Эксперимент «МАИ-75», основные результаты и перспективы

Эксперимент «МАИ-75», основные результаты и перспективы развития в
образовательной деятельности
Авторы: Алифанов О.М., зав. кафедрой 601, д.т.н., профессор, член - корреспондент РАН, МАИ;
Бирюкова Н.С. инженер 2 категории, ФГУП ЦНИИмаш; Оделевский В.К., зам. зав. кафедрой 610,
доцент, к.т.н., МАИ; Самбуров С.Н., главный специалист, РКК «Энергия»; Спирин А.И., начальник
отдела, РКК «Энергия»; Фирсюк С.О., зам. декана факультета № 6, МАИ.
Космический эксперимент (КЭ) «МАИ-75» («Космические аппараты и современные
технологии персональных коммуникаций связи») проводится на Российском сегменте
Международной космической станции (РС МКС) с 2005 года.
Назначение эксперимента состоит в отработке технологии оперативного получения,
передачи и предоставления видеоинформации из космоса в интересах решения задач
образовательных
учреждений,
пользователей
мобильной связи и сети Интернет.
Целью эксперимента «МАИ-75» является
разработка и обоснование принципов построения,
функционирования, основных этапов создания и
развития
перспективной
информационной
и
телекоммуникационной спутниковой системы в
Московском
авиационном
институте
(МАИ),
обеспечивающей
предоставление
в
реальном
Российский космонавт М.В. Тюрин
масштабе времени видеоинформации из космоса
во время сеанса радиосвязи с МАИ.
широкому
кругу
пользователей
в
рамках
образовательного сообщества России.
В
ходе
эксперимента
проводятся
работы,
направленные
на
практическое
подтверждение
возможности передачи видеоинформации из космоса в
режиме реального времени на общедоступные наземные
пользовательские терминалы, в том числе различным
пользователям в системе аэрокосмического образования.
Проведение эксперимента «МАИ-75» осуществляется с
помощью имеющейся на борту PC МКС цифровой фотоРадиостанция Kenwood D700E.
видеоаппаратуры и системы связи радиолюбительского
диапазона. Первая используется для выполнения предусмотренных программой эксперимента
фото-видеосъѐмок сюжетов, вторая - для последующей передачи видеоизображения на
Землю. Для хранения, подготовки и передачи на Землю фото-видео информации используется
компьютер класса Ноутбук, имеющийся на борту PC МКС, с операционной системой и пакетами
программного обеспечения. Данные по эксперименту передаются с помощью
радиолюбительской системы связи, основным элементом которой является бортовая
радиостанция KENWOOD TM D700 системы радиолюбительской связи «Спутник» (РЛС
«Спутник»).
Сеансы связи по передаче изображений в формате SSTV («Slow Scan Television»«Телевидение c медленной разверткой») с борта РС МКС при проведении эксперимента «МАИ75» осуществлялись в диапазонах 144-146 МГц и 430-440 МГц. В эксперименте используется
канал связи на радиолюбительских частотах, что позволяет
значительно расширить число участников КЭ как в России, так
и во всем мире. Результаты эксперимента возможно получать,
находясь на рабочем месте, для чего достаточно иметь
приёмо-передающее
оборудование,
работающее
на
радиолюбительских частотах УКВ диапазона. Для обеспечения
проведения эксперимента на территории МАИ развернут
Центр приема и обработки информации (ЦПОИ), на основе
которого в дальнейшем планируется создать учебный центр
технологии съемок Земли из космоса.
Всего за время проведения эксперимента было
осуществлено 120 сеансов связи между РС МКС и ЦПОИ МАИ, продолжительностью каждого от
9 до 15 минут, получено свыше 240 видеоизображений размером от 14 до 94 Кбайт каждое.
После предварительной обработки полученные изображения размещаются в сети Интернет на
специальном сайте, где их могут рассматривать, изучать и обрабатывать, как участники
образовательной программы, так и обыкновенные пользователи.
В результате выполнения эксперимента «МАИ-75» создана научно-техническая основа
для практического использования ресурсов РС МКС при подготовке специалистов по отработке
технологии и технических средств, обеспечивающих общение и совместную работу студентов с
космонавтами, по изучению и освоению процесса управления МКС, а также по передаче с
борта МКС на наземные студенческие пункты приема, за счет использования средств
радиолюбительской связи на борту МКС, различных видов информации (голосовая,
телеметрическая, черно-белое цветное фото и видеоизображения, печатный текст),
получаемой в результате проведения научно-образовательных экспериментов, в том числе по
отработке отдельных элементов перспективной спутниковой образовательной системы.
Аппаратная часть ЦПОИ
МАИ. Общий вид
оборудования ЦПОИ МАИ,
2013 год.
Образцы принимаемых изображений с РС МКС по радиолюбительскому каналу связи в ходе
сеансов КЭ «МАИ-75».
Часть
из
полученных
видеоизображений
http://www.issfanclub.com/image/tid/54.
представлена
на
сайте
Использование информации из космоса в учебном процессе средней и высшей системы
образования,
позволит
повысить
эффективность
преподавания
дисциплин
естественнонаучного цикла, а также обеспечить дополнительное привлечение внимания
общественности к ходу реализации космических программ.
Возможности
современных
инфокоммуникационных технологий, и,
прежде всего – сети Интернет и операторов
мобильной (сотовой) связи – позволяют
обеспечить
непосредственную
работу
участников образовательной программы с
развернутым
на
борту
МКС
видеооборудованием общего назначения.
Используя
Веб-интерфейс,
участники
программы через специальный сайт
получают
возможность
управлять
цифровой камерой, установленной на РС
МКС, в соответствии с публикуемым в
Интернете графиком работ с камерой и данными о динамике движения подспутниковой точки
МКС.
Полученные научные результаты КЭ «МАИ-75» активно используются для разработки
учебно-методических пособий для проведения студентами университета лабораторных работ,
основными целями которых являются:
 ознакомление
студентов
с
принципами
обеспечения устойчивой связи с космическими
аппаратами на примере взаимодействия УТП ЦПОИ
МАИ и РС МКС;
 изучение студентами принципов радиосвязи в
формате телевидения с медленной разверткой – SSTV
с целью подготовки к практической работе на
радиосвязном оборудовании лаборатории «ЦПОИ
МАИ».
Студенты Московского
авиационного
института участвуют в
На
последующих
этапах
эксперимента
сеансе КЭ «МАИ-75».
предусматривается
использование
созданной
материально–технической базы в учебном процессе и использование сеансов связи с РС МКС с
целью отработки на борту РС МКС основных компонентов создаваемых в МАИ малых
космических аппаратов (КА), в том числе:
-отработка учебно-методической документации по управлению КА на примере
задействования РЛС «Спутник», организации персональных коммуникаций между
пользователями на Земле и информационными ресурсами внутри МКС;
-обеспечение проведения сеансов связи в рамках работы образовательных научнотехнических секций ВУЗов для обретения опыта по управлению КА;
-отработка взаимодействия с партнерами при выполнении совместных проектов и обмене
информацией (технической, методической, целевой);
-проверка возможности включения в учебный процесс в ВУЗах аэрокосмического профиля
информационных и телекоммуникационных ресурсов, как существующих, так и производимых
в процессе проведения эксперимента.
Все
изображения
предоставлены
Московским
авиационным
институтом
(Национальным исследовательским университетом) (МАИ (НИУ)).
Станции приема данных с борта РС МКС в ходе
сеансов КЭ «МАИ-75».