Вежливые люди
ВЛ / Статьи

Космические кубики

6-02-2017, 04:00
...
619

Космические кубики

Бессмысленно говорить, что в области высоких технологий мы безнадежно отстали от Запада еще в прошлом веке. Просто мы изначально шли другим путем. Потому и нельзя сравнивать советскую и западную микроэлектронику – в освоении космоса мы опирались исключительно на собственные возможности, знания и технологии. 
Может быть, наши разработки были не самыми передовыми с точки зрения технических решений, но главное – надежными и полностью обеспечивавшими решение тех задач, которые ставились перед отраслью. Поскольку все отечественные ракеты-носители традиционно были мощными, вопросы массы приборов никогда не становились особо критичными. Формально, конечно, шла борьба за каждый грамм выводимого веса, но при этом предлагаемые создателями приборы вполне устраивали разработчиков космических аппаратов. И раз наша микроэлектроника позволила вывести на орбиту первый спутник, первого человека, достичь Луны и Марса, значит, она соответствовала предъявляемым требованиям. Да, развивалась автономно, без доступа к мировым технологиям, но тем не менее это технологическое направление прекрасно работало. 

Импортная игла

Но наступили 90-е годы, и выяснилось: то, что придумано к этому моменту в мире, вполне можно применить и на наших изделиях. После открытия доступа к зарубежным ресурсам нашими конструкторами было создано целое поколение новых космических аппаратов – главным образом с использованием той электроники, которая позволяла оперативно изменять ее характеристики. Возможности зарубежных микросхем оказались выше, чем наших. Скажем, программируемые логические интегральные схемы для проектировщиков куда удобнее, нежели изделия с неизменяемыми параметрами – выявленные несоответствия между расчетными показателями и реальными устранялись без технических вмешательств, на программном уровне. Это совсем другая логика создания микросхем, очень удобная и технологичная. Достоинства были налицо, разработчики космической техники быстро «подсели» на такого рода электронные компоненты. И когда несколько лет назад ввели санкции, перекрывшие нам доступ к подобным комплектующим, у конструкторов случился «голод» – именно в части тех уникальных схем, технологии создания которых в России только начинали формироваться. Все-таки отставание на одно-два поколения в разработке компонентной базы по западному образцу – это много.

И тут никоим образом не могло бы помочь копирование нужных элементов по китайскому примеру – этот опыт как раз и показывает, что очень многое «передрать» попросту невозможно без соответствующей школы и традиций. 

Не помог и поиск аналогов подсанкционной микроэлектроники, когда микросхемы, произведенные в США, попытались заменить вроде бы такими же, но произведенными на Тайване или в Китае. К слову, попытки сэкономить, закупая аналоги, были и в досанкционные времена, но результаты оказались плачевными. Вроде мелочь – американские изделия сертифицированы по категориям Space и Military, а тайваньские – просто Industry. Но это означает куда меньшую защиту от внешних воздействий, и в результате два спутника ГЛОНАСС вышли из строя, едва начав работать на орбите. Пробовали занять нишу и китайские производители, но представленные ими тестовые образцы были забракованы в НПО им. Лавочкина. 

Купить нельзя, догонять бессмысленно – потому наши разработчики, вспомнив, что и сами не лыком шиты, что очень многое умели сами, решили вернуться к той идеологии, которая существовала при создании космических приборов до появления у нас импортных микросхем. Произошел возврат к тому мировоззрению, когда изделия проектируются не на базе тех решений, которые даются легко и не требуют умственных напряжений, а на основе национальной школы, своих специалистов. Чем традиционно отличалась классическая советская космическая техника в целом и ее элементная база в частности? Надежностью и стойкостью к любым внешним воздействиям, включая накапливаемую дозу радиации от космического излучения. 

Как подружить приборы 

Возврат к отечественным традициям вовсе не означает «своего уникального пути в космос» – в отрыве от программ других стран. Понятно, что в работах по международным программам будет остро стоять вопрос об унификации, а ее нет даже внутри собственной космической отрасли. Даже ГОСТы советских времен требовали увязки нашей аппаратуры с общепринятыми стандартами информационного взаимодействия. А когда появился международный интерфейс Space Wire, в России был создан стандарт Space Wire Rus. Консорциумы, занимающиеся различными направлениями международного сотрудничества в космосе, – это тысячи весьма квалифицированных людей, воплощающие весь накопленный в этой области опыт. 

Игнорировать его как минимум неразумно. При этом наши конструкторы получают возможность, создавая приборы со своими решениями, стыковать их не только с российской, но и с зарубежной аппаратурой. Это не просто вопрос сотрудничества, но и возможность конкурировать в своей нише. Мировой рынок – поле весьма жесткой стандартизации, и именно такой подход сейчас становится едва ли не главным. 
Если бы в девяностые-двухтысячные годы не было обращения к импортным комплектующим, мы и сейчас вряд ли отставали бы от мирового уровня, разве что наши приборы по-прежнему оказывались несколько тяжелее импортных аналогов. Но это объясняется неким общим технологическим отставанием, невозможностью технически воплотить свои идеи. То есть у американцев микросхемы, аналогичные нашим, меньше по весу и что особенно важно – экономичнее по энергопотреблению примерно вдвое. 

В любом случае опыт, приобретенный с санкциями, бесследно не пройдет. И тот путь, которым разработчики пошли после их введения, оставлять не стоит, даже если санкции отменят и все вернется на круги своя. Можно понимать «импортозамещение» в лоб, то есть самим организовать производство конкретных изделий, которые нам перестали поставлять, но это бессмысленно. Речь надо вести о функциональном импортозамещении – задачи, которые решает тот или иной блок, можно реализовать и на отечественных схемотехнических решениях. Наша наука тоже на месте не стоит, и пусть в результате некий прибор окажется с чуть большими габаритами и энергопотреблением, но он будет целиком на отечественной элементной базе. Это сложнее, для этого требуются соответствующие ресурсы и квалификация специалистов, но другого пути нет. 

