Изведанный космос
Коллектив увлеченных сотрудников и преподавателей института радиоэлектроники и информационных технологий (ИРИТ-РтФ) УрФУ в течение четырех лет разрабатывал уникальную систему радиозондирования (СР) «Полюс». Система нужна, чтобы считывать различные параметры атмосферы, вплоть до солнечной радиации.
Сейчас эта система проходит испытание на Байконуре и готовится к эксплуатации на космодроме Восточный. Один из сотрудников Олег Плохих раскрыл тайну новинки корреспонденту «УР».
— Олег Васильевич, в чем суть устройства?
— Изначально на космодроме Восточный создается система метеообеспечения, в которую входит комплекс аэрологического зондирования атмосферы. Измерения проводятся по нескольким параметрам: направление и скорость ветра, влажность, температура. Определяются также дополнительные параметры: атмосферное давление, плотность воздуха, точка росы. Конкретно наша разработка — СР «Полюс» — является частью стационарного измерительного комплекса. У нас первый в мире радиозонд, использующий навигационные сигналы и GPS, и ГЛОНАСС. В отечественных зондах применяется радиолокационный метод измерения координат, и в связи с этим возникали сложности для анализа ситуации. То есть новый прибор выдает более точные координаты. И определение скорости ветра становится менее субъективным. Зонд может сносить ветром на большие расстояния, и точность измерения координат снижается. Передача сейчас осуществляется цифровым способом, что гораздо эффективнее, чем аналоговым. Но так как зонд улетает и больше не возвращается — он является расходным материалом, поэтому цена каждого очень важна. Если каждый будет стоить по 100 евро, в России их никто закупать не станет. Да, наш новый зонд дороже предыдущего, зато он дает более точные показания. Вообще, есть еще мобильный аэрологический комплекс (МАК) зондирования, на базе СР «Полюс-М». Он вместе с зондами и другим вспомогательным оборудованием монтируется на шасси КамАЗа и позволяет делать выпуски зонда с разных точек, для получения более адекватных сведений. МАК собирается на предприятии «Вектор» (Екатеринбург). Также в совокупности используется немецкий локатор, который позволяет получить данные с земли, не запуская вспомогательные аппараты. Все составляющие объединяются головным вычислительным комплексом, который с помощью человека обрабатывает данные, необходимые для принятия решения на пуск ракеты.
— Можно ли эту разработку использовать в военной отрасли?
— Безусловно, но только при определенной доработке. Мы изначально разрабатывали систему для гражданских целей. Сейчас применяем ее на космодроме, но если нам дадут задание придумать аналогичный продукт для, скажем, артиллеристов, сделаем это.
— Как проходила разработка системы?
— Исследования начали проводиться еще 10—15 лет назад, но это было так, на коленке, по-домашнему, не было финансирования. В 2009 году УрФУ совместно с фирмой «Радий» (г. Касли) начали разработку инновационной цифровой системы радиозондирования нового поколения. Рабочее название ОКР — СР «Полюс». С 2013 года работаем над проектом для космодрома Восточный.
— В чем особенность новой системы?
— Это комплекс из двух стационарных навигационных систем зондирования, двух радиолокационных систем, одной радиометрической и МАК. Впервые система была испытана в ноябре 2011 года на космодроме Байконур. Система предназначена для получения не только аэрологической (метеорологической) информации о параметрах атмосферы, таких как температура, влажность, давление, но также может быть переориентирована на измерения специальных параметров (радиации, уровня промышленных выбросов газов, аэрозолей и т. п.). Полученные данные необходимы для формирования краткосрочных и долгосрочных прогнозов погоды, предупреждения природных и техногенных катастроф, оценки их последствий и выработки рекомендаций для уменьшения экологического ущерба в интересах народного хозяйства, а также для предсказания изменчивости климата в глобальном масштабе. Самостоятельное значение аэрологическая информация, получаемая средствами системы СР «Полюс», имеет для метеорологического обеспечения полетов авиации, пусков ракет. СР «Полюс» предназначена для проверки характеристик систем радиозондирования и замены устаревших СР, эксплуатируемых на территории РФ и за рубежом. Система наиболее эффективна в случае эксплуатации в сложных климатических условиях, в местах с неблагоприятным для радиолокационных станций рельефом местности, на подвижных платформах, а также в мобильном режиме, когда требуется максимально снизить габариты и вес аппаратуры, в частности, в полярных экспедициях на дрейфующих льдах Арктики и Антарктики. Целесообразность применения цифровой системы радиозондирования на базе ГЛОНАСС в труднодоступных районах и районах Арктики и Антарктики не вызывает сомнений и подтверждена решениями ряда совещаний Росгидромета. Разрабатываемая цифровая система может иметь не только гражданское назначение, но и эффективно использоваться в интересах Министерства обороны Российской Федерации совместно с Российской спутниковой навигационной системой ГЛОНАСС. Наша новая система позволяет использовать зонды при температуре от —90 до +50 градусов Цельсия. И при абсолютно любой влажности, от 0% до 100%.
— Можно ли сравнивать эту систему с зарубежными?
— На самом деле, существует много зарубежных аналогов, например, финская фирма Vaisala выпускает аналогичную систему. Да, это нерусский аналог, они по свойствам очень похожи, но российская система дешевле в среднем в два раза. У финнов может один зонд стоить от 100 евро. У нас цены будут ниже, около 3—4 тысяч рублей.
— Есть ли какие-то проблемы в отрасли?
— Конечно, есть, как без них. Например, основная проблема — это невозможность создания эталона. То есть, мы сделали зонд, начали обкатывать его в специальной камере, и он показывает верные данные. Но на полигоне на зонд начинает действовать солнечная радиация и другие факторы, снижающие точность измерительных схем. Да, есть пути решения этой проблемы, но они очень деньгоемкие. Какие-то решения нам могут подсказать коллеги. Например, Всемирная метеорологическая организация периодически проводит сравнительные испытания метеосистем ведущих производителей, последние испытания проводились в Китае, и РФ там не была представлена. Надеюсь, в будущем нам удастся принять в них участие с нашей системой.