РАДИОТЕЛЕСКОП ТНА-1500 (РТ-64)
RADIO TELESCOPE TNA-1500 (RT-64)

Большие радиотелескопы диаметром 64м (ТНА-1500) были созданы ОКБ МЭИ для поддержки научных программ. Один (ТНА-1500Мо) расположен в Медвежьих озерах на филиале ОКБ МЭИ в 17км от Москвы с координатами 37 градусов 57 минут восточной долготы и 55 градусов 52 минуты северной широты. Аналогичный радиотелескоп (ТНА-1500К) расположен на филиале ОКБ МЭИ «Калязин» (180 км на север от Москвы) с координатами 37 градусов 53 минуты восточной долготы и 57 градусов 13 минут северной широты. Оба радиотелескопа связаны между собой геодезически, информационно, и организационно могут представлять собой единый комплекс, оптимальным образом обеспечивающий решение ряда задач в интересах различных потребителей.
Многоцелевой радиотелескоп микроволнового диапазона диаметром 64 м предназначен для:
• фундаментальных астрофизических исследований;
• приема информационных сигналов с космических аппаратов (КА) из дальнего космоса;
• управления КА в дальнем космосе.

РАДИОТЕЛЕСКОП ТНА-1500 (РТ-64)
Многоцелевые радиотелескопы микроволнового диапазона, диаметром 64 м предназначены для:
- фундаментальных астрономических исследований,
- исследования космоса,
- приема информационных сигналов с КА из дальнего космоса,
- управления КА в дальнем космосе.
- функционального применения в составе наземного радиотелескопа ЗРТ-64 наземного плеча наземно-космического радиоинтерферометра проекта «Радиоастрон» в диапазонах частот 0,327; 1,66; 4,85 ГГц и 22 ГГц (90 см, 18 см, 6 см и 1,35 см) для проведения работ по проекту «Радиоастрон».

В рамках этих направлении выполнялись и выполняются следующие работы:
- прием данных радио-картографирования поверхности Венеры, полученных с помощью системы радаров с синтезированной апертурой, установленной на советских – межпланетных станциях «VENERA – 15, 16»;
- прием научной информации и участие в управлении траекторией межпланетных станций «VEGA – 1, 2» и «FOBOS – 1»;
- участие в управлении движением зондов-аэростатов в атмосфере Венеры;
- прием телевизионных сигналов изображений кометы Галлея;
- прием телевизионных изображений спутника Марса – Фобос;
- изучение и контроль радио-излучения Солнца и окружающего его пространства;
- прием научной и служебной информации с ИСЗ “GRANAT”;
- управление, прием информации и измерение траектории межпланетных зондов по проекту «Космическая регата»;
- прием научной и служебной информации, а также участие в управлении траекторией спутника «SPEKTR – Р»;
- изучение радио-излучения пульсаров по VLBI вместе с Центром космических исследований Kashima (Япония) и Algonquin Park (Канада);
- проект VSOP (VLBI Space Observatory Program) вместе со спутником “HALCA” (Япония);
- проект “RadioAstron”;
- сеансы VLBI как в российской, так и в мировойVLBI-сетях.

МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА ТНА-1500К

Целью модернизации АС ТНА-1500К являлось расширение функциональных возможностей, улучшение технических характеристик ТНА-1500К, обеспечение соответствия характеристик требованиям КД (в том числе ЭД), ТЗ и готовности СЧ МАС ТНА-1500К к опытной эксплуатации.
Основными задачами являлись:
- разработки методов, технологий и оснастки для выполнения работ в соответствии с перечнем объектов для модернизации, не разрушающих остальные системы и конструктивно-механические элементы ТНА-1500К;
- создание, отработка и проверка функционирования отдельных модернизированных составных частей МАС ТНА-1500К и заданных режимов работы;
- выявление и устранение ненадежных изделий, комплектующих элементов МАС ТНА-1500К для оценки остаточного технического ресурса и разработки мероприятий по его продлению, выявление критичных элементов, разработка и проведение мероприятий по повышению уровня их качества и надежности МАС ТНА-1500К;
- оценка соответствия характеристик МАС ТНА-1500К требованиям ТЗ на составную часть опытно-конструкторской работы «Спектр-Р», совместная с АКЦ ФИАН отработка модернизированных составных частей МАС ТНА-1500К с их ПО и проверка их взаимного функционирования в реальных условиях наблюдений космических радиоисточников;
- обеспечение технической готовности МАС ТНА-1500К к опытной эксплуатации в составе ЗРТ-64 ННК проекта «Радиоастрон», в том числе обеспечение готовности сооружений и коммуникаций, обеспечения условий обитаемости МАС ТНА-1500К и безопасности выполнения работ, предусмотренных эксплуатационной документацией;
Перечень объектов АС ТНА-1500К, созданных в результате модернизации:
- новая надзеркальная кабина облегченной конструкции ОНК с узлом размещения многорупорного облучателя и системами энергоснабжения, термостатирования и климат-контроля;
- многодиапазонный рупорный облучатель диапазона 327 МГц – 26ГГц;
- центральный узел крепления (опорный каркас) системы подвеса контррефлектора с четырьмя усиленными опорами, заменившими старые конструкции, потерявшие механическую устойчивость;
- разработана, изготовлена, смонтирована и налажена уникальная система вторичного зеркала (контррефлектора) с механизмами фокусирования по 6-ти осям типа гексапод;
- полностью модернизирована система энергоснабжения узлов, механизмов и комплексов антенной системы;
- цифровая система управления приводами антенны, включая электроприводы АЗ и УМ плоскостей в диапазонах малых и больших скоростей;
- система наведения антенной системы;
- конструктивно-механическая часть ТНА-1500К модернизирована путем восстановления механической прочности элементов, потерявших механическую устойчивость и свето- и теплоотражающих свойств покрытий (покраска);
- обеспечены климатические условия в рабочих помещения технического здания ТНА-1500К.

