Центр аппаратно-программного и метрологического обеспечения

Продолжая знакомство со структурами РЦКС, расскажем еще об одном подразделении ЦКС «Акколь» - Центре аппаратно-программного и метрологического обеспечения (ЦАПиМО). Неизменным руководителем центра со дня его создания является Максим Анатольевич Куцев – один из ветеранов АО «РЦКС», получивший в 2022 году звание «Лучший специалист Казахстана».

В состав ЦАП и МО входит два отдела: отдел программного обеспечения (руководитель Асхат Алимбаевич Сарбасов) и отдел аппаратного обеспечения ЦАПиМО (руководитель Дмитрий Михайлович Дубаневич). Основными задачами центра является бесперебойное функционирование наземных средств контроля и управления космическими аппаратами группы, информационная безопасность компьютерной инфраструктуры, единство средств измерений.

Большое интервью

Максим Анатольевич, Вы, как ветеран предприятия, участвовали на всех этапах создания КСС «Kazsat». Расскажите, как все начиналось?

- Я приехал в Акколь сентябре 2005 года. На территории будущего центра космической связи ЦКС «Акколь» начались строительные работы. Учитывая технологическую сложность оборудования контроля и управления геостационарными космическими аппаратами, возникла необходимость в наличии технического персонала, чья квалификация позволяла обеспечить эксплуатацию оборудования на требуемом высококвалифицированном уровне. Был жесткий набор персонала, тестирование проводил президент РЦКС В.Д. Лефтер. Основная часть технических специалистов проходила обучение в Астане, а я, с небольшой группой специалистов, занимался монтажом специализированного оборудования с представителями генерального подрядчика.

Насколько эта работа была сложной?

Работа была очень сложной и интересной. Надо сказать, что изначально в проекте КазСат-1 была установлена высокая планка в части требований к качественным характеристикам поставляемого оборудования. Все поставляемое оборудование обладало уникальными характеристиками, а антенная система для управления космическим аппаратом была единичного изготовления. На тот момент в Казахстане отсутствовали такие технологии, равно как отсутствовали и технические специалисты. Все приходилось изучать в процессе монтажа. В рамках этих работ в ЦКС Акколь были смонтированы системы контроля и управления космическим аппаратом антенные 9 и 11.1 м. производства General Dynamics США, командно-измерительная станция и аппаратно-программный комплекс Центра управления полетом производства Российского научно-исследовательского института космического приборостроения России, система мониторинга параметров, несущих наземный станций связи производства Thales Alenia Space, Франция. Помимо основных комплексов, ЦКС Акколь был оснащен системами жизнеобеспечения, охранно-пожарной сигнализацией, видеонаблюдения, помещения с технологическим оборудованием были оснащены системами пожаротушения и прецизионным кондиционированием.

Такой обширный перечень технологически сложных аппаратно-программных средств, требующих непрерывного контроля и обслуживания, потребовал организации специализированного подразделения, осуществляющего техническое эксплуатационное обслуживание и ремонт аппаратно-программных комплексов ЦКС Акколь. Так был образован наш центр аппаратно-программного и метрологического обеспечения в том же 2005 году в рамках реализации проекта создания и запуска первого геостационарного космического аппарата связи и вещания РК «КазСат-1». Наши специалисты прошли обучение у разработчиков аппаратно-программных средств и стажировку на средствах разработчиков космического аппарата. В 2006 году служба приступила к исполнению должностных обязанностей, подготовке наземных средств к запуску космического аппарата «КазСат-1» и штатной эксплуатации после запуска.

Какое участие Вы принимали во время запуска первого казахстанского спутника связи?

- Согласно концепции эксплуатации, после отделения космического аппарата от ракеты носителя, задача приведения космического аппарата возлагалась на наземные средства ЦКС Акколь. Если сказать об этом кратко, мы должны были подготовить средства ЦКС Акколь для управления космического аппарата до его запуска. Для этого в 2006 году, совместно с разработчиками комплексов, нами были проведены автономные испытания средств управления и контроля космического аппарата, комплексные испытания разрозненных средств при совокупной работе и выявлены несоответствия и замечания. Это позволило к моменту запуска устранить замечания и несоответствия и подготовить наземные средства к полноценной работе.

А после запуска началась более спокойная работа?

Я бы так не сказал. Концепция эксплуатации подразумевала управление космическим аппаратом по однопунктовой технологии, при которой используется один наземный пункт (в нашем случае ЦКС Акколь) без использования других наземных пунктов. Это, в свою очередь, накладывало чрезвычайно жесткие требования к надежности функционирования наземных средств и систем. Учитывая уникальность используемого оборудования, зачастую изготовленного в единичном экземпляре, необходимо было устранять возникающие сбои и неисправности непосредственно на месте, без отправки разработчику. Персонал службы осуществлял круглосуточное дежурство, был большой объём работ по проведению испытаний, выявлению и устранению замечаний, ведению рекламационной работы с разработчиками. Учитывая разницу в часовых поясах, когда московские коллеги заканчивали работу на три часа позже, приходилось постоянно задерживаться на работе до 9-10 часов вечера. В итоге все замечания были устранены, КазСат-1 и наземные средства ЦКС Акколь были введены в штатную эксплуатацию.

Какое участие приняли в проекте КазСат-2?

После успешной реализации проекта КазСат-1, АО РЦКС начало проект КазСат-2. Весь опыт и наработки по КазСат-1 были применены при создании технической спецификации на наземные средства контроля и управления КазСат-2. В рамках технической спецификации было предусмотрено расширение парка антенных систем, сетевого окружения, рабочих мест операторов. После проведения конкурсных процедур, подрядчиком по изготовлению космического аппарата Казсат-2 была определена компания ГКНПЦ им. Хруничева Россия. Для размещения антенных систем и оборудования ГКНПЦ выдало исходные данные, на основе которых была разработана техническая спецификация и проведен конкурс на проектирование строительных конструкций, в которых было предусмотрено строительство нового корпуса для размещения специализированного оборудования и нового центра управления космическими аппаратами. На основании проекта РЦКС провел конкурс и определил подрядчика, который осуществил строительные работы. В результате в ЦКС Акколь появилось уникальное строительное сооружение, являющееся одновременно пилоном для антенной системы 11.1 м в котором размещены помещения центра управления полетами космических аппаратов, помещения для размещения персонала и расположения специализированного оборудования, причем антенная система располагается на высоте 12 метров над землей. Уникальность этого сооружения состоит и в том, что рассчитанная суммарная деформация поверхности основания антенной системы не превышает 5 угловых секунд на протяжении 15 лет непрерывной эксплуатации, учитывая вес, большую парусность антенной системы, непрерывные ветровые нагрузки. Антенный парк увеличился, добавились три антенных системы 7.3 м. и одна антенная систем 11.1 м. Существенно увеличилось количество измерительного оборудования. Расширился функционал системы мониторинга. В конечном виде система мониторинга позволяла осуществлять контроль параметров несущих станций спутниковой связи в Ku-диапазоне, на любых космических аппаратах, находящихся на геостационарной орбите в пределах прямой видимости.

Все это проходило на фоне штатной эксплуатации КазСат-1. Я, будучи на тот момент руководителем отдела аппаратного обеспечения, участвовал во всех этих мероприятиях как ответственное лицо в части контроля и испытаний вновь поставляемого технологического оборудования.

Расскажите, пожалуйста, почему было принято решение строить наземный резервный центр управления КА?

Наличие одного центра контроля и управления космическими аппаратами группы KazSat накладывало жесткие ограничения как к надежности наземных средств в целом, так и создавала определенные неудобства и погрешности при определении баллистических характеристик орбиты космических аппаратов и проведении профилактических работ. В связи с этим, практически одновременно с реализацией проекта КазСат-2 в РЦКС начали проработку и последующую реализацию проекта создания резервного комплекса контроля и управления космическими аппаратами. Для получения минимальных погрешностей при определении орбиты космических аппаратов двухпунктным методом, требуется значительное отдаление измерительных пунктов, наличие необходимой инфраструктуры и доступ к магистральным каналам связи, обеспечивающим информационный обмен с основным ЦКС в Акколе. Учитывая эти критерии, местом расположения резервного комплекса управления был выбран участок под г. Алматы, в районе поселка Байсерке. Как все проекты до этого, проект РНКУ был технологически сложен. И мне приятно осознавать, что я участвовал в этом проекте с самого начала, от написания технической спецификации и заканчивая участием в конкурсной комиссии по выбору основного подрядчика.

Как шла работа по следующему спутнику связи КазСат-3?

В 2010 году АО РЦКС инициировало работы по разработке технической спецификации на космическую систему связи КазСат-3. При разработке технической спецификации был учтен весь опыт по ранним проектам КазСат и КазСат-2.

Разработчиком аппаратно-программных комплексов КазСат-3 был выбрано АО «Информационные спутниковые системы им. Решетнева».

При реализации этого проекта, было принято решение использовать существующие антенные системы, ранее применяемые для контроля и управления КазСат-1 и КазСат-2. Совместно с представителями разработчика антенных систем, General Dynamics, был проведен комплекс сложнейших работ, начиная с технического аудита систем и механизмов антенн и заканчивая заменой облучателя и высокочастотных трактов. Это позволило увеличить срок эксплуатации антенных систем, что привело к существенной экономии при создании наземного сегмента. Так антенная система управления и контроля КазСат-3 находится в эксплуатации 18 с лишним лет, в то время как изначально прогнозированный производителем срок службы составлял 10 лет. В процессе подготовки наземной инфраструктуры были выполнены работы по созданию нового Центра управления полетом, реконструированы другие помещения ЦКС Акколь. Технические решения, заложенные в спецификации космической системы КазСат-3, позволили, не проводя дополнительных строительных работ, путем унификации и задействования существующего оборудования обеспечить требуемый уровень надежности и точности наземных средств без существенных финансовых затрат при одновременном контроле и управлении двумя космическими аппаратами.

