29 июля, 2008

Контроль космического пространства - шаг за шагом

Стало ясно, что для более эффективного руководства работами по своевременному и всестороннему развитию системы контроля космического пространства (СККП) в целом и командного пункта системы - Центра контроля космического пространства (ЦККП) необходимо широкое привлечение научных и производственных сил промышленности.

В целях повышения научно-технического, технологического и организационного уровней работ по созданию систем и средств ракетно-космической обороны (РКО) приказом Министра радиопромышленности СССР от 15.01.1970 г. было образовано Центральное научно-производственное объединение "Вымпел" (ЦНПО "Вымпел").

Его возглавляли: В. И. Марков (1970-1976 гг.), Ю. Н. Аксенов (1976-1987 гг.), Н. В. Михайлов (1987-1996 гг.), В. В. Литвинов (1996-2005 гг.), В. Ф. Фатеев (с 2005 г. по настоящее время).

Для организации работ по главным научно-техническим направлениям был создан Научно-тематический центр (НТЦ). Среди задач, поставленных перед ним, были:

исследование научных проблем, возникающих в процессе создания систем и средств РКО;

научно-техническое обоснование и системное проектирование информационно-оборонительных систем РКО;

разработка и внедрение программно-алгоритмического обеспечения командных пунктов (КП) и пунктов управления (ПУ) систем и средств РКО;

обоснование, разработка и внедрение средств оповещения высших звеньев управления Вооруженных Сил и государства о запусках баллистических ракет и космической обстановке;

увязка различных информационных и оборонительных систем в единую систему РКО.

На пункте управления РЛС СПРН "Волга".
Фото: Алексей Матвеев

Помимо НТЦ ЦНПО "Вымпел", в организации работ в части создания средств СККП и взаимодействующих радиолокационных средств СПРН и ПРО принимали активное участие:

Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи (НИИДАР);

Радиотехнический институт (РТИ);

Научно-исследовательский институт радиоприборостроения (НИИРП);

Красногорский оптико-механический завод имени С. А. Зверева (КМЗ);

Научно-производственное объединение "Астрофизика";

Центральный научно-исследовательский институт связи (ЦНИИС);

Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ);

Головное производственно-техническое предприятие (ГПТП "Гранит").

Вспоминает первый Генеральный директор ЦНПО "Вымпел" генерал-лейтенант В. И. Марков: "При ЦНПО "Вымпел" был образован научно-технический совет (ОНТС) по проблемам ПРО, СПРН и СККП.

Я был назначен председателем совета, Г. В. Кисунько - заместителем.

В ОНТС вошли Б. В. Бункин, А. И. Савин, А. Л. Минц, П. Д. Грушин, Т. Р. Брахман, В. П. Сосульников, Ю. Г. Бурлаков, В. Г. Репин, А. А. Колосов, В. С. Бурцев и другие".

Все свои работы ЦНПО осуществлял во взаимодействии с другими крупными научно-производственными коллективами, такими как 45 СНИИ МО, ЦНИИ "Комета", НПО "Алмаз", НПО имени С. А. Лавочкина и многими другими предприятиями.

В декабре 1974 г. алгоритмическое сопровождение ЦККП было поручено ЦНПО "Вымпел". Главным конструктором ЦККП был назначен будущий Герой Социалистического труда, доктор технических наук профессор В. Г. Репин, а его заместителем стал доктор технических наук, профессор А. А. Курикша.

Вспоминает генерал-полковник Ю. В. Вотинцев: "Обстановка в космосе продолжала усложняться. Стало очевидным, что радиолокационное поле, создаваемое восемью РЛС "Днестр", как информационное поле, малоэффективно.

В 1974 г. главнокомандующий Войсками ПВО страны П. Ф. Батицкий внес предложение возложить дальнейшее совершенствование СККП на главного конструктора СПРН В. Г. Репина, за плечами которого был уже положительный опыт сопряжения РЛС дальнего обнаружения "Дунай-3" и "Дунай-3У" системы ПРО с КП СПРН.