- Этапы модернизации объектов АС ТНА-1500К, созданных в результате модернизации:
1. Подготовка рабочей площадки для производства демонтажных и монтажных работ.
2. Разработка, изготовление и монтаж новой надзеркальной кабины облегченной конструкции ОНК с узлом размещения многорупорного облучателя и системами энергоснабжения, термостатирования и климат-контроля.
3. Разработка, изготовление и монтаж центрального узла крепления (опорный каркас) системы подвеса контррефлектора с четырьмя усиленными опорами, заменившими старые конструкции, потерявшие механическую устойчивость.
4. Изготовление и монтаж многодиапазонного рупорный облучатель диапазона 327 МГц – 26ГГц.
5. Разработка, изготовление, монтаж и и наладка уникальной системы вторичного зеркала (контррефлектора) с механизмами фокусирования по 6-ти осям типа гексапод.
6. Полная модернизация система энергоснабжения узлов, механизмов и комплексов антенной системы, замена кабельного оборудования икабельных каналов.
7. Разработка, изготовление и монтаж цифровой аппаратно-программной системы система управления приводами антенны, включая электроприводы АЗ и УМ в диапазонах малых и больших скоростей.
8. Разработка, изготовление и монтаж система наведения антенной системы.
9. Модернизация конструктивно-механической частиТНА-1500К путем восстановления механической прочности элементов, потерявших механическую устойчивость и обеспечение свето- и теплоотражающих свойств покрытий (покраска).
10. Обеспечение климатических условий в рабочих помещения технического здания ТНА-1500К.
11. Проведение комплексных монтажных, пуско-наладочных работ и испытаний МАС ТНА-1500К.
МАС ТНА-1500К обладает следующими новыми функциональными возможностями и техническими характеристиками:
1. Рабочий сантиметровый диапазон частот МАС ТНА-1500К увеличен в 5 раз от проектного значения 5 см до 1 см в результате следующей модернизации:
1.1. повышена точность следящей системы электропривода за счет применения оптических датчиков положения антенны по углу места и азимуту с 20 угловых секунд до 1 угловой секунды;
1.2. заменен штатный контррефлектор с точностью (СКО) отражающей поверхности 1,2.мм на высокоточный контррефлектор КРВ с точность поверхности 0,2 мм;
1.3. повышена точность отражающих поверхностей рефлектора с 1,95 мм до 0,7 мм в результате геодезической юстировки;
1.4. интегральная точность (СКО) поверхности антенной системы определяется только точностью рефлектора и составляет 0,7 мм, что соответствует требованиям для работы в Ка-диапазоне, при этом высокоточный контррефлектор не вносит вклада потери эффективности антенной системы;
1.5. впервые в России и СНГ разработана и применена 6-тиосная система подвеса контррефлектора с системой компенсации деформации с точностью 1 мм типа «Гексапод».
2. Рабочий дециметровый диапазон частот ТНА-1500К расширен в сторону низких рабочих частот с 50 см до 1 метра, таким образом создан единственный в мире уникальный радиотелескоп способный проводить радиоастрономические многочастотные одновременные наблюдения в диапазоне длин волн от 1 метра до 1 см.
3. Впервые разработана система климат-контроля замкнутого цикла для надзеркальной кабины всепогодная, всесезонная и круглосуточная со стабилизацией температуры в заданном рабочем диапазона температуры с погрешностью 1С.
4. Впервые применена новая технология восстановления свето- и теплоотражающих свойств конструктивно-механической части на основе латексных лако-красочных покрытий, не требующая предварительной очистки и грунтовки окрашиваемых поверхностей.
5. Цифровые приводы антенны совместно с разработанным программно-аппаратным комплексом расширяют возможности реализации различных режимов поиска и сопровождения воздушно-космических объектов.
6. Новая облегченная надзеркальная кабина МАС ТНА-1500К позволяет размещать приемо-передающие и научные приборы и комплексы с суммарным весом до 8 тонн.
7. МАС ТНА-1500К по своим техническим и эксплуатационным характеристикам превосходит ТНА-1500 и может быть использована в качестве резерва МАС ТНА-1500 НИИТЦ ОКБ МЭИ «Медвежьи Озера».

