Центр управления полётами

     Центр управления полётами (ЦУП) – наиболее крупное научно-исследовательское  подразделение Центрального НИИ  машиностроения Федерального космического агентства России.

     ЦУП обеспечивает практическое управление полётами космических аппаратов  разных классов: пилотируемых орбитальных комплексов, космических кораблей, автоматических межпланетных станций и искусственных спутников Земли социально-экономического и научного назначения. Одновременно он ведёт научные и проектные исследования и разработку методов, алгоритмов и средств решения задач управления, баллистики и навигации, а также занимается экспертизой космических проектов по направлению своих работ. ЦУП располагает современными техническими средствами и новейшими технологиями обработки информации.

     ЦУП свою родословную ведёт с самого начала космической эры, которую открыл запущенный в СССР 4 октября 1957 года первый в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ). Уже в то время остро встал вопрос об оперативной обработке информации, получаемой наземными станциями слежения с борта космических аппаратов. Тогда в Государственном союзном научно-исследовательском институте № 88 (ныне ЦНИИ машиностроения) стал создаваться вычислительный центр (ВЦ НИИ-88) с перспективой преобразования его в координационно-вычислительный центр (КВЦ). 3 октября 1960 года было утверждено первое штатное расписание ВЦ НИИ-88, и в том же месяце его принимают в эксплуатацию. На ВЦ и баллистическое подразделение НИИ-88 возлагаются функции баллистического центра отрасли (БЦ-2), который совместно с баллистическими центрами Министерства обороны (БЦ-1) и Академии наук СССР (БЦ-3) начинает участвовать в обеспечении управления полётами космических аппаратов (КА). С 1964 года ВЦ НИИ-88 решает задачи информационного обеспечения Государственных комиссий по лётно-конструкторским испытаниям космической техники, а также задачи приёма, обработки и отображения баллистической и телеметрической информации.

     В 1965 году ВЦ НИИ-88 преобразовывается  в КВЦ. В перечень его функций  включается выполнение комплекса работ, определяющих процесс обеспечения управления КА.

     Баллистический  центр, вошедший в состав КВЦ, становится головным по автоматическим межпланетным станциям («Венера», «Марс») и ИСЗ  народнохозяйственного и научного назначения («Метеор», «Протон», АУОС и  др.), выполняет функции дублирующего БЦ по пилотируемым программам (корабли «Союз», станция «Салют»).

     В 1973 году для обеспечения реализации совместного с США экспериментального проекта «Союз–Аполлон» на базе КВЦ  создаётся Советский центр управления полётом. С 1977 года на этот Центр возлагаются задачи по управлению полётами всех отечественных космических кораблей, пилотируемых орбитальных и автоматических межпланетных станций. Как ЦУП он становится основным звеном в контуре управления полётами пилотируемых долговременных орбитальных комплексов «Салют»—«Союз»—«Прогресс».

     В течение пятнадцати лет (1986–2001 гг.) ЦУП непрерывно работал с пилотируемой орбитальной станцией «Мир», обеспечивая  управление её полётом, включая завершающий  этап управляемого схода с орбиты в заданный район акватории Тихого океана.

     ЦУП обеспечил управление всеми девятью  пилотируемыми полётами по программе  «Интеркосмос» на орбитальную станцию  «Салют-6» и полётами на станции  «Салют-7» и «Мир» международных  экипажей с участием космонавтов  Франции, Индии, Сирии, Болгарии, Афганистана, Японии, Великобритании, Австрии, Германии, Европейского космического агентства, США и Словакии.

     В активе ЦУП также управление автоматическими  межпланетными станциями – полёты к Луне, Венере, комете Галлея, к Марсу и его спутнику Фобосу.

     В 1987 году в составе ЦУП создаётся  фактически ещё один центр управления для обеспечения лётно-конструкторских  испытаний универсальной ракетно-космической  транспортной системы (УРКТС) «Энергия–Буран». При этом были разработаны уникальные методические, программные и технические средства приёма и обработки информации с ракеты-носителя «Энергия» в реальном масштабе времени и реализованы при первом её пуске в 1987 году.  