Это было одобрено Минрадиопромом, Генеральным штабом и ВПК. За развитие СККП взялся заместитель министра радиопромышленности В. И. Марков - генеральный директор гигантского ЦНПО "Вымпел". Это предприятие обладало мощным научно-техническим и производственным потенциалом.

В. Г. Репин и его заместители А. А. Курикша и Ю. С. Ачкасов технически обосновали и внесли предложение по подключению к ЦККП всех радиолокационных узлов СПРН и ПРО, что коренным образом повлияло на эффективность информационных возможностей СККП с использованием уже созданных средств".

Еще задолго до официального принятия решения о передаче работ по дальнейшему развитию СККП и ЦККП в ЦНПО "Вымпел" была разработана концепция по совершенствованию действующей системы и дополнения к ней - проекты по созданию специализированных средств. Заключительным аккордом явился выпуск отчета о НИР "Застава".

К этому времени в ЦНПО "Вымпел" с участием 45 ЦНИИ МО (бывший СНИИ-45 МО) была завершена комплексная НИР "Застава", в рамках которой были исследованы вопросы наиболее эффективного использования и дальнейшего развития информационных средств систем ПРН, ПРО и ККП. Были разработаны эскизный и технический проекты РОКР КО "Крона" и обоснована необходимость оснащения ЦККП и специализированных средств ККП высокопроизводительными многопроцессорными вычислительными комплексами.

В этой комплексной работе впервые дано научное обоснование необходимости формирования отечественной системы контроля космического пространства (ранее речь шла о Службе контроля космического пространства).

Она предусматривала, наряду с созданием собственных (специализированных) радиолокационных, оптико-электронных, лазерно-оптических, радиотехнических средств, использование широкой кооперации всех имеющихся в стране средств наблюдения космических объектов для повышения эффективности контроля космоса.

По мнению доктора технических наук профессора А. А. Курикши:

"В проекте "Застава" предлагалось создать специализированные оптико-электронные комплексы "Окно" для обнаружения и определения координат космических объектов в широком диапазоне наклонений и высот, радиооптический комплекс "Крона" (с радио- и лазерно-оптическим локатором), РЛС "Крона-В" для работы по высокоорбитальным объектам, специализированные средства контроля радиоизлучений ИСЗ, а также осуществить информационное сопряжение ЦККП с астрономическими обсерваториями АН СССР и существующими средствами радиоразведки излучений из космоса".

За годы, прошедшие после этого решения, под непосредственным организационном и научно-производственным руководством ЦНПО "Вымпел" были созданы специализированные средства системы контроля космического пространства. Много сил и энергии было затрачено на модернизацию аппаратурного комплекса ЦККП и его программно-алгоритмической базы, на сопряжение ЦККП с взаимодействующими средствами систем ПРН и ПРО, полигонов МО, оптическими средствами Академии наук, вузов и других организаций.

Радиолокационные станции предупреждения о ракетном нападении первых поколений - сложные инженерно-технические сооружения.
Фото: Алексей Матвеев

Активно включились в эти работы ведущие сотрудники ЦНПО "Вымпел": Ю. С. Ачкасов, В. П. Алешин, В. М. Амочкин, В. Ф. Бойков, С. В. Большов, Л. В. Бондарь, Ю. Ф. Виноградова, Л. Н. Вихорев, Б. А. Головкин, В. Я. Грошев, А. В. Демкин, Э. Г. Егисапетов, С. Ю. Каменский, А. П. Капустин, Г. Ф. Королева, Е. О. Котов, И. Н. Кузнецов, Г. Б. Лапшов, В. В. Лавров, М. С. Мартынов, Г. Н. Махонин, О. А. Назин, В. П. Озеров, С. В. Петровский, В. Ю. Пономаренко, Л. Н. Пылаев, Н. А. Пучков, А. П. Рыжков, Ю. Г. Рындин, О. В. Сахаров, В. П. Смелов, В. В. Спичаков, С. А. Суханов, Г. Б. Тазетдинов, С. Б. Тарасов, Г. П. Тартаковский, А. В. Тестов, А. В. Федорец, О. Н. Христич, З. Н. Хуторовский, И. М. Черкасов, В. Д. Шилин, Н. Р. Шишкина, С. Г. Юмашев, М. В. Юрьев и многие другие.

