"Артефакт древней, более развитой цивилизации"

Научно-исследовательское судно
«Космонавт Виктор Пацаев»

Сайт ветеранов флота космической службы

Антенна "Сургут-ПК"

Взгляните на НИС «Космонавт Виктор Пацаев». Как и все суда флота космической службы, он весь утыкан всевозможными антеннами. (Сейчас их, правда, стало поменьше, чем когда-то). Самые заметные из этих антенн – антенна СМ-244, предназначенная для приёма телеметрической информации с КА, и антенны УКВ-связи «Аврора-К», предназначенные для речевой связи с КА.

Каждая из этих антенн имеет моторизованный привод, благодаря которому во время сеанса связи с КА антенна «смотрит» строго на КА и отслеживает его перемещение по небосводу. Зачем? Чтобы уровень сигнала был максимальным.

Но над трубой «Пацаева» видно ещё одну интересную конструкцию – антенну спутниковой связи «Сургут-ПК». Её особенность в том, что в ней используется ФАР - фазируемая антенная решётка. Ей не нужен моторизованный привод, а диаграмма направленности управляется электроникой.

На судах проекта «Селена-М» система "Сургут-ПК" применялась для ретрансляции речевого канала, принятого «Авророй» с КА, через спутники связи «Молния-1» в ЦУП. "Сургут-ПК" и антенны с ФАР были установлены также на кораблях измерительного комплекса "Чажма" и "Чумикан" (см. тут). Применялись ли ФАР на других судах и кораблях мне неизвестно. (Уточнение: на КИК "Маршал Крылов" установлена РЛС с ФАР "Фрегат-МА")

Как это работало?

Из воспоминаний Александра Сычёва, НИС «Космонавт Георгий Добровольский», «Сургут-ПК»:

«Опишу, как помню, процесс подготовки к сеансу.

По часовой готовности я приходил в лабораторию и надевал рабочий халат, потому что предстояла грязная работа – площадка с антенной была над трубой и там всё было покрыто толстым слоем сажи, да и трап, по которому надо было лезть наверх не на много чище. Антенна снималась со стопоров и поворачивалась вручную в горизонтальной плоскости - так выставлялся азимут, затем в вертикальной плоскости - так выставлялся угол места, закреплялась в этом положении. Таким образом антенна была сориентирована на ретранслятор «Молния-1».

Потом, уже в лаборатории, после включения питания проводилось тестирование антенны. Станция-умница проверяла себя на наличие неисправностей. Потом ждал, когда на связь выйдут ребята с щелковского НИПа, и настраивал с ними каналы с помощью отвертки. Ну и всё, ждал, когда «Аврора» поймает свой сигнал. К этому моменту в лабораторию обычно подтягивались зрители-слушатели, слушали переговоры космонавтов с ЦУПом.

Живая интересная работа»

А каков физический принцип действия ФАР? Своими словами?

Представьте себе множество мелких по размеру приёмо-передающих антенн, жёстко смонтированных на одном основании размером примерно метр на метр. Вот картинка. На ней антенна смотрит не на КА, а немного в сторону. 

Видно, что если луч КА падает на антенну не перпендикулярно к её плоскости, то мини-антенны на разных краях антенного поля получают сигнал в разной фазе (∆φ). Эта разность фаз вычисляется электронной начинкой и на каждый из фазовращателей, принимающих сигнал со своей мини-антенны, выдаётся поправка по фазе. В результате на входе сумматора-разветвителя фазы выравниваются, а уровень получившегося сигнала оказывается максимальным.

Антенна «Сургут-ПК» – приёмо-передающая. При передаче используется поправка по фазе, полученная при обработке принимаемого сигнала.

Одно из вероятных будущих

КИК "Маршал Крылов""Ромашка" на "Sea Launch Commander"

Судя по информации, уже опубликованной на сайте mkflot.ru, антенны с ФАР вскоре могут заменить громоздкие антенны типа СМ-244, применявшиеся и на судах, и на береговых НИПах для приёма телеметрии с низкоорбитальных КА. Кстати, такая антенна до сих пор стоит на корабле измерительного комплекса "Маршал Крылов" и на сборочно-командном судне "Sea Launch Commander"

Испытания, проходящие на Балтике, подтверждают эту возможность. С учётом того, что на смену аппаратуре 70-х годов ХХ века пришла современная электроника, вырисовывается неплохая перспектива: антенное хозяйство, приёмное оборудование и системы обработки информации становятся компактнее, экономичнее и менее трудоёмкими в обслуживании. Думаю, с системами связи та же картина.

Коллаж. Ледостойкая самодвижущаяся платформа "Северный полюс". В углу - Мобильный изм.пункт морского базирования на испытаниях 2015 г в Японском море на ледоколе "Адмирал Макаров"

Не требуются сотни киловатт, чтобы вся эта техника работала. Там, где когда-то, 30-40 лет назад, в отделе телеметрии на «Пацаеве» работали 20-30 человек, достаточно усилий 5-6 или меньше человек. Не нужны большие помещения для размещения громоздкой аппаратуры и для создания условий жизни и работы меньшего по численности персонала. Не нужны большая грузоподъёмность судна и огромные запасы топлива, воды, продовольствия и проч. запасов. Что это будут за суда? Посмотрим. Вот возможный вариант: см. статью «Нужен ли нам новый «Космонавт Юрий Гагарин»?

Так в нынешнее время может быть решена задача сопровождения полётов КА. Но только – низкоорбитальных. Для Лунной программы нужно что-то более существенное. Как этот вопрос решает Роскосмос – мне неизвестно.

© 2020 Владимир Прощенко
Яндекс.Метрика