальных антенн космического базирования.

� Технологии изготовления многокаскадных GaAs фотопреобразователей и солнечных батарей на их основе.

� Технологи наземной экспериментальной отработки и автономных испытаний бортового комплекса контроля положений и формы рефлектора с использованием имитатора рефлекторов большого размера.

� Технология отработки и автономных испытаний СОС КА с использованием методов полунатурного моделирования

� Технология плазменных двигателей, применяемых для коррекции орбиты

� Технология монотопливных термокаталитических двигателей, применяемых для управления угловым положением КА

� Технология огневых приемочных испытаний плазменных двигателей и СПУ на заводе-изготовителе КА

� Технологии нанесения вакуумных покрытий, изменяющих излучательно-отражательные свойства изделий, в том числе изделий из полимерных композиционных материалов.

� Технологии изготовления облегченных подвижных волноводных секций приёмо-передающей аппаратуры изделий ракетно-космической техники.

� Технологии высокоточного бесконтактного контроля отклонений геометрических параметров крупногабаритных изделий и отражающей поверхности антенных устройств.

� Технологии обеспечения температуры приборов и устройств космических аппаратов со стабильностью ± 0,1°С.

� Технологии создания прецизионных микро-электромеханических систем для наведения и геометрического реконфигурирования целевой аппаратуры АКА.

32

� Технологии создания прецизионных микро-электромеханических систем для наведения и геометрического реконфигурирования целевой аппаратуры АКА.

� Технологии создания унифицированных информационно-измерительных систем на основе комплексирования оптикоэлектронных, гироскопических, радиотехнических и других приборов, обеспечивающих улучшенные тактико-технические характеристики систем управления движением и навигации и высокую целевую эффективность космических аппаратов различного назначения.

� Лидарная технология для решения задач определения геометрических параметров и ориентации элементов КА в условиях эксплуатации до 15-20лет;

� Технологии создания "цифровой модели" бортовой радиоэлектронной аппаратуры, космического аппарата для проведения комплексного математического анализа (электрического, механического, теплового, радиационного и т.п.).

� Технологии создания ряда унифицированных электромеханических модулей с использованием передач с улучшенными свойствами, наноструктурированием поверхностей деталей и смазками с нанонаполнителями.

� Технологии создания металлопластиковых конструкций.

� Технологии проведения автоматизированных испытаний.

� Технологии математического моделирования работы механизмов с имитацией жесткостных и кинематических параметров механизмов.

� Технологии математического моделирования бортовых двухрефлекторных антенн, в том числе с рефлекторами с дихроичной структурой.

� Технологии создания адаптивных антенн.

� Технологии создания размеростабильных рефлекторов и облучающих систем антенн Ка диапазона диаметром до 2,5м;

� Технологии создания антенн и облучающих систем с контурной диаграммой направленности диаметром до 2м;

� Технологии и стендовое оборудование для развёртывания крупногабаритной трансформируемой конструкции рефлектора в поле силы тяжести, с контролем и компенсацией напряжённого-деформированного состояния элементов конструкции.

� Технологии производства специальных оптических, тепловых, радиотехнических покрытий внешних поверхностей КА.

� Технологии моделирования, проектирования, изготовления и испытаний бортовой радиоэлектронной аппаратуры служебных систем космических аппаратов, в том числе:

� Бортовой интегрированной системы управления (БИСУ).

� Модернизированного комплекса энергопреобразующей аппаратуры (ЭПА).

� Унифицированной бортовой радиоэлектронной аппаратуры радионавигации (АРН).

� Унифицированного ряда блоков управления приводами различного назначения.

� Технологии моделирования, проектирования, изготовления и испытаний бортовой и наземной кабельной сети, единой трехмерной сети электрических интерфейсов.

� Микроприводы на пьезодвигателях.

� Прецизионные приводы механизмов поворота антенн и панелей солнечных батарей КА

� Резервированный моноблочный оптоэлектронный датчик угла космического назначения.

33

� Комплекс программных и автоматизированных испытательных стендов для оценки качества изготовления и прогнозирования состояния прецизионных электромеханических устройств.

