ЦУП — центр управления полётами в Королёве

В подмосковном городском округе Королёв находится ЦНИИмаш (головной научно-исследовательский институт госкорпорации «Роскосмос») и его крупнейшее подразделение — ЦУП, центр управления полётами. Именно отсюда управляют полётами российского сегмента Международной космической станции (МКС), транспортных пилотируемых кораблей «Союз» и грузовых кораблей «Прогресс». ЦУП также обеспечивает управление автоматическими космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения, отвечает за связь с ними — аппараты передают на Землю огромное количество разнообразной информации. Центр обрабатывает данные и при необходимости посылает в космос ответные команды.

ЦУП, а точнее — вычислительный центр НИИ-88 (так до 1967 года назывался ЦНИИмаш), построили незадолго до полёта Юрия Гагарина. Первыми объектами, в управлении которыми участвовал вычислительный центр НИИ-88, были автоматическая станция «Луна-4» и пилотируемые корабли «Восток-5» и «Восток-6».

Сейчас здесь круглосуточно трудятся сотни людей — планируют полёт, обеспечивают связь с экипажем, контролируют состояние космонавтов, следят за работой бортовых систем станции. ЦУП может одновременно управлять полётом 20 космических аппаратов — как автоматических, так и пилотируемых.



1. В 1965 году вычислительный центр НИИ-88 преобразовывается в координатно-вычислительный центр (КВЦ) по информационному обеспечению государственных комиссий, обработке и отображению информации при лётно-конструкторских испытаниях космических аппаратов.

В 1973 году для обеспечения реализации экспериментального проекта «Союз» - «Аполлон» на базе КВЦ ЦНИИмаша создаётся советский Центр управления полётами. Первая стыковка на орбите пилотируемых космических кораблей и встреча экипажей были успешно осуществлены в июле 1975 года. С 1977 года на ЦУП возлагаются задачи по управлению полётами космических кораблей, пилотируемых орбитальных и автоматических межпланетных станций. В течение трех лет ЦУП работал с пилотируемой долговременной орбитальной станцией «Салют-6». В 1982-1991 гг. ЦУП обеспечивал управление полётом станции «Салют-7». С 1986 по 2001 гг. специалисты центра вели непрерывные работы с пилотируемой орбитальной станцией «Мир». ЦУП также управлял автоматическими межпланетными станциями для полётов к Луне, Венере, комете Галлея, к Марсу и его спутнику Фобосу.

В 1987 году в составе ЦУПа вводится в эксплуатацию технический комплекс для управления полётом универсальной ракетно-космической транспортной системы «Энергия - Буран». Для обеспечения лётно-конструкторских испытаний орбитального корабля «Буран» в составе ЦУПа был создан дополнительный центр управления. Полёт корабля «Буран» состоялся в ноябре 1988 года.






2. Главный зал управления полётом российского сегмента МКС построен в классической форме кинозала с большими экранами и рядами мест для операторов. Поначалу ЦУП хотели построить в виде планетария — группу управления посадить под куполом, где воспроизводились бы участки звёздного неба с изображением пролетающего корабля. Но в итоге выбрали более традиционный и удобный вариант.





3. Сменный руководитель полётом — одна из главных должностей ЦУП. Общаться с космонавтами можно только с трёх рабочих мест — и одно из них занимает сменный руководитель полётом.




4. В главном зале управления установлен огромный экран размером 6 на 9 метров для отображения информации. Изначально изображение передавалось на экран проекторами, которые находились позади него. Сейчас установлено современное полноцветное табло на базе 69 светодиодных модулей, которые установили (повтор) интегрировали в существующую конструкцию в виде дугообразной ниши радиусом 28 метров.






5. Группа обеспечения функционирования системы управления движением и навигации (СУДН). Система нужна, чтобы скорректировать положение космической станции при движении на орбите, позволяет ему перемещаться в пространстве и поддерживать нужные параметры.