Следует отдельно отметить, что различные производители космических аппаратов используют в своей работе различные методики и нормативы производства, применяют различные подходы к построению систем и комплексов. Разные принципы организации пользовательского интерфейса, построение информационного обмена, концепции построения технологических комплексов приводят к необходимости изучения и применения в своей работе различных принципов эксплуатации оборудования, что так же усложняет и без того сложную работу.

В рамках проекта КазСат-3, впервые на постсоветском пространстве, совместно с Казахстанским институтом метрологии была проведена аттестация информационно-измерительных систем мониторинга параметров земных станций спутниковой связи, работающих через полезную нагрузку геостационарных космических аппаратов (ЦКС Акколь и ЦКС Коктерек).

В целом можно заметить, что правильная эксплуатация специализированного оборудования контроля и управления космическими аппаратами, позволяет превысить расчетные сроки эксплуатации.

Здесь я хотела бы отметить, что Ваш труд был достойно оценен, и Вы были награждены правительственной наградой – юбилейной медалью «20 лет Независимости РК». Какие еще направления работы ведутся вашим отделом и каковы результаты?

Это модернизация по антитеррору. В 2017 году в ЦКС Акколь проводились работы по модернизации систем обеспечения контртеррористической укрепленности. Центр аппаратно-программного и метрологического обеспечения выполнил работы по контролю.

Далее, создание Центра. После реализации проекта КазСат-3 количество и сложность оборудования увеличилось до такой степени, что назрела необходимость выделения отдельной структурной единицы для осуществления работ по метрологическому обеспечению технологического оборудования. В связи с этим, я обратился к руководству, и в 20014 году в состав Службы был введен сектор метрологического обеспечения, увеличена штатная численность. Потом сектор был реорганизован в Центр аппаратно-программного и метрологического обеспечения. Это позволило на планомерной основе проводить мероприятия по ежегодной метрологической поверке измерительного оборудования, осуществлять аттестацию вновь приобретенного и находящегося в эксплуатации оборудования. В некоторых случаях осуществлялся ремонт специализированного оборудования.

Также был создан сектор разработки. В связи с производственной необходимостью, наш отдел вышел с еще одним предложением создать на базе сектора метрологического обеспечения сектор разработки аппаратно-программных комплексов, приложив свою научную разработку в области автоматизации систем. В 2017 году сектор был создан и приступил к работе. В период существования сектора был разработан ряд пилотных проектов по автоматизации систем управления космическими аппаратами, автоматизации систем обеспечения жизнедеятельности. Была разработана и введена в опытную эксплуатацию система контроля и управления оборудованием станции мониторинга. Была отработана и реализована на практике экспериментальная методика конвертирования синтаксиса протоколов управления.

В связи с включением ЦКС Акколь в перечень критически важных объектов информационно-коммуникационной инфраструктуры, Сектор разработки прекратил работу и был реорганизован в отдел обеспечения информационной безопасности.

В 2023 году в ЦКС Акколь, для обеспечения требований к критически важным объектам информационно-коммуникационной инфраструктуры, были проведены работы по реконструкции помещения для размещения серверного оборудования. В рамках этой работы нашим Центром была проведена уникальная операция переноса серверного оборудования аппаратно-программных комплексов контроля и управления космическими аппаратами без прерывания цикла управления. Это обеспечило возможность непрерывной эксплуатации космических аппаратов, непрерывность приема телеметрии и выдачи управляющих команд на период проведения работ по изменению локации оборудования.

Среди успехов я бы назвал наши рацпредложения. Нужно четко понимать, что цикл создания космического аппарата условно можно разделить на несколько этапов. Этап разработки технической спецификации, этап конкурсных процедур, этап проектирования, этап создания, этап автономных испытаний, запуск, орбитальные испытания, ввод в эксплуатацию. В совокупности длительности этапов, процесс создания и ввода в эксплуатацию космического аппарата растягивается на 3-4 года. Из-за этого, актуальные и передовые технологии во время разработки технической спецификации космической системы на момент ввода в эксплуатацию переходят в разряд обыденных, общеприменимых, а иногда и устаревших.

Космическая отрасль сама по себе крайне консервативна, особенно если это касается коммерческих продуктов, таких, как космические аппараты связи и вещания. Для обеспечения длительного, надежного функционирования космического аппарата в жестких условиях космоса разработчики космических аппаратов и средств контроля и управления применяют отработанные временем технические решения, не рискуя применять инновационные технологии. В связи с этим космическая отрасль отстает от технического прогресса в силу естественных причин. В центре аппаратно-программного и метрологического обеспечения ведется непрерывный поиск решений, позволяющих улучшить качество и надежность эксплуатации средств контроля и управления космическими аппаратами. Нами был предложен и реализован ряд технических решений, позволяющих существенно снизить финансовые затраты на эксплуатацию космической системы связи. По результатам применения этих решений я, как автор, получил два патента на изобретения. Здесь я хотел бы отметить и заслуги руководства АО РЦКС, которое оценивая риски, допустило технические разработки для применения на средствах управления функционирующих космических аппаратов.

Спасибо, Максим Анатольевич, за Ваш рассказ. Новых успехов и достижений!