«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»

Прочитано: 45%

         Новые чувствительные и радиационно-стойкие кристаллические материалы, используемые в датчиках, позволяют не только регистрировать электромагнитные колебания ИК-диапазона радиоволн и превращать их в электрические сигналы, но и проводить определенную селекцию этих сигналов. А именно:

         - фильтрацию шумов (жесткое ограничение приема тех радиочастот ИК-диапазона, которые характерны только для факелов пламени работающих ракетных двигателей);
         - усиление информативной части изображения (повышение уровней электрических сигналов только определенных характерных частот);
         - выделение информативных признаков цели (например, регистрация эффекта Доплера, названного в честь австрийского физика и астронома Кристиана Доплера, в 1842 г. открывшего новый закон. Оказывается, что при приближении источника радиоизлучений к приемнику - в нашем случае ракета приближается к "висящему" спутнику - длина радиоволны постоянно уменьшается. И наоборот. Эффект Доплера в настоящее время широко применяется в РЛС систем ПВО, различных типах головок самонаведения ракет и т.д.).

         Создание совершенных датчиков - не единственная проблема, стоящая перед создателями новых спутников системы BSTS. Очень важным оказалось сфокусировать весь массив новых датчиков в направлении на Землю и постоянно сканировать (обозревать определенным образом, например, как это делается незаметно для глаза на экране телевизора - строка за строкой слева направо и сверху вниз) контролируемые районы планеты. Методы фокусировки хорошо изучены и достаточно просты. Наиболее рациональным техническим решением этой проблемы в радиотехнике является использование параболических антенн. Для концентрации инфракрасных электромагнитных волн используются асферические параболические зеркала. Сложность их изготовления заключается в том, что в отличие от сферических зеркал, все точки которых одинаково удалены от центра, в асферических принятое излучение необходимо переотразить в смещенную от центра и строго заданную точку. (В сферических зеркалах (антеннах) фокусирующая точка всегда "затемнена" излучателем либо приемником энергии, что, естественно, создает мертвую зону. Этот недостаток полностью устраняют асферические зеркала (антенны), в которых приемник (излучатель) энергии выведен в сторону, за активную рабочую площадь зеркала). Поэтому американские специалисты считают, что "...основной технический риск в разработке оптической технологии для датчиков космического базирования связан с изготовлением радиационно-стойких, имеющих высокую разрешающую способность легких зеркал с необходимыми оптическими характеристиками".
         Такие зеркала сейчас пробуют делать из стеклокерамики, карбида кремния и бериллия. В 1988 г. был достигнут значительный прогресс в изготовлении бериллиевых зеркал путем копирования их в пресс-форме. Самым трудным оказалось вынуть изготовленное зеркало из пресс-формы без повреждений. Открытие "освобождающего" материала значительно удешевило процесс изготовления таких зеркал. Проведенные пучками электронов бомбардировки зеркал (своеобразная имитация рентгеновского излучения ядерного взрыва) показали их хорошую живучесть. Уже продемонстрирована технология изготовления таких зеркал диаