Разработка российской космической электроники идёт полным ходом!

По актуальной сегодня космической теме замолвлю пару слов. В настоящее время строительство российских космических аппаратов осложняется отсутствием отечественной компонентной базы космического класса, которая была бы устойчива к радиации, перепадам температур и т.п.

На мой взгляд, большой четырёхлетний перерыв между миссиями «Луна-25» и «Луна-26» обусловлен именно этим. Этим же скорее всего обусловлена задержка с полётом «Луны-25», для которой отсутствующую часть компонентной базы пришлось в то время заменять на имеющуюся доступную. В частности, два года пришлось переделывать посадочный радар.

С теми же самыми проблемами столкнулось и производство спутников ГЛОНАСС. В связи с этим была начата работа по импортозамещению космической ЭКБ. Так, ещё в 2021-м году я писал о том, что уже тогда был проведён анализ используемых в ГЛОНАСС типономиналов электрорадиоизделий импортного производства и осуществлена их унификация.

В результате проведённой работы более шести тысяч типономиналов для системы ГЛОНАСС сократили до нескольких сотен. Как результат, возникла унификация приборов и их составных частей. Это, в свою очередь, обеспечило удешевление и сокращение времени их производства.

Но это ещё не всё. Для трети из полученного количества типономиналов нашлись отечественные аналоги. Они не применялись, потому что при создании бортовой аппаратуры использовались западные системы автоматизированного проектирования, которые имели только западные базы, каталоги и библиотеки электронных компонентов.

Так что не всё так плохо и есть, с чего начинать. Кроме того, треть элементов российского производства сейчас не используются, потому что они не квалифицированы на работу в течение 15 лет в жестких условиях космического пространства, хотя либо могут там работать либо их несложно доработать до нужных требований. Поэтому была организована работа по доквалификации и доработке таких электрорадиоизделий.

В настоящее же время в самом разгаре опытно-конструкторские работы, изменения схемных решений и перепроектирование электронных схем приборов с импортных комплектующих в системах ГЛОНАСС на отечественные. В результате ожидается, что к 2025-26 годам космические аппараты системы ГЛОНАСС будут на 100% выпускаться из электронной компонентной базы отечественного производства.

В качестве примера импортозамещения космической ЭКБ я могу представить разработки АО «НПП «Алмаз». Ещё в январе 2023 года в СМИ прошла информация о том, что эта компания разрабатывает (ещё только разрабатывает) мощные лампы бегущей волны для организации космической связи.

Лампы бегущей волны — одни из ключевых элементов спутниковой связи, служащие усилителями мощности сверхвысокочастотной радиоволны и позволяющие увеличить расстояние доставки радиосигнала.

Анонсировалась разработка мощных ламп бегущей волны для наземных систем космической связи, позволяющих создать инфраструктуру для цифрового телевещания, высокоскоростного доступа в Интернет, услуг проводной и мобильной связи по всей стране. Серийное производство устройств планируется запустить в 2025 году после прохождения всего цикла испытаний.

А вот на днях прошла новая информация, что уже разработаны… внезапно — лампы бегущей волны нового поколения для применения в космических аппаратах. Вот те раз… То есть, с лампами бегущей волны космического класса у нас, оказывается, даже лучше, чем с наземными.

Для справки, с 1965 года и по настоящее время только для средств космической связи разработано 36 типов ЛБВ, изготовлено и поставлено более 1 500 штук, суммарная наработка в космосе более 36 000 000 часов!

А теперь новые изделия стали более компактны и энергоэффективны, но при этом имеют рабочую полосу частот в 2 раза шире, чем предыдущие модификации подобных изделий. Образцы новых СВЧ-приборов впервые демонстрируются на форуме «Армия-2023».

Лампы бегущей волны (ЛБВ) предназначены для усиления мощности СВЧ-сигналов в бортовых радиопередающих трактах космических аппаратов связи.

ЛБВ имеют двуханодные электронные пушки, что позволяет более гибко настраивать изделие и регулировать его режимы питания в более широком диапазоне. Благодаря примененным схемотехническим решениям, потребляемую мощность новых СВЧ-приборов удалось сократить на 10-20%, а массогабаритные характеристики — на 15%.

Генеральный директор НПП «Алмаз» Михаил Апин рассказал:

Новые ЛБВ соответствуют всем требованиям к электронно-компонентной базе радиопередающей аппаратуры спутников связи и других космических аппаратов. Нам удалось значительно повысить уровень технических характеристик по сравнению с предыдущими модификациями.

ЛБВ не содержат импортных комплектующих, производство выполняется только по отечественной технологии, которая содержит ноу-хау и является интеллектуальной собственностью России.

Конструкция данных изделий является базовой для разработки следующих поколений приборов с улучшенными параметрами.

Также НПП «Алмаз» представило первые серийные ЛБВ с охлаждением коллектора методом излучения тепла в открытое космическое пространство, а в безвоздушном пространстве). Данный тип приборов позволяет снизить тепловую нагрузку на систему обеспечения терморегуляции космического аппарата более чем в 2 раза, что в свою очередь увеличивает стабильность работы спутника в режимах приема-передачи информации.

Охлаждение ЛБВ методом инфракрасного излучения в открытое космическое пространство (в воздухе это был бы обычный радиатор, а тут… теплопроводящая пластина на теневой стороне спутника?) способствует уменьшению выделения тепла внутри космического аппарата и экономит энергию на функционирование системы охлаждения и терморегулирования.

Так что разработки продолжаются и будут продолжаться. Переход на отечественную компонентную базу космического класса, несмотря на большие трудности (связанные, в основном, с дефицитом специалистов) происходит уверенно и неумолимо.