Уже в начале 1970-х гг. стало ясно, что существовавшая программно-алгоритмическая система ЦККП, использовавшая частные автоматизированные циклы, не отвечала требованиям времени ни по оперативности обработки информации, ни по точности получаемых в результате обработки элементов орбит. Имелись и другие серьезные недостатки, влиявшие на качество работы ЦККП, среди них:

низкая производительность вычислительных средств, что приводило к большим задержкам в обработке поступающей информации;

ненадежность хранения информационных массивов на магнитных лентах и перфокартах;

громоздкость архивов, в том числе на бумажных носителях;

низкая степень автоматизации всего цикла обработки информации;

низкая степень защиты от ошибок операторов.

Частные автоматические циклы запускались операторами ЭВМ с инженерного пульта вычислительного комплекса в определенной последовательности, как правило, один раз в сутки. Если возникала необходимость проведения особо важных работ, цикл работ мог повторяться по ограниченному числу объектов несколько раз в сутки.

Указанные недочеты необходимо было в срочном порядке ликвидировать в процессе очередной замены аппаратурного комплекса ЦККП: в работу внедрялся четырехмашинный вычислительный комплекс (ВК) на базе ЭВМ 5Э51. В тесном взаимодействии с сотрудниками 45 СНИИ МО и личным составом ЦККП были организованы работы по созданию новой программно-алгоритмической системы. В 1974 г. после завершения испытаний 2-й очереди развития ЦККП был поставлен на дежурство новый ВК 5Э51 с новой программно-алгоритмической системой.

С 1974 г. коллектив ЦНПО "Вымпел" начал непосредственную работу в ЦККП, направленную на совершенствование программно-алгоритмической системы ЦККП.

Следует отметить, что в усовершенствование обработки координатной информации большой вклад внес З. Н. Хуторовский с группой молодых сотрудников. В частности, на практике оказались весьма продуктивными новые алгоритмы идентификации радиолокационных координатных измерений с орбитами каталогизированных в ЦККП КО в радиотехнической системе координат (с более корректным учетом моделей ошибок радиолокационных измерений), по обнаружению новых орбит КО по сериям из нескольких измерений (с селекцией измерений с аномальными ошибками) и по уточнению орбит КО методом наименьших квадратов (до этого использовался только метод оптимальной линейной фильтрации, обладающий меньшей точностью и меньшей устойчивостью при реальных ошибках радиолокационных измерений).

Усовершенствованная подсистема обработки воплотила все новое в вопросах идентификации радиолокационных измерений, обнаружения, первоначального определения и уточнения орбит КО, что существенно повысило все показатели ЦККП.

Создание и ввод новой технологической схемы обработки координатной информации позволили значительно повысить производительность ЦККП по обработке измерительной информации и в условиях ограниченных ресурсов вычислительного комплекса обеспечить обработку потока информации, резко возросшего вследствие подключения новых информационных средств.

Эти меры существенно улучшили характеристики ЦККП, который во взаимодействии со средствами получения информации 15 февраля 1975 г. заступил на боевое дежурство с новым качеством. ЦККП к этому времени сопровождал уже более 1600 космических объектов.

Принятие модернизированного ЦККП на вооружение стало началом нового этапа в совершенствовании использования системы контроля космического пространства для решения военных, военно-прикладных и иных задач информационного обеспечения повседневной деятельности войск, государства, а также выполнения народно-хозяйственных планов.

На полную мощь начали работать в интересах ЦККП радиолокационные средства систем ПРН и ПРО. Осуществлялось тесное взаимодействие с радиотехническими средствами Главного разведывательного управления Генерального штаба (ГРУ ГШ) и радиолокационными средствами полигонов МО. В это время были развернуты работы по организации контроля геостационарной области космического пространства. Значительный вклад в организацию работ по обнаружению и сопровождению геостационарных космических объектов внесли А. А. Башарин, И. Н. Кузнецов, В. Н. Соболев.

Проведенная опытная эксплуатация сформированной сети оптических наблюдательных средств подтвердила ее высокие информационные возможности по контролю геостационарной области космического пространства. Результатом этого стало принятие в 1984 г. решения о создании и регулярном использовании в интересах СККП наземной сети оптических средств (НСОС). С этого времени стало возможным слежение за значительным количеством геостационарных космических объектов, осуществлять анализ обстановки в указанной области космического пространства.

Существенное увеличение потока и качества поступающей в ЦККП координатной и некоординатной информации от совокупности измерительных средств вместе с возросшими техническими характеристиками вычислительных средств ЦККП позволило на новом уровне решать задачи автоматической и автоматизированной (диалоговой) обработки информации.

Вид антенного полотна РЛС СПРН "Волга".
Фото: Алексей Матвеев

Усилиями специалистов ЦНПО "Вымпел", 45 ЦНИИ МО, войсковых частей и других организаций было успешно осуществлено сопряжение ЦККП с КП СПРН, КП ПРО и КП РЛУ ОС на основе частных каталогов, введена технологическая схема обработки координатной информации в темпе, близком к темпу ее поступления, разработаны алгоритмы и программы обработки некоординатной радиолокационной информации, а также алгоритмы и программы обнаружения и сопровождения стационарных и высокоэллиптических КО, которые обеспечили ведение и поддержание Главного каталога системы (ГКС).

Частные каталоги космических объектов (ЧККО) на КП СПРН и КП РЛУ ОС позволяли оперативно снимать ложные тревоги в СПРН, а также управлять потоком радиолокационной информации в ЦККП.

Была расширена емкость главного каталога КО и создан специальный каталог стационарных космических объектов.

Вот как об этом высказывался генеральный конструктор ОАО "МАК "Вымпел" А. В. Меньшиков: "В 1978-1984 гг. осуществлены работы по модернизации боевых алгоритмов и программ ЦККП, что существенно увеличило информационные возможности СККП по ведению Главного каталога, решению задач распознавания космических объектов и ведению каталога стационарных космических объектов по данным сети оптических средств. Начала действовать полностью автоматизированная система ведения и уточнения ГККО. В связи с решением этой задачи хотелось бы особо отметить заслуги сотрудников НТЦ З. Н. Хуторовского, В. Д. Шилина, С. А. Суханова, С. В. Петровского".

С использованием реализованного на вычислительных средствах ЦККП программно-алгоритмического обеспечения при активном участии сотрудников ЦНПО (МАК) "Вымпел" и СНИИ-45 МО Центр ККП осуществил ряд уникальных по своей сути работ. Среди них информационное обеспечение полета отечественных космических аппаратов с ядерной установкой ("Космос-954", "Космос-1402", "Космос-1900"), спасения орбитальной станции "Салют-7", определения причин выхода из строя отдельных КА системы "Око" и т.д.

Вышедшее 24.4.1980 г. Постановление правительства "О работах по совершенствованию и развитию СККП" послужило основой для дальнейших работ по развитию ЦККП и системы ККП в целом.

Разработанными в рамках постановления "Тактико-техническим заданием на развитие ЦККП во взаимодействии со средствами получения информации", эскизным проектом, дополнением к нему и техническим проектом определялось дальнейшее развитие СККП до 1990 г. путем создания специализированных средств ККП, оснащения ЦККП многопроцессорным вычислительным комплексом на базе высокопроизводительных ЭВМ "Эльбрус-1" и "Эльбрус-2" и разработки модернизированной системы боевых алгоритмов и программ в два этапа развития.

Предусматривалось провести дальнейшие работы по завершению создания комплексов ККП "Крона" и "Окно", а также разработку и создание на Дальнем Востоке радиолокационного комплекса обнаружения и распознавания "Крона-Н" и оптико-электронного комплекса обнаружения и сопровождения КО "Окно-С", радиолокационного комплекса обнаружения и сопровождения "Крона-В".