ПРОЕКТ «РАДИОАСТРОН»
Орбитальная астрофизическая обсерватория «Спектр-Р» образует совместно с земными радиотелескопами радиоинтерферометр со сверхбольшой базой и предназначена для проведения фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Цель международного проекта Радиоастрон состоит в том, чтобы создать совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов единую систему наземно-космического интерферометра для получения изображений, координат и угловых перемещений различных объектов Вселенной с исключительно высоким разрешением.
Орбита спутника Радиоастрон имеет радиус апогея до 350 тысяч километров. Интерферометр при таких базах обеспечит информацию о морфологических характеристиках и координатах галактических и внегалактических радиоисточников с шириной интерференционных лепестков до 8 микросекунд дуги для самой короткой длины волны проекта 1.35 см.
Разрешение интерферометра прямо пропорционально времени наблюдения и длине базы интерферометра. При наблюдении с Земли база интерферометра ограничена диаметром Земли, а время наблюдения измеряется часами и ограничивается вращением планеты и выходом одного из телескопов из поля зрения.
В проекте «Радиоастрон» применение радиотелескопа на высокоэллиптической орбите позволяет получить интерферометр у которого время наблюдения соизмеримо с периодом обращения, а длина базы интерферометра – с диаметром орбиты. Интерферометр при таких базах обеспечит информацию о морфологических характеристиках и координатах галактических и внегалактических радиоисточников с шириной интерференционных лепестков до 33 микросекунд и даже до 8 микросекунд дуги для самой короткой длины волны проекта 1,35 см.
Состав ЗРТ-64 (Земной радиотелескоп)
1. Модернизированная антенная система ТНА-1500К (АО «ОКБ МЭИ»)
2. Аппаратура научного комплекса (АКЦ ФИАН)
Для функционального применения в составе наземного радиотелескопа ЗРТ-64 наземного плеча наземно-космического радиоинтерферометра проекта «Радиоастрон» МАС ТНА-1500К должна обеспечивать прием сигнала от внеземных источников в четырех частотных диапазонах: 0,327 ГГц с полосой частот ± 10 МГц,; 1,66 ГГц с полосой частот ± 100 МГц, 4,85 ГГц с полосой частот ± 250 МГц и 22 ГГц с полосой частот ±4 ГГц.
Для достижения необходимых параметров АО «ОКБ МЭИ» в рамках опытно-конструкторской работы «МАС ЗРТ-64» были проведены работы по модернизации антенной системы ТНА-1500К.
В настоящее время МАС ТНА-1500К находится в опытной эксплуатации и участвует в проведении радиоинтерферометрических сеансов по ПНИ проекта «Радиоастрон» в составе наземно-космического интерферометра.

Управление космическим аппаратом «Спектр-Р» осуществляется специалистами ОКБ МЭИ с помощью наземной станции КИС «Кобальт-Р» (разработчик АО «ОКБ МЭИ»), расположенной в ЦКС ОКБ МЭИ «Медвежьи Озера».
КИС «КОБАЛЬТ-Р» с антенной системой ТНА-1500 МО – наземная станция управления С-диапазона. Она является составной частью наземного сегмента управления КА «Спектр-Р».
КИС «КОБАЛЬТ-Р» предназначена для обеспечения управления КА в ориентированном и неориентированном положении на геоцентрической эллиптической орбите.
Старт КА «Спектр-Р» проекта «Радиоастрон» состоялся 18 июля 2011 года в 05:31:17,91 (Декретное Московское Время) с космодрома «Байконур». Аппарат с помощью ракеты-носителя «Зенит 2SБ 80» и разгонного блока «Фрегат–СБ» был выведен на заданную орбиту и штатно реализовал циклограмму первого сеанса.
С этого момента и по настоящее время КИС «Кобальт-Р» ежедневно осуществляет сеансы управления КА «Спектр-Р» прерываясь лишь на техническое обслуживание предусмотренное ЭД. Средняя продолжительность сеанса управления около 4 часов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Система отражателя квази-параболическая Грегорианская система, система Кассегрена с твердой поверхностью
Отражатель гомологичный проект с коррекцией фокуса по контр-рефлектору
Апертура в диаметре, м 64
Эффективная поверхность (в зависимости от диапазона), м2 ок. 2000
Тип подающего механизма рупорный
Точность системы отражения, мм 0,5
Диапазон волн от 1 м до 1 см
Вес, т 800
Система управления:
- тип системы осей вращения – азимут – угол места;
- Сектор обзора, град:
• по азимуту -/+ 295
• по углу места от 0 до 90
- Скорости вращения, град./сек не менее 1,5
- Суммарная точность программируемого слежения, сек <10

Источники:
• http://roe.ru/catalog/vozdushno-kosmicheskie-sily/aerokosmicheskie-tekhnologii/tna-1500/
• http://www.okbmei.ru/innovation_3.html

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ «СПЕКТР-Р»
КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА