ЦИФРА проверила на прочность российское оборудование для исследований на МКС

РКК «Энергия» им. С.П. Королёва, разработчик полного спектра ракетной и космической техники, выступила заказчиком разработки аппаратуры для радиотехнического мониторинга космического базирования для Российского сегмента МКС. Проектированием оборудования занимается НИИ СТТ (Смоленск), а инженерные расчеты прочности выполнили специалисты Центра инженерно-физических расчетов и анализа (ЦИФРА) из Санкт-Петербурга. Об этом 19 июля 2018 года сообщили в компании ЦИФРА.

Задачи

Аппаратуру планируют использовать для получения данных о состоянии и динамике объектов и районов земного шара в глобальных и региональных масштабах, независимо от метеорологических условий и времени суток.

Требования к аппаратуре

В процессе вывода на орбиту в составе спутника, а также при функционировании на орбите в составе МКС, аппаратура подвергается различного рода механическим и тепловым нагрузкам. Для корректной работы аппаратура должна выдерживать существенные вибрации в широком диапазоне частот, постоянные и ударные перегрузки. При проектировании техники необходимо учитывать все возможные факторы воздействия, иначе она может выйти из строя еще до момента достижения орбиты и прибытия на МКС. Подобные ситуации влекут за собой огромные финансовые и временные издержки на перепроектирование и повторный запуск. Стоимость запуска одного спутника превышает сумму в 1 млрд рублей, указали в компании ЦИФРА.

Ход работ

Инженеры «Центра инженерно-физических расчетов и анализа» проверили соответствие аппаратуры требованиям по режимам механического нагружения. Аппаратура должна сохранять механическую целостность и работоспособность после воздействия механических нагрузок на всех этапах эксплуатации и в условиях орбитального полета в составе МКС.

Рассмотренные режимы механического нагружения включают:

• квазистатические перегрузки;
• низкочастотные динамические ускорения;
• гармоническую вибрацию;
• широкополосную случайную вибрацию;
• ударно-импульсное нагружение;
• акустическое воздействие.

Расчеты проводились для всех случаев нагрузок на аппаратуру радиотехнического мониторинга космического базирования — наземная эксплуатация, выведение на орбиту в грузовом отсеке транспортного грузового корабля «Прогресс», орбитальный полет в составе модуля МКС. Также учтено, что аппаратура должна выдерживать нагрузку от непреднамеренного воздействия космонавта.

Решение для расчетов

Расчеты были выполнены методом конечных элементов с помощью универсального программного продукта Ansys. Этот метод позволяет учесть все детали аппаратуры и особенности нагружения и получить достоверный результат, отметили в «Центре инженерно-физических расчетов и анализа». Для решения задач использовались многопроцессорные расчетные станции с 64 ГБ оперативной памяти.

Итоги

По итогам всех работ российская аппаратура проверку прошла успешно и готовится к производству с последующей транспортировкой в Российский сегмент МКС для выполнения долгосрочной программы научно-прикладных исследований и экспериментов. В частности, подобные системы применяются для изучения природных ресурсов Земли и экологического мониторинга, уточнили в компании. Радиотехнические системы космического базирования используют для наблюдения Мирового океана, определения содержания углекислого газа и метана в атмосфере, изучения земных покровов сверхвысокочастотными радиометрическими методами, исследования ледового покрова в Арктике.