     В 1988 году из этого центра осуществлялось управление полётом космического корабля многоразового использования «Буран».

     С 1998 года бывший «бурановский» центр  управления после переоборудования и модернизации работает по программе  Международной космической станции.

     В ЦУП располагаются Главные оперативные  группы управления (ГОГУ), которые создаются по каждой космической программе и куда входят представители всех организаций, участвующих в обеспечении выполнения программы полёта. Основной задачей ГОГУ является осуществление централизованного управления полётом во взаимодействии с элементами наземного комплекса управления, организациями и службами, привлекаемыми к этой работе в процессе полёта.

     Вся информация от космических аппаратов  поступает в ЦУП через станции  слежения по наземным и спутниковым  каналам. Обработка, анализ и отображение информации производятся в реальном масштабе времени.

     При реализации международных проектов в ЦУП работают группы поддержки  из специалистов стран–участниц. В  связи с началом работ по МКС  в ЦУП развёрнут сектор управления американскими модулями, которые входят в состав станции. Задачей специалистов НАСА, работающих в этом секторе, является проведение операций по управлению полётом американского сегмента создаваемой станции в случае выхода из строя ЦУП США (г. Хьюстон, шт. Техас). Аналогичный сектор развёрнут российскими специалистами в американском ЦУП. За время полёта МКС было три случая, когда из-за чрезвычайных обстоятельств в США (угроза терактов, стихийные бедствия) американский ЦУП прекращал свою работу. Тогда всё управление передавалось в подмосковный ЦУП.

     Технические возможности ЦУП, его программно-аппаратное оснащение и квалификация персонала  позволяют одновременно работать по нескольким различным программам.

     В 1999 году в ЦУП был создан сектор управления КА социально-экономического и научного назначения. Он обеспечил управлению КА дистанционного зондирования Земли «Океан-О» (совместный проект России и Украины), многоцелевым КА «Метеор-3М» (Россия с участием США), КА дистанционного зондирования Земли «Сич-1М» (Украина), научным КА «Фотон-М» (Россия с участием стран Западной Европы). В настоящее время ЦУП управляет КА оптико-электронного наблюдения «Ресурс-ДК1».

     С 1999 года ЦУП постоянно участвует  в проведении запусков КА по международному проекту «Морской старт». Он обеспечивает управление полётом разгонного блока  ДМ-SL ракеты-носителя «Зенит-3SL». Запуски  проводятся с плавучей стартовой  платформы «Одиссей» из точки с координатами 0° широты и 154° западной долготы.

     В 1995 году в ЦУП был создан Информационно-аналитический  центр координатно-временного и  навигационного обеспечения (ИАЦ КВНО). В его задачи входило обеспечение  поддержки Роскосмоса в научно обоснованном формировании стратегии развития, решении практических задач и создании перспективных средств КВНО, научно-методическое и информационное сопровождение высокоточных средств и систем КВНО в интересах потребителей, а также научное и экспериментальное обоснование программ развития средств КВНО и глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС.

     В 2007 году ИАЦ КВНО выделился из структуры  ЦУП и стал самостоятельным Центром  в составе ЦНИИ машиностроения с  прямым подчинением его генеральному директору.

     В 2000 году ЦУП был определён головной организацией по новому актуальному направлению – созданию автоматизированной системы сбора, обработки, анализа и передачи информации о космических объектах техногенного и естественного происхождения в околоземном космическом пространстве. Главной задачей этой системы является формирование в автоматизированном режиме на основе анализа данных, полученных из отечественных и зарубежных источников, достоверной информации о возникновении в околоземном космическом пространстве опасных и чрезвычайных ситуаций и своевременное доведение этой информации до потребителей.

     В процессе управления полётами ЦУП взаимодействует  с разработчиками космической техники  и научной аппаратуры, Центром  подготовки космонавтов, отраслевыми  и академическими научно-исследовательскими организациями, со службами космодрома, командно-измерительного и поисково-спасательного комплексов, зарубежными организациями при выполнении совместных программ, а также с представителями средств массовой информации.

     Любой полет в космос начинается с Земли. Немногие знают, через какие испытания приходится пройти космонавтам перед стартом. Чтобы узнать, как готовят будущих покорителей космоса, мы отправимся в подмосковный Звездный городок, а точнее в расположенный на его территории Центр подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина.

     Звездный  городок — это поселок в  Щелковском районе Московской области  с население 6 700 человек, расположенный  в 25 километрах от столицы. 11 января 1960 года здесь начал свою работу Центр  подготовки космонавтов. Именно тут проходили предполетную подготовку все советские, а сегодня — российские космонавты.

     Частично  в Центре готовятся к космическим  полетам и иностранные космонавты — многие испытательные установки  в Центре подготовки существуют в  единственном в мире экземпляре. Здесь находится уникальное оборудование, призванное натренировать космонавта, подготовить его ко всем опасностям космического путешествия. 

     Центрифуга

     Одно  из обязательных испытаний для будущих  космонавтов — проверка на центрифуге. Она должна показать, как человек справляется с перегрузками, возникающими при старте и приземлении. Этот этап считается одним из самых сложных, и на центрифуге отсеивается немало кандидатов в звездный экипаж.

     Я уже упоминал, что многие установки  и стенды в центре существуют в единичном экземпляре. Одна из таких уникальных установок — самая большая в мире центрифуга ЦФ-18.

     Техническое задание на эту без преувеличения  монументальную конструкцию было написано еще в 1970 году, и взялась за его  исполнение только шведская фирма ASIA, взяв за свои услуги 11 тонн золота.

     На  воплощение замысла конструкторов  ушло 10 лет, и результатом работы шведских инженеров стало настоящее  произведение искусства — динамический тренажер с 19-метровым рычагом. Максимальное ускорение, которое можно имитировать на центрифуге — 30g. Кроме того, кабина с космонавтами может вращаться, имитируя изменение перегрузки при приземлении или взлете.

     Почувствовать на себе космические перегрузки может  и простой человек, правда, за космическую  плату в 75 тысяч рублей. Прайс-лист приведем ниже.

     Гидролаборатория

     В другом корпусе Центра находится  не менее интересный объект — гидролаборатория. Она представляет собой бассейн  диаметром 27 и глубиной 12 метров и  предназначена для имитации невесомости.

     Космонавта в точной копии скафандра помещают в воду, а для придания ему нулевой плавучести к скафандру подвешивают свинцовые грузы. Глубина бассейна позволяет разместить в нем макет различных модулей МКС в натуральную величину, и космонавты тренируются проводить различные работы на  станции.

     Модифицированная  для использования в гидролаборатории версия скафандра «Орлан» — «Орлан — ДМА ГН». В синих кармашках  на спине свинцовые грузы:

     И все-таки воссоздать полноценную невесомость  в гидролаборатории невозможно: модули, которые в космосе космонавт способен передвигать одной рукой, в бассейне не лишены своего нормального веса. Поэтому в тренировках космонавтам помогают специально подготовленные аквалангисты:

     Для тренировки полета в пилотируемом космическом  корабле, в Центре подготовки существует специальный корпус. В высоком просторном зале размещены модели спускаемых аппаратов — в том числе и используемых сегодня «Союзов-ТМА». К лазам в спускаемый аппарат и бытовой отсек ведут лестницы и мостки. Через открытые люки можно рассмотреть воссозданную в мельчайших подробностях обстановку корабля.

     Зал этот, больше похожий на музей, выполняет  более серьезную функцию. В выставленных в помещении макетах космонавты тренируются управлять космическим  кораблем и под внимательным контролем инструкторов отрабатывают действия в штатных или нештатных ситуациях.

     На  манекене видно, как размещается  космонавт в кресле во время спуска с орбиты:

     Побродив  по лабораториям и испытательным  стендам явственно понимаешь, через  какие испытания приходится пройти человеку, отобранному в состав космической команды. В результате жесточайшего отбора из сотен летчиков-истребителей, элиты авиации, остаются только единицы — люди с великолепным здоровьем, выносливостью, образованием и человеческими качествами.

     Специалисты, работающие в Центре подготовки без преувеличения говорят, что готовят сверх-людей — тех, что способны преодолеть цепкую хватку земного притяжения и вернуться обратно на Землю.