6. В Центре управления полётами функционирует Главный зал управления полётом российского сегмента МКС, который создавался в своё время для обеспечения полёта корабля «Буран». На центральном экране обычно отображается огромная карта Земли, на которой графически показана станция. А во время запуска кораблей — «Союз» или «Прогресс», летящие к МКС. По движению объектов можно определить траекторию полёта и узнать, над какой частью планеты они находятся.

Информация на экранах зависит от выполняемых на данный момент работ. Например, во время запуска корабля на них выводятся сведения о его орбите и задаче новой экспедиции. А во время выхода в космос — параметры систем жизнеобеспечения скафандров.




7. В главном зале управления работают сменный руководитель полётом и специалисты, ответственные за работу различных бортовых систем станции. Операторы планируют полёт и контролируют его этапы, обеспечивают связь с экипажем, врачи следят за состоянием команды. У каждого — своё рабочее место с пультами, компьютерами и связью.
Управление полётом космического аппарата – сложный технологический процесс, он направлен на обеспечение деятельности экипажа и работы бортовых систем, выполнение научно-исследовательских и практических хозяйственных задач, предусмотренных программой полёта.

Этот процесс должен протекать организованно и слаженно, обеспечивая безопасность экипажа и выполнение предусмотренной программы.





8. Рабочее место сменного руководителя полётом. Специалисты Центра управления полётами находятся на постоянной связи с академическими и отраслевыми научно-исследовательскими организациями, разработчиками космической техники.






9. На большом экране отображается надпись «Ключ на старт» и необходимая текущая информация о параметрах космического аппарата ходе предстартовой подготовки. Фраза «Ключ на старт» стала знаковой после запуска на орбиту космического корабля с Юрием Гагариным. После этой команды оператор пуска поворачивает ключ и нажимает кнопку «Пуск» — и запуск ракеты переводится в автоматический режим.

Есть традиция — после благополучного завершения полёта этот ключ дарят космонавтам.





10. В момент запуска ракеты на экранах отображается прямая трансляция с космодрома. Одновременно можно увидеть основные параметры бортовых систем.

Реализация программы МКС была начата 20 ноября 1998 г. после старта российского функционального грузового блока «Заря», который стал базовым элементом МКС. Роль России в этом проекте – одна из ведущих. Опыт, накопленный российской космонавтикой за период эксплуатации собственных пилотируемых орбитальных станций, во многом стал практической базой для создания МКС. С 2000 года станция является постоянно обитаемой. На её борту, сменяя друг друга, по несколько месяцев работают экипажи основных экспедиций.

Станция делится на две основные части: российский и американский сегменты МКС. Российский сегмент (РС МКС) управляется из подмосковного Центра управления полетами в г. Королёве. Выполнение программы полёта на МКС обеспечивается постоянной круглогодичной работой экипажей.





11. При запуске пилотируемых космических аппаратов на экранах отображается экипаж в режиме реального времени.






12. После запуска на экране отображается схема выведения ракеты и точки отделения ступеней.




13. Момент отделения третьей ступени.





14. Специалисты ЦУПа оперативно анализируют действия экипажа корабля, состояние бортовых систем, координируют и направляют их работу. Они взаимодействуют со службами космодрома, командно-измерительным и поисково-спасательным комплексами, Центром подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина.





15. Объявляется об успешном отделении третьей ступени - корабль выведен на промежуточную орбиту.






16. Гости, присутствующие на втором ярусе в главном зале управления, начинают аплодировать. Второй ярус главного зала — это балкон, на котором собираются родственники космонавтов, журналисты, представители космических агентств. Сюда можно попасть даже в рамках экскурсии — вживую посмотреть как управляют запуском космических аппаратов.





17. Работа представителей СМИ.





18. Конструкция зала продумана так, чтобы гости не мешали работе специалистов ЦУП — снизу практически не слышно голосов. А ещё на балконе находятся телефоны для прямой связи с экипажем.






19. Для гостей проводят экскурсии — рассказывают о работе ЦУП, объясняют все процессы. Дети обычно обращают больше всего внимания на главный экран и телефоны, по которым можно «позвонить в космос».





20. Аппарат для связи с экипажем МКС.





21. Группа связи с экипажем (ГСЭ).