И главное, что для реализации тех возможностей, которыми располагает космическая отрасль, необходимо объявить и принять правила игры. Речь идет о стандартизации всех процессов разработки конечных изделий и их комплектующих, а также о сертификации тех подразделений, которые работают на космос. Контролировать качество производимой аппаратуры по конечному результату, когда изделие уже готово, поздно. Контроль должен начинаться на самых первых стадиях проектирования, чтобы исключить ошибки. А качество, которое обязаны гарантировать разработчики и производители, во многом определяется сертификацией, подтверждающей, что конкретная компания в состоянии обеспечить требуемый уровень создания техники. 

У нас огромное количество ГОСТов, порой противоречащих друг другу. А еще эти стандарты не учитывают специфику отрасли. Ныне разработчики космической техники из США говорят, что создают спутники с нуля за срок от 9 до 18 месяцев. Наши же аппараты делаются два с половиной, три, а то и четыре года. Западная продуктивность – как раз результат стандартизации, которая есть там и только начинает появляться у нас. Создадим и сможем собирать космические аппараты, как кубики «Лего». 

Сегодня в силу сложившихся за несколько десятилетий обстоятельств каждая головная организация – это своя школа, со своими традициями, взглядами и вкусами. И вот дилемма: стандартизация безусловно необходима, но нельзя потерять ничего из накопленного опыта, а желательно получить синергию разных разработчиков, умножить суммарный эффект от совместной работы. Скажем, для спутников дистанционного зондирования Земли нужна высочайшая точность в ориентировании аппаратуры на заданный участок поверхности, а для аппаратов ГЛОНАСС куда важнее определение местоположения на орбите. Для спутников связи требования по позиционированию менее жесткие. Но космический аппарат уникален лишь своей целевой нагрузкой, а платформа может быть единой. Платформа – это энергообеспечение, соблюдение тепловых режимов, ориентация и стабилизация, защита от излучений, управление, передача параметров… 

Соответственно возможности для унификации космических аппаратов огромны, но до последнего времени она осуществлялась лишь в пределах одной школы, одного разработчика. А чтобы взять прибор у одних и поставить на спутник других – такое практически невозможно. Это изначально не предусматривалось и не просчитывалось – управление разное, защита от внешних воздействий другая. 
А ведь стандартизация оборудования еще и очень выгодна для производства. Спутники – изделия в любом случае штучные, и если каждый аппарат снабжать уникальной начинкой, получается в лучшем случае мелкосерийное, а значит, и малорентабельное производство. При унификации платформ те же приборы будут использоваться в разных типах аппаратов, и речь уже идет о нормальной партии в сотни изделий. И сейчас ведутся НИОКР по разработке перечня и требуемых параметров для создания тех самых «кубиков», из которых российские спутники можно будет собирать за считаные месяцы. 

Казалось бы, выгода очевидна, но те КБ, которые уже десятилетиями работают на космос, зачастую энтузиазма от введения подобных новаций не выказывают. Главное возражение разработчиков основано на том, что каждый считает именно свои решения самыми оптимальными. Безусловно, стандартизация с неизбежной избыточностью каких-то функций ведет к увеличению массогабаритных параметров. Любой универсальный блок по определению хуже специального, но при этом он качественнее, надежнее, удобнее и что ныне важно – выгоднее. Но у сторонников традиционных принципов разработки есть опасение, что они могут потерять свою часть космического пирога. И тут главная проблема – донести, что новые правила вводятся не с целью передела рынка, а для его развития. 

Пропуск во вселенную 

Еще один важный аспект – сертификация разработчиков и производителей. Это своего рода пропуск в космос, свидетельство, что прибор, изготовленный фирмой N, может быть установлен на космический аппарат. Сейчас есть множество мелких компаний, работающих по космическим программам, способных делать прорывные, уникальные вещи. Но в придачу к уникальности нужны и надежность, и многолетняя работа таких изделий на орбите. Те же навигационные спутники «Глонасс-К» рассчитаны на 10 лет – холод, радиация, температурные деформации, вакуум. Кто даст гарантию, если на Земле невозможно воспроизвести все те нагрузки, которые испытывает прибор в космосе? Тут спасает только многолетний опыт создания и эксплуатации аналогов. Но маленькие конструкторские бюро по космической тематике должны быть – именно они генерируют самые потрясающие идеи. В то же время и без «мастодонтов», которые уже седьмой десяток лет работают на космос и накопили колоссальный опыт, не обойтись. 

Пентагон, как уже не раз сообщал «Военно-промышленный курьер», реализуя свои космические программы, огромное количество заказов размещает в маленьких фирмах. При этом все они надлежащим образом сертифицированы, что гарантирует – их разработки отвечают всем предъявляемым требованиям, которые формулирует НАСА. У малых компаний есть своя специализация, и заказчики прекрасно знают, кому в какой области удобнее решать ту или иную задачу. Но космос – дорогое удовольствие, и здесь гарантией качества будущего изделия выступает именно сертификация разработчиков. 


+1

Оцените новость
Новости партнеров:


Комментировать

   




Наша группа Facebook:
  • Яндекс.Метрика

  • Нам пишут
    Все публикуемые материалы принадлежат их владельцам. Использование любых материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии размещения кликабильной ссылки на наш сайт.
    Реестровая запись Роскомнадзора № A-1584-97-BLG
    По всем вопросам, жалобам и предложениям: vegchel@yandex.ru
Регистрация