� Солнечные батареи для КА площадью до 112 м2.

� Сотопанели, в т.ч. с бумажным наполнителем, различных габаритов (до 6м) и толщин с обшивками из металлических и композиционных материалов

� Рефлекторы высокоточных зеркальных антенн диаметром до 2,5м.

� Размеростабильные ультралегкие конструкции из полимерных композиционных материалов по технологии автоматизированной «сухой» намотки углеродных высокомодульных нитей.

В таблице 1.6 представлен перечень новых продуктов ТП соответствующих мировому уровню. Таблица 1.6 Перечень новых продуктов ТП № Новый продукт

Новация

1. Программируемый сетевой коммутатор для информационно управляющей системы КА

2. Унифицированного вычислительного модуля для информационно управляющей системы КА

3. Микроконтроллерный автомат для реализации аппаратной функции обеспечения живучести КА

4. Унифицированные электронные модули для систем управления и электропитания космических аппаратов связи, навигации и дистанционного зондирования Земли

5. Единая трехмерная сеть электрических интерфейсов КА 6. Батарея солнечная на сотовой подложке 7. Батарея солнечная с концентраторами светового потока 8. Батарея солнечная с фотопреобразователями из α-Si на гибкой

подложке 9. Семейство рефлекторов контурных антенн с размерами апертуры

до 3м 10. Семейство рефлекторов двухрефлекторных антенн с размерами

апертуры до 2м 11. Семейство рефлекторов антенн Ка диапазона с размерами

апертуры до 2,5м 12. Трансформируемый рефлектор S-диапазона с размерами апертуры

12м 13. Трансформируемый рефлектор C-диапазона с размерами

апертуры 12м 14. Трансформируемый рефлектор S-диапазона с размерами апертуры

24м 15. Семейство приводов раскрытия с БДПТ, в том числе, для

крупногабаритных антенн, с ограничением скорости раскрытия

Снижение габаритно-массовых характерис-тик и рост функцио-нальных задач. Снижение массы, повышение технологичности

16. Семейство бортовой аппаратуры служебных систем КА на основе радиационностойкой специализированной электронной компонентной базы высокой интеграции и надежности

Повышение надежности функционирования, увеличение срока безотказной работы

17. Гироскопические измерители угловой скорости на базе ТВГ, ВОГ Улучшение габарит-но-массовых и точно-стных характеристик

18. Многофункциональные статические приборы ориентации на базе Улучшение габарит-но-массовых и повы-

34

отечественных чувствительных элементов шение надежности

19. Семейство электродвигателей, микропроцессорных электромеханических устройств и унифицированного ряда прецизионных устройств поворота крупногабаритных антенн и солнечных батарей на их основе

Улучшение габарит-но-массовых и повы-шение надежности увеличение ресурса

20. Двигательные подсистемы нового поколения Переход на "зеленое" – экологичное - топливо

21. Устройства систем наведения антенн с предельной погрешностью позиционирования 17 угл с

22. Устройства поворота батарей солнечных на передаваемую мощность до 40 КВт

23. Устройства управления двигателями коррекции с использованием линейных приводов

24. Шестистепенные приводы наведения антенн (гексаподы) 25. Устройства поворота рефлектора с моментом инерции более 1200

кг*м2 и точностью позиционирования не более 17 угл с

26. Аммиачный механический насос с магнитными опорами 27. Микроприводы для поднастройки профиля сетки рефлектора 28. Высокоимпульсный блок коррекции на базе холловского

двигателя (СПД) подсистемы коррекции 29. Прибор управления высокоимпульсным блоком коррекции

Улучшение габарит-но-массовых и повы-шение надежности увеличение ресурса

30. Блоки хранения и подачи топлива подсистемы коррекции, обеспечивающие удельные характеристики на уровне лучших мировых образцов.

Переход на экологичное топливо

31. Космические аппараты с мощностью свыше 20 КВт и сроком активного существования 15 лет и более

Рост функциональных задач.

Выводы анализа

Основные проблемные вопросы:

- Отсутствие элементной базы отечественной разработки (ЭРИ) уровня SPACE или MILITARY для создания надежной бортовой аппаратуры со сроком активного существования (на орбите) не менее 10 лет.