22. На мониторах группы связи с экипажем можно отследить расписание космонавтов, их состояние, время сеансов связи.







23. Специалисты ЦУП не просто управляют космическими аппаратами, но и решают связанные с этим математические задачи, собирают и анализируют информацию о полёте, ведут связь с космонавтами. И одна из самых сложных и ответственных задач – проведение ВКД (внекорабельная деятельность) – работы с выходом в открытый космос.







24. Каждый выход человека в космос — тщательно спланированная операция. Подготовка к ВКД начинается ещё на Земле в ЦПК, где в гидролаборатории на макете РС МКС отрабатываются все операции, которые предстоит провести в открытом космосе. На борту активная подготовка стартует за две-три недели до запланированной даты выхода: участники экспедиции тщательно проверяют снаряжение и оборудование, еще раз подробно обсуждают с Землей выполнение работ, а также подготавливают саму станцию к предстоящей работе. Выход в открытый космос длится около 6 часов.






25. Во время проведения ВКД в зале находИтся тот же набор инструментов, которым пользуются космонавты. Это нужно для того, чтобы специалисты на Земле могли оперативно подсказать экипажу в какой ситуации можно применить то или иное устройство для более эффективного выполнения задачи.





26. В конце 90-х годов Центру управления полётами была отведена ведущая роль в управлении полётом крупнейшего научно-технического проекта современности - Международной космической станции (МКС). Отечественный опыт в разработке, эксплуатации и управлении полётом долговременных орбитальных станций стал практической базой для строительства МКС и обеспечил успех реализации международного проекта.





27. Для управления российскими модулями МКС, пилотируемыми кораблями «Союз» и грузовыми кораблями «Прогресс» используются так называемые малые залы.





28. В малых залах есть своя команда — сменный руководитель полётом, операторы, диспетчеры. Персонал рабочих групп и групп поддержки размещается в специально подготовленных рабочих помещениях, оборудованных необходимыми средствами получения информации по полёту, средствами связи и обмена информацией.





29. Для доставки космонавтов и астронавтов на МКС и их возвращения на Землю используются транспортные пилотируемые корабли (ТПК) «Союз».

С момента начала регулярных стартов в 1969 году корабли "Союз" стали ключевым компонентом советской и российской пилотируемых программ по освоению космоса. Космические корабли «Союз» предназначены для решения широкого круга задач в околоземном космическом пространстве: отработки процессов автономной навигации, управления, маневрирования, сближения и стыковки, изучения воздействия условий длительного космического полёта на организм человека, отработки принципов использования пилотируемых кораблей для исследования Земли, выполнения транспортных операций при полётах на орбитальную станцию, а также для проведения научно-технических экспериментов в условиях пилотируемого космического полёта.

Создание кораблей серии «Союз» имело принципиальное значение для развития отечественной космонавтики. На их конструктивной базе в условиях успешной и многолетней эксплуатации были заложены основы целостной инфраструктуры подготовки и проведения пилотируемых полётов к орбитальным станциям, что обеспечивает длительное пребывание на них космонавтов.





30. На мониторах отображается вся оперативная информация о состоянии и параметрах космических аппаратов.





31. В малом зале установлена копия панели управления сближения космического корабля с МКС.





32. Главный информационно-аналитический центр автоматизированной системы предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (ГИАЦ АСПОС ОКП).





33. Система осуществляет контроль околоземного космического пространства (ОКП), сбор и обработку информации по космическим объектам, а также анализ и прогнозирование обстановки в ОКП для обеспечения безопасности космической деятельности.





34. Зал управления космическими аппаратами серии «Луч».





35. ЦУП осуществляет имитационное моделирование полётных операций и сложных технических систем, формирование и отработку на моделирующих стендах командно-программной информации для управления полётом КА. Он обеспечивает разработку и постановку целевых экспериментов, проведение на борту аппарата прикладных исследований.

Многофункциональная космическая система ретрансляции «Луч» предназначена для обеспечения связи с движущимися объектами вне зон видимости российских наземных измерительных пунктов.





36. Зал управления космическими аппаратами серии «Электро-Л» и «Арктика-М».





