Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Полет по орбите характеризовался состоянием динамической невесомости, было зарегистрировано постепенное возвращение частоты дыхания и сердцебиения животного к исходной величине. Таким образом, ученые отметили постепенную адаптацию биологического организма к невесомости. В последующие годы функции биологических искусственных спутников Земли выполняли различные космические аппараты, но первыми эстафету приняли спутники серии «Космос».

Биологический аспект космических исследований изучался на растениях, животных, семенах и пр. На спутниках «Космос-92», «Космос-94», «Космос-109» находились семена различных растений, а также одноклеточная водоросль хлорелла и дрожжевые клетки. В ходе серии экспериментов было установлено незначительное влияние условий космического полета, а в некоторых случаях было замечено прорастание семян. С 22 февраля по 16 марта 1966 г. ценнейшие результаты принес спутник «Космос-110». На его борту находились два подопытных животных: собаки Ветерок и Уголек. Спутник периодически находился в зоне радиационного пояса, который окружает Землю. 16 марта 1966 г. спутник успешно приземлился в заданном районе. Результаты эксперимента обогатили знания о влиянии повышенной радиационной обстановки и невесомости на биологические объекты и физиологическое состояние животных, находящихся на спутнике во время полета.

В Советском Союзе биологическими спутниками являлись некоторые спутники серии «Космос», космические аппараты серии «Бион», в США – специализированные космические аппараты серии «Биос». Многочисленные биологические эксперименты проводились на советских орбитальных пилотируемых станциях «Салют», «Мир» и американском многоразовом космическом корабле серии Space Shuttle.

Основными задачами биологических экспериментов в космическом пространстве являются:

1) непосредственное изучение закономерностей, которыми характеризуется адаптация земных организмов к воздействию факторов космического полета;

2) обоснование принципов и методов, применяемых для постоянного совершенствования защиты космонавтов;

3) решение фундаментальных проблем биологии.

Бортовая медицинская аппаратура космического корабля – медицинское оборудование, находящееся на борту космического корабля и предназначенное для оказания медицинской помощи в случае необходимости, для проведения различных исследований на борту космического аппарата с целью выявления последствия воздействия длительного пребывания в космическом пространстве человеческого организма.

Большая гибкая панель солнечных элементов – комплекс солнечных батарей, которые собраны в единое целое на некоторой панели.

При выходе космического аппарата на расчетную орбиту происходит разложение гибкой панели на всю длину, что позволяет более эффективно скомпоновать большое количество солнечных батарей в небольшом пространстве грузового отсека ракетоносителя при выводе спутника или корабля-модуля на необходимую околоземную орбиту.

Бортовая цифровая вычислительная техника – оборудование, входящее в единый комплекс и предназначенное для обеспечения сбора и обработки данных. В процессе работы бортовой цифровой вычислительный комплекс после сбора данных со всех систем и последующей обработки выдает управляющие воздействия на бортовые системы и исполнительные органы управления. Чтобы процесс шел в реальном времени, через определенные промежутки времени необходимо прерывать работу процессора для периодического возращения процессора к решению одних и тех же рабочих задач.

В качестве примера работы бортового вычислительного комплекса рассмотрим бортовой вычислительный комплекс, который был установлен на борту космического корабля «Буран». Основные задачи по обеспечению работоспособности и сохранению безопасности экипажа определяют структуру самого вычислительного комплекса. Комплекс состоит из двух идентичных по оборудованию и структуре систем: центральной и периферийной. В состав входят четыре бортовые цифровые вычислительные машины, работа которых синхронизирована по одинаковым программам. Фактически они представляют четыре параллельно работающих канала, резервирующие друг друга. На выходе каждого имеется специальная схема сравнения, которая контролирует команды, выдаваемые каждым каналом. При отказе одной из вычислительных машин система сравнения блокирует ее выход в общий канал и вычислительная система продолжает свою работу в составе из трех функционирующих вычислительных машин. Если же еще одна машина выйдет из строя, то она также будет изолирована системой сравнения от оставшихся в работе вычислительных машин. Программная синхронизация работы четырех вычислительных машин в реальном времени является очень сложной, ее надежность оставляет желать лучшего. Поэтому в космическом корабле «Буран» использовалась не программная, а аппаратная синхронизация. Для бесперебойного функционирования вычислительного комплекса, использующего аппаратную синхронизацию, в состав комплекса входит единый кварцевый генератор, который синхронизирует работу всех четырех вычислительных машин. Синхронизация работы происходит подачей во все восемь машин сетки тактовых импульсов, имеющих одинаковый период прерывания. Сам генератор имеет пять каналов резервирования для обеспечения собственной бесперебойной работы даже при отказе двух каналов.

Помимо генератора в состав цифрового вычислительного комплекса входил накопитель на магнитной ленте (в современных бортовых системах применяются более совершенные технологии хранения данных) для хранения программного обеспечения и загрузки его в оперативную память во время полета. Помимо программного обеспечения, на накопителях может содержаться различная служебная информация для бортовых дисплеев, используемых во время пилотируемых полетов.

Бортовой комплекс управления – комплекс систем, расположенных на борту космического летательного аппарата и позволяющих осуществлять управление этим аппаратом. В состав бортового комплекса управления может входить более 50 различных систем, отвечающих за функционирование космического аппарата. Рассмотрим основные системы, которые обязательно входят в состав бортового комплекса управления космическим аппаратом. Первой является бортовая вычислительная система, которая служит для управления бортовыми системами и для координации их совместной работы. Может решать задачи автономного управления, планирования, обеспечивать связь с системой управления бортовой аппаратуры. Второй системой, составляющей бортовой комплекс управления, является система управления бортовой аппаратурой, в функциональные обязанности которой входит решение задач по управлению, контролю и диагностике состояния бортовых систем. Функционирование системы обеспечивается на основе использования данных, полученных с датчиков, функциональных выходов командной радиолинии, релейных выходов бортовой вычислительной системы, пультов управления и различных бортовых систем. Очень важной составляющей бортового комплекса управления является система управления движением и навигацией, которая совместно с комплексом управления, датчиками и исполнительными органами составляет единый комплекс по управлению движением космического летательного аппарата. Эта система позволяет решать важный комплекс задач: стабилизация летательного аппарата после отделения ракеты-носителя, ориентация в расчетных режимах, выполнение программных разворотов в любом режиме ориентации, проведение коррекции орбиты с помощью специальных двигателей, управление панелями солнечных батарей, проведение операций стыковки, расстыковки и по необходимости многие другие. Помимо перечисленных систем, в состав бортового комплекса управления входят: система бортовых измерений, предназначенная для получения и передачи на Землю информации о состоянии и работе систем, научного оборудования и состояния здоровья членов экипажа; бортовой радиокомплекс, обеспечивающий двустороннюю голосовую связь, обмен командно-программной информацией, телеметрической, телевизионной информацией. Обеспечение связи происходит через наземные комплексы или через спутник-ретранслятор, находящийся на геостационарной орбите.