- Существенное превышение массо-габаритных и энергетических характеристик бортовой специальной и обеспечивающей аппаратуры, а также датчиковой аппаратуры СОС.

- Отсутствие отечественных высокоточных измерительных систем.

Пути достижения мирового уровня

В области задач геодезии:

- Разработка целевой программы по созданию ЭРИ с высокими характеристиками

- Проведение работ в рамках межпроектной унификации (на уровне Роскосмоса) работ по созданию маломассо-габаритной аппаратуры с низким потреблением

- Создание высокоточного бортового гравитационного градиентометра с погрешностью измерения вторых производных гравитационного потенциала порядка 0,001 Этвеш и его метрологическое обеспечение;

- Разработка системы компенсации (учета) линейных и угловых ускорений негравитационных возмущений до уровня 2 · 10-8 м/с2 и 1 · 10-8 рад/с2 соответственно;

- Разработка системы угловой ориентации (определения) приборных осей бортового гравитационного градиентометра с погрешностью 0,2";

35

- Разработка системы коррекции орбитального положения НКА с малым уровнем вибрации при работе корректирующих двигателей.

- Проведение работ в рамках ОКР «ГЕО-РГ» по созданию отечественных высокоточных измерительных систем.

В области крупногабаритных антенн:

- закрепление лидирующего положения ОАО «ИСС» по разработке крупногабаритных антенн в космической отрасли РФ;

- заблаговременное формирование научно-технологического задела по разработке крупногабаритных антенн с целью своевременного реагирования на технологические и экономические вызовы в области космических технологий;

- опережение аэрокосмических фирм Европы, Японии, Китая, Кореи, Индии с выходом на мировой рынок крупногабаритных антенн;

- сокращение научно-технологического отставания от мирового лидера в области крупногабаритных антенн – аэрокосмической промышленности США.

В области рефлекторов крупногабаритных антенн:

- обеспечение лидирующего положения ОАО «ИСС» по разработке рефлекторов крупногабаритных антенн в космической отрасли РФ: 2011-2015гг;

- заблаговременное формирование научно-технологического задела по разработке рефлекторов крупногабаритных антенн с целью своевременного реагирования на технологические и экономические вызовы в области космических технологий: 2014-2016гг;

- опережение аэрокосмических фирм Европы, Китая, Индии с выходом на мировой рынок рефлекторов крупногабаритных антенн: 2016-2018гг;

- сокращение научно-технологического отставания от мирового лидера в области рефлекторов крупногабаритных антенн – аэрокосмической промышленности США: 2018-2020гг.

В области связных антенн телекоммуникационных КА:

- закрепление лидирующего положения ТП в создании антенн телекоммуникационных КА в космической отрасли РФ;

- преодоление научно-технологического отставания от зарубежных производителей антенн для телекоммуникационных КА, в первую очередь – от европейских производителей;

- увеличение доли собственных работ при создании телекоммуникационных полезных нагрузок КА в кооперации с зарубежными партнерами;

- заблаговременное формирование научно-технологического задела по разработке антенн телекоммуникационных КА с целью своевременного реагирования на технологические и экономические вызовы в области космических технологий;

- сокращение научно-технологического отставания от мирового лидера в области антенн для телекоммуникационных КА – аэрокосмической промышленности США.

Предприятия ТП в настоящий момент ориентированы на сохранение российского рынка (два ведущих оператора спутниковой связи ГПКС и ГКС) и на расширение рынка за счет получения заказов от зарубежных средних спутниковых операторов (Spacecom (Израиль), Telkom (Индонезия) и др.). В перспективе после успешного выполнения международных контрактов планируется расширить рынок и получить заказы от крупных международных операторов, таких как Eutelsat, Ses Americom, Intelsat и др. Выполнение данной задачи позволит войти в тройку крупнейших производителей спутников связи.

Результаты SWOT анализа для различных спутниковых систем приведены в Приложении 6.

Documents

@ > 5 : B2012/07/13 · зарубежных аналогов . В Приложении 5 приведены сравнительные характеристики инновационной