В соответствии с директивными документами были определены основные направления модернизации программно-алгоритмического обеспечения ЦККП:

повышение производительности вычислительного комплекса ЦККП по обработке и анализу поступающей координатной и некоординатной информации от средств наблюдения;

практическое решение задачи распознавания космических аппаратов по данным радиолокационных, радиотехнических, оптических и специализированных средств;

автоматизация процессов анализа информации при: а) оценке космической обстановки; б) информационно-баллистическое обеспечение боевой деятельности активных средств ПРО; в) оповещение войск о пролетах иностранных ИСЗ-разведчиков; г) информационное обеспечение безопасности полета особо важных отечественных КА; д) информационном обеспечении выяснения причин возникновения аварийных ситуаций во время полета отечественных КА; е) определение времени и места падения космических объектов; ж) определение факта и типа маневра космических аппаратов.

Особый смысл приобретала задача оценки космической остановки. Необходимо было не только выработать критерии оценки, но и разработать соответствующие алгоритмы с программной реализацией. Эти вопросы до настоящего времени находятся под пристальным вниманием разработчиков ОАО "МАК "Вымпел".

Перечисленные задачи были выполнены коллективом ЦНПО "Вымпел" с кооперацией и в 1989-1990 гг. были проведены межведомственные испытания созданного на базе ЦККП нового КП 1-го этапа развития с вычислительным комплексом "Эльбрус-1", а в 1994-1996 гг. - испытания нового КП 2-го этапа с вычислительным комплексом "Эльбрус-2".

Вычислительные возможности в то время самых мощных в СССР ЭВМ типа "Эльбрус" обеспечили, в частности, реализацию совместных алгоритмов обнаружения и сопровождения КО по потоку радиолокационных измерений на базе метода наименьших квадратов (МНК) с использованием специально разработанных новых быстродействующих алгоритмов аналитического и численно-аналитического прогнозирования движения КО. Была обеспечена автоматическая и диалоговая обработка существенно возросшего потока радиолокационных измерений.

Наступили лихие 1990-е гг. Резко сократилось финансирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Персоналу более года не выдавали заработную плату. Начался невиданный до тех пор отток сотрудников из ОАО МАК "Вымпел", причем специалистов высочайшего класса. Но и в этих условиях коллектив предприятия не прекращал исследовательские и проектные работы.

Вспоминает бывший в те годы президентом ОАО МАК "Вымпел" В. В. Литвинов: "Тем не менее, к чести коллективов предприятий ЦНПО "Вымпел" и его кооперации, даже на этом, отнюдь не благоприятном фоне, и в институтах, и на заводах, и на объектах продолжалась исключительно напряженная и, главное, результативная работа по завершению создания систем и средств РКО. Только профессиональный долг и чувство ответственности за конечные результаты наших генеральных и главных конструкторов и руководителей предприятий, ведущих специалистов, заказчиков, опиравшихся на удивительно сплоченные коллективы оборонных предприятий и войсковых частей, позволили в эти годы завершить создание и провести предварительные и государственные испытания целого ряда систем и средств РКО. И здесь, вновь и вновь невольно всплывают имена В. И. Маркова, Ю. Н. Аксенова, А. Г. Басистова, В. Г. Репина, В. К. Слоки, А. В. Меньшикова, А. А. Курикши, В. И. Иванцова, А. А. Васильева, М. А. Архарова, Л. И. Глинкина, Ю. Г. Бурлакова, С. И. Миронова, А. С. Самусева, Л. Н. Стромцова, В. Л. Бояра, В. И. Курышева, В. Г. Дудко, В. В. Фадеева, В. И. Поддубного, В. Г. Капенкина и многих других. Сейчас, спустя годы, особенно ясно видно, как много мы потеряли с той поры..."

Несмотря на сложность экономического положения, специалистами ОАО МАК "Вымпел" продолжались работы по дальнейшему совершенствованию ЦККП и системы ККП в целом. В 1990 г. под руководством генерального конструктора ОАО МАК "Вымпел" доктора технических наук А. В. Меньшикова большой кооперацией организаций промышленности и научно-исследовательских институтов МО был разработан комплексный эскизный проект Единой системы контроля космического пространства, который предусматривал интеграцию всех сил и средств, имевшихся в стране в области контроля ККП.

В рамках реализации этого проекта при активном участии ОАО МАК "Вымпел" в 1991-1999 гг.:

осуществлена очередная модернизация вычислительных средств и программно-алгоритмического обеспечения ЦККП, проведены Государственные испытания и поставлен на боевое дежурство новый КП 2-го этапа развития с вычислительным комплексом "Эльбрус-2";

осуществлено сопряжение с ЦККП (с использованием специализированной системы передачи данных и связи СККП) и проведены испытания комплекса "Крона" 1-го этапа создания (в составе РЛС и КВП) и последующая постановка его на боевое дежурство в составе СККП;

поставлен на боевое дежурство в составе СККП комплекс "Окно" 1-го этапа создания.

В последующие годы в продолжение работ ОАО МАК "Вымпел" по развитию СККП:

осуществлена постановка на боевое дежурство в составе СККП комплекса "Окно" 2-го этапа создания;

после испытаний поставлен на опытно-боевое дежурство в составе СККП радиотехнический комплекс "Момент";

введен в состав СККП и поставлен на опытно-боевое дежурство лазерный локатор 1-го этапа создания комплекса "Крона".

Параллельно с вводом в состав СККП новых информационных средств под руководством главного конструктора ЦККП Ю. Ф. Лукьянца, его заместителя С. В. Петровского и ответственного представителя ОАО МАК "Вымпел" в ЦККП М. Ц. Шпитальника проводились соответствующие доработки алгоритмов и программ ЦККП, обеспечивающие управление этими средствами, сбор и обработку получаемой от них информации.

В 2007 г. закончена очередная модернизация аппаратурного комплекса и программно-алгоритмического обеспечения ЦККП: обеспечена реализация программного обеспечения ЦККП на современных локальных вычислительных сетях, что позволяет резко повысить основные технические и эксплуатационные характеристики ЦККП, а также эффективность системы ККП в целом.

Более мощные вычислительные средства позволили на новом, современном уровне реализовать автоматическую и диалоговую обработку измерительной информации, поддержание каталога КО и оценку космической обстановки. В частности, обеспечена совместная обработка радиолокационных, оптических и радиотехнических координатных измерений и данных об орбитах КО из сторонних источников как для низкоорбитальных, так и для высокоорбитальных КО. С использованием высокоточного численного прогнозирования движения КО повышена точность орбитального каталога и точность прогнозирования сближений и падений КО, в том числе - с учетом светового давления и торможения в верхней атмосфере для КО с большими значениями баллистического коэффициента (отношения площади сечения к массе).

Этот этап развития ЦККП осуществлен под руководством нового главного конструктора ЦККП С. Ю. Каменского и его заместителей С. В. Петровского и В. М. Амочкина, при научном руководстве со стороны ветерана предприятия доктора технических наук З. Н. Хуторовского и при активной роли ставшей за короткое время ведущей силой ОАО МАК "Вымпел" талантливой смены: К. В. Бойко, Р. В. Бухвалова, Н. В. Голосовой, В. А. Горючкина, А. Л. Липкина, Р. С. Лучкина, М. Е. Прохорова, А. С. Самотохина, Н. Н. Сбытова и других.

Дальнейшее развитие системы ККП связано с реализацией направлений работ, определенных выполненным под руководством ОАО МАК "Вымпел" в 2006 г. комплексным эскизным проектом развития СККП на этапе до 2010-2015 гг.

Предполагается дальнейшее развитие сети специализированных, взаимодействующих и привлекаемых средств, в том числе радиолокационных, оптических, оптико-электронных и радиотехнических средств нового поколения, существенно наращивающих возможности СККП по контролю околоземного космического пространства в части военно-космических систем потенциальных противников Российской Федерации, а также возможности СККП по решению задач двойного применения (информационному обеспечению безопасности космической деятельности Российской Федерации). Соответственно, должно быть проведено дальнейшее поэтапное развитие и совершенствование аппаратурного и программно-алгоритмического комплексов ЦККП - командного пункта системы ККП.