37. Основная область применения космических аппаратов системы «Электро-Л» – обеспечение Росгидромета и других ведомств оперативной информацией с целью прогноза погоды в региональном и глобальном масштабах, анализа условий для полёта авиации, мониторинга климата, контроля чрезвычайных ситуаций, а также ретрансляция сигналов от аварийных радиобуёв международной спутниковой системы КОСПАС-САРСАТ, которая помогает службам поиска и спасения в определении местоположения терпящих бедствие людей.





38. Космические аппараты типа «Арктика-М» обеспечивают оперативное получение изображений облачности и подстилающей поверхности Земли в пределах наблюдаемого диска Земли в арктическом регионе, недоступном для наблюдения с геостационарной орбиты.





39. Зал управления космическими аппаратами серии «Канопус-В».





40. Зал управления оборудован унифицированными рабочими местами, оснащёнными техническими средствами приёма и отображения информации, используемой в работе, а также средствами связи и обмена информацией.

«Канопус-В» предназначен для обеспечения пользователей оперативной гидрометеорологической информацией в целях решения задач мониторинга сельскохозяйственной деятельности, техногенных и природных чрезвычайных ситуаций, картографирования, а также оперативного наблюдения заданных районов земной поверхности.





41. Зал управления космическим аппаратом «Спектр-РГ».





42. Космическая обсерватория «Спектр-РГ» оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами. Основная научная цель – построение карты всего неба в мягком и жёстком диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью. Еще один ЦУП, откуда можно управлять полетом «Спектра-РГ», расположен на предприятии-изготовителе - НПО Лавочкина.





43. В середине 90-х годов на ЦУП были возложены задачи по управлению полётами космических аппаратов научного и социально-экономического назначения (КА НСЭН), что стало принципиально новым направлением в его работе.

Для решения этой задачи в Центре управления полетами был создан отдельный сектор управления, на который, наряду с традиционными задачами специалистов ЦУПа, такими как баллистико-навигационное, телеметрическое, командно-программное обеспечение, отображение полётной информации, возлагалась задача непосредственного управления полётом КА, включая оперативное и долгосрочное планирование работ и анализ состояния служебной и научной аппаратуры.

На основе разносторонних теоретических и экспериментальных исследований в ЦУПе создана и внедрена в практику универсальная технология управления космическими аппаратами различных типов и назначений. Существующая инфраструктура ЦУПа включает полностью оборудованные для управления аппаратами залы управления, средства приёма, обработки и распределения информации, что позволяет с высоким качеством решать весь комплекс задач, связанных с управлением КА НСЭН.






44. Зал управления космическими аппаратами серии «Ресурс-П».

Комплекс программно-технических средств ЦУПа позволяет производить приём, обработку, анализ и отображение получаемой информации в режиме реального времени. Это означает, что во время сеансов связи с космическим аппаратом все данные о его состоянии становятся известны специалистам практически без задержек.

Космический комплекс «Ресурс-П» предназначен для высокодетального, детального широкозахватного и гиперспектрального оптико-электронного наблюдения поверхности Земли и передачи данных по радиоканалу на наземные пункты приёма информации.






45. Российский ЦУП создавался и продолжает развиваться как оперативное многофункциональное звено разветвлённой системы наземного комплекса управления космическими аппаратами гражданского назначения. Его современные возможности в вычислительной технике, телеметрии и расчётной баллистике обеспечивают выполнение любых задач в рамках действующей Федеральной программы по исследованию космоса.






46. В мире есть несколько центров управления полётами — в США, Европе, Японии, Канаде. Российский ЦУП — один из немногих в мире универсальных центров, способных вести управление полётом одновременно около 20 пилотируемых и автоматических КА и обеспечивать крупные международные проекты.






Смотрите также:
РКЦ «Прогресс» – производство ракет-носителей в Самаре
Космодром Восточный — запуск ракеты «Союз-2.1а»
Космодром Байконур — запуск ракеты «Союз-2»

Мой телеграм-канал: @slavastepanov
Мой instagram: @stepanovslava