Ученые лаборатории прикладных нанотехнологий МФТИ разработали и испытали новую плату цифрового приемника, которая будет обеспечивать связь для космических аппаратов. Плата реализована преимущественно на отечественной базе, а ее основным элементом является микросхема, содержащая кристалл, полностью спроектированный в лаборатории. Проект выполнен при финансировании Минобрнауки России в сотрудничестве с АО «Российские космические системы».
Дистанционное зондирование Земли, предоставление услуг широкополосной связи, формирование глобального навигационного сигнала и другие традиционные космические задачи решаются при помощи малых космических аппаратов. Относительно низкая стоимость производства и запуска открыла широкие перспективы для отрасли, но разработка аппаратов неизбежно сталкивается с проблемой организации высококачественной связи.
Бортовая аппаратура космического аппарата связывается с наземными средствами управления через командно-измерительную систему. Кроме того, система отвечает за сверку бортовой шкалы времени и ведет радиоконтроль орбиты. Ученые МФТИ создали плату цифрового приемника приемо-передающего устройства командно-измерительной системы. Плата обеспечивает высокую точность радиометрических измерений, а также обладает малой массой и размерами.
«Плата достаточно проста, но обладает своими уникальными характеристиками и обеспечивает двухстороннюю коммуникацию космических аппаратов с Землей: принимает сигнал, обрабатывает его и передает информацию в цифровом виде дальше. Еще одно преимущество нашей разработки в том, что операции по обработке сигнала происходят на одном кристалле, а не на нескольких микросхемах, как обычно», — рассказал о проекте заведующий лабораторией прикладных нанотехнологий Михаил Рыжаков.
Плата цифрового приемника состоит из двухканального аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователя, блока распределения тактового сигнала, цифрового модуля, постоянного запоминающего устройства и блока интерфейсов. Для уменьшения размеров разработчики максимально сократили преобразование сигналов в аналоговом виде, переложив основную роль на цифровую часть.
Подобные решения есть у зарубежных компаний: Boeing, Airbus и Thales. Уникальность разработки МФТИ заключается в реализации стандартных приборных функций космической бортовой аппаратуры в виде изделия электронной компонентной базы — функции целого прибора реализуются в одной микросхеме.
«На базе разработанной нами платы АО “Российские космические системы” создает приемо-передающее устройство для управления космическими аппаратами различного назначения. По сравнению с существующей аппаратурой оно будет обладать улучшенными характеристиками в части помехоустойчивости, приема управляющей информации, надежности и точности измерения текущих навигационных параметров движения аппарата», — добавил Михаил Рыжаков.