12 апреля Россия отмечает День космонавтики. Этот праздник ФИЦ КНЦ СО РАН встречает в новом составе институтов. В 2022 году образован Институт космических технологий ФИЦ КНЦ СО РАН. О том, что это за институт и какие задачи стоят перед ним, мы поговорили с нашими учеными.

Первому мы задали вопросы Николаю Тестоедову, академику РАН доктору технических наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ, заместителю председателя Сибирского отделения РАН, который и возглавил Институт космических технологий ФИЦ КНЦ СО РАН.

«Идея института космических технологий в рамках Красноярского научного центра, как структурного подразделения ФИЦ, существует уже несколько лет. После завершения работы в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» я принял предложение его возглавить. Помимо работы в президиуме Российской академии наук и заместителем председателя Сибирского отделения РАН, основное место работы теперь здесь. Космические технологии – общее название, и в него могут быть вложены разные смыслы: от физики ионосферы до аппаратуры и моделирования. Институт организован на базе СКТБ «Наука» и лабораторий, которые занимаются космической тематикой в разных институтах ФИЦ.

Сейчас идет поиск пути на базе тех направлений, из которых создан институт. Идет взаимодействие и с организациями Москвы, и с АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». Мы смотрим, как нам взаимодействовать даже не только по спутникам связи, но и по услугам связи, аппаратуре, отдельным составным частям спутников. Две трети состава почти любого спутника заказывается и покупается головным предприятием с последующей сборкой. Одна треть производится непосредственно в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева».

Сегодня, в сложное время для высокотехнологических предприятий, когда отказано в партнерстве с западными странами, отказано в поставках, в компьютерах, программах, в обмене идеями, особенно ценно объединение предприятий с учеными. Российская академия наук сегодня является основной фабрикой, продуцирующей те идеи, которые, к сожалению, последние 20–30 лет просто заимствовались, в силу партнерских отношений. Сейчас спутникостроение продолжает успешно работать, переориентируясь на дружественные страны и на собственное импортозамещающее производство. Красноярский научный центр СО РАН – одна из опор в этом направлении. Многие элементы полезной нагрузки, фильтры, раньше просто закупали. Теперь это все делается здесь. Задействованы и лазерные технологии, и разработка материалов. Сейчас мы думаем о модернизации лазерного производства, новом оборудовании, новых задачах. Электрон так же неисчерпаем, как и атом. Лазеры – это общее название, которое включает в себя как создание лазеров, их научное применение, так и такие прикладные вещи, как резка металла. Лазерные технологии в Институте космических технологий будут ориентированы на прикладное применение. Создание научных приборов для Красноярского научного центра СО РАН, для других учреждений.

Институт космических технологий сформирован как совокупность подразделений, у которых свои тематики, свои госзадания и свой внебюджет. Но сейчас мы активно прорабатываем вопрос более глубокого участия в создании спутников для АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». Хотя, как институт сибирского отделения РАН, конечно, мы рассматриваем задачи шире, чем детали для спутников.

Это – изучение климата, мониторинг лесных пожаров, кадастровые работы, точное земледелие по контролю содержания влаги в почве и многое другое. И вот здесь космические технологии естественным образом внутри КНЦ, в котором объединены физика, биология, медицина, химия, сельскохозяйственные науки, вычислительное моделирование с использованием беспилотников и искусственного интеллекта. Россия огромная страна. Только космические снимки могут охватить всю территорию и дать общую картину – где пожар, где засохшая зона. Программы, которые объединяются под космической тематикой, затрагивают все институты. Сейчас акцент смещается в сторону применения, сервиса. То есть это все, в итоге формируется в услугу. Ведь людям нужен не спутник, а связь, которую он дает.

Мы планируем набирать новых сотрудников в Институт космических технологий СО РАН по мере необходимости. Есть актуальная проблема, под нее формируется госзадание, выделяются средства, ставки и так далее. Поэтому институт будет расти по мере роста и развития его тематик. Это структура на вырост.

Далее мы прогулялись по лабораториям и кабинетам, где идет интенсивная работа, и поговорили о конкретных заданиях с Андреем Лексиковым, доктором технических наук старшим научным сотрудником Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН, ответственным исполнителем по ряду проектов, связанных с предприятиями космической отрасли.

Направления, по сути, два. Первое направление – это полезная нагрузка. Что значит полезная нагрузка. У космического аппарата есть то, что позволяет ему функционировать, то есть находиться на орбите, держать свою ориентацию, «слушать землю». И есть та часть, которая выполняет его основную роль, например, ретрансляцию, камера ДЗЗ или обеспечение связи. Наша задача разработать те элементы, которые позволяют спутнику выполнить его основную задачу. К примеру, спутник «Экспресс-АМУ4» должен взлететь в 2025 году, но уже к лету 2024 года мы должны разработать и изготовить элементы полезной нагрузки, так как предстоит еще длительная наземная отработка элементов в составе спутника. Последние лет двадцать, наверное, в России этим направлением никто не занимался, потому что были наработанные контакты с европейскими, американскими и канадскими партнерами. И зачастую компаниям было проще купить то, что проверено и работает многие десятки лет. Например, продукцию крупных корпораций, которые всю свою жизнь работали только на космический сегмент. Мы занялись этим направление только летом 2022 года. У нас есть богатый опыт исследований в области электродинамики волноведущих сред, и в том числе, уже тридцать лет занимаемся компонентами для наземного сегмента. Мы прошли предложенное конкурсное задание, подтвердили свою квалификацию и осенью 2022 года начали разрабатывать устройства для космического сегмента. Мы всего полгода в этом направлении, но наше преимущество в том, что мы как ученые знаем, как искать новые данные, как их анализировать, в каком направлении двигаться. Это позволяет перенять весь многолетний опыт иностранных компаний и улучшить то, что мы создаем.

Второе направление – это антенные системы. Здесь работаем и с наземным сегментом, то есть помогаем разработать антенны для станций связи, которые работают со спутниками. С этого года еще будем помогать в антенных системах, которые находятся в космосе. Две составляющие одной задачи. И в первую очередь сейчас важно помочь российским компаниям.

Пример устройства, которое мы создаем, связанного с полезной нагрузкой – это лабораторная модель входного мультиплексера. Она из алюминия специального сплава, в летных моделях эти секции будут заменены на суперинвар, особая марка стали, имеющая наименьший коэффициент линейного температурного расширения, некоторые секции останутся такими же. Суперинвар не самый простой материал в обработке, и он дорогой. Это усложняет процесс, поэтому отработка идет на алюминии, а финальное летное изделие уже из суперинвара.

Это опытно-конструкторская разработка (ОКР) в интересах АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». Мы разрабатываем входные мультиплексеры для спутника«Экспресс-АМУ4». У спутника несколько каналов, чтобы иметь возможность работать с несколькими абонентами одновременно. Наша задача разработать и изготовить те изделия, которые физически делят канал по частотам. На предыдущем поколении спутников стояли разработки международной промышленной группы Thales, стоимость которых была больше ста тысяч евро за единицу, а теперь будет наш аналог. Мы подписали договор в январе, в апреле у нас первый этап эскизного проектирования, а в мае 2024 года мы должны уже сдать готовое изделие.

Коллеги разрабатывают антенную систему для терминала спутниковой системы «Экспресс-РВ». Это штучная разработка, которую потом АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» будет делать у себя серийно. Мы передаем конструкторскую документацию, опытные образцы, участвуем в настройке технологического процесса, чтобы они могли повторить то, что мы получили у себя.

Мы проверяем все компоненты, которые будут установлены. Сначала при комнатной температуре, при нормальном давлении. Следующим этапом в климатической камере, чтобы проверить, как устройства себя ведут при температуре от минус семидесяти до плюс ста градусов. А осенью придет термоваукуумная камера, которая уже будет имитировать состояние космоса. Она даст возможность не только подогревать, охлаждать, но и откачивать атмосферу, чтобы смоделировать работу в космосе. Потому что характеристики устройств, которые мы разрабатываем, очень чувствительны к наличию воздуха. Камера обеспечивает проверку в различных экстремальных условиях.

Мы разрабатываем части спутников, чтобы спутники можно было изготовить, а наши коллеги из других институтов ФИЦ потом будут пользоваться спутниками, чтобы получать с них данные и обрабатывать.

В настоящий момент в разработке мы используем иностранное программное обеспечение, у него есть разрешение, лицензия, но и определенные ограничения, которые не позволят его использовать в дальнейшем. И поэтому мы хотим сделать полностью свою разработку, которая будет полезна не только нам, но и нашим заказчикам. Мы нашли талантливого специалиста. Ему была поставлена задача разобраться с матрицами связи, разобраться с теорией предискажения, чтобы это легло в основу создания нового ПО, которое будет уже нашим собственным. То есть это будет продукт, созданный руками красноярской молодежи, которым смогут пользоваться и другие разработчики устройств частотной селекции сигнала.

Своим мнением о новом партнерстве и новых возможностях поделился и Василий Шабанов, академик РАН научный руководитель ФИЦ КНЦ СО РАН.

Особенность ФИЦа, в том, что работа сотрудников тесно переплетена между собой. Они могут работать в одном институте, но участвовать в программах, которые объединяют несколько институтов. Взаимная интеграция, взаимное дополнение – это наш плюс. Мы генерируем идеи, создаем устройства, а АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» их производит. На основе этого сотрудничества и создан Институт космических технологий.

Роль космических исследований очень велика. Мы собираем данные из космоса и наземные с дронов. Таким образом, мы можем учитывать влияние погоды и получать более точные сведения. У нас большой архив за предыдущие годы, это очень важно для исследований, оперативного сравнения и выбора тактики, например, в борьбе с вредителями или пожарами. Причем, этой информацией пользуются не только наши ученые, но и сторонние организации, например, МЧС. Они дежурят в нашем корпусе экологии, где оперативно получают от нас необходимые сведения о пожарах.

Эта работа шла, но теперь она стала более концентрирована. Увеличили мощность по сбору и обработке данных и самое главное – планируем увеличить количество оборудования собственного изготовления. К тому же здесь нужны материалы самые прочные и соответствующее финансирование. России сложно сравниться с Китаем, где 12 % ВВП вкладывается в науку – это огромные деньги. Но за счет нашей школы, и того, что мы значительно раньше начали изучать космос, у нас есть преимущества. Так же нам играет на руку то, что космическая тематика привлекательна для молодых сотрудников, поэтому, по мере развития, мы будем набирать новых специалистов.

Источник: ФИЦ КНЦ СО РАН.