Публикации сотрудников АО «НИИхиммаш»

Виртуальный экстрим

Специалисты НИИхиммаша разработали аппаратно-программный комплекс обслуживания систем обеспечения жизнедеятельности и теплового режима для наземных тренировок космонавтов. Комплекс может использоваться и в реальном межпланетном полете.

Осуществление межпланетных пилотируемых полётов существенно изменяет требования, предъявляемые к системам жизнеобеспечения (СЖО), особенно требования к автоматизированным системам управления СЖО. При межпланетных пилотируемых полетах существенно уменьшаются возможности управления функционированием отдельных систем наземным центром управления полетом. Всё это обуславливает повышение живучести и интеллектуального уровня автоматизированных систем управления СЖО.

На мониторе компьютера в левом верхнем углу горит табло - время полета, в правом - земное время. А по центру слева направо светятся зеленым цветом показания датчиков среды обитания: температура, давление, наличие СО2.

ПОДГОТОВКА К ЭКСПЕДИЦИИ НА МАРС

- Сейчас все параметры в норме, - специалист НИИхиммаша, кандидат технических наук Николай Хабаровский увлеченно двигает компьютерной мышкой. - Но при желании, мы можем создать и нештатную ситуацию. Например, утечку кислорода... Нештатная ситуация будет виртуальной. Но программа, установленная в компьютере Николая, не банальная игрушка, а дорогостоящий тренажер-имитатор.

Все системы, обеспечивающие космонавтов кислородом и водой на орбитальных станциях "Салют", "Мир" и МКС, делали и делаются на нашем предприятии. Но вся эта аппаратура сложная, и прежде, чем космонавт начнет работу на борту, его надо обучить.

Однако многие из систем жизнеобеспечения, по словам ученого, необычайно дороги, использовать их на Земле нерентабельно.

В Институте медико-биологических проблем РАН сейчас проводится эксперимент "Марс-500". Его участники моделируют полет к Красной планете. Они почти два года будут находиться в замкнутом пространстве. Их быт должен быть максимально приближен к быту космонавтов на орбитальной станции. Но, например, нельзя поставить на эксперимент полноразмерную систему "Электрон", которая на основе электролиза воды обеспечивает орбитальные станции чистым кислородом. В ней используются большие токи. а в наземных условиях есть свои ограничения.

- Поэтому в ход идут тренажеры и имитаторы - объясняет Николай Хабаровский. Идею виртуальных имитаторов для тренировок, экипажей предложил доктор технических наук Эдуард Александрович Курмазенко. Под его началом и был разработан аппаратно-программный комплекс обслуживания систем обеспечения жизнедеятельности и теплового режима, представленных в форме виртуальных имитаторов для длительного наземного эксперимента "Марс-500".

- Сейчас мы поставили на эксперимент имитатор и дополнительные модули, - рассказывает Николай Хабаровский, - а к концу года у них установим и физический тренажер, на котором будут отрабатываться все операции.

ТЯЖЕЛО В УЧЕНИИ, ЛЕГКО В ПОЛЕТЕ

Аппаратно-программный комплекс, используемый в эксперименте "Марс-500", имитирует систему очистки атмосферы от углекислого газа, очистки атмосферы от микропримесей. Есть система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги и энергообеспечения.

- В программу заложены все системы жизнеобеспечения, которые есть на настоящих орбитальных станциях, резюмирует Николай Хабаровский.

Наблюдать за их работой экипаж может при помощи компьютера, на мониторе которого будут высвечиваться параметры среды обитания: температура окружающей среды, температура хладагента, влажность, давление углекислого газа, давление кислорода. При этом все имитаторы могут быть заменены реальным оборудованием. То-естъ без дополнительных затрат вы получаете, по сути дела, готовый бортовой компьютер, который будет работать и отслеживать все системы, подсказывая экипажу, что, когда нужно менять.

Начинается работа с имитаторами со стандартного запуска всех систем жизнеобеспечения. Однако тренировка не была бы тренировкой, если бы с помощью этой программы нельзя было учить экипаж действиям при нештатных ситуациях. С серверной части инструктор задает любую вводную. Информация выводится на терминале экипажа, и космонавты должны будут предпринять ряд действий для устранения поломки. В некоторых случаях испытатели показывают порядок и последовательность действий на компьютере, а в некоторых применяют и физические действия, реально заменяя вышедшее из строя оборудование.

В программу заложено 30 основных нештатных ситуаций, и еще около 30 технологических неполадок, которые могут возникать самостоятельно из-за износа оборудования.

- Некоторые из нештатных ситуаций, которые может задавать и инструктор, случались в реальности, говорит Николай Хабаровский. Например, утечка кислорода однажды происходила на МКС из-за микротрещины в иллюминаторе. Других не было в реальности, но в случае возникновения они могут нести не меньшую угрозу для жизни экипажа. Переизбыток кислорода в атмосфере корабля грозит пожаром от малейшей искры, а сбой системы очистки от микропримесей - отравлением. Ведь любой человек выдыхает более 200 вредных примесей, и при накоплении любая из них может стать смертельной. Поэтому их нужно собирать и удалять из атмосферы.

По словам космонавта-испытателя Олега Артемьева, участника эксперимента "МАРС-500", тренировки на имитаторе дают все необходимые навыки для работы в космосе, где времени на раздумье может и не быть, а нужны будут только четкие, быстрые и отлаженные действия.

НЕШТАТНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

 Российские космические системы жизнеобеспечения и программы управления интересуют не только космонавтов, Имитатор может работать в любой операционной системе и использоваться в качестве бортового компьютера для управления системами жизнеобеспечения как на орбитальных станциях и межпланетных кораблях, так и в подводных лодках и бомбоубежищах. В бомбоубежищах, оснащенных отечественными СЖО, можно без проблем находиться до семи лет. На эту продукцию есть большой спрос, особенно на Ближнем Востоке. Периодически поступают заказы от арабских шейхов на разработку бомбоубежищ с космическими СЖО.

 Геннадий Германовж.Российский космос №11 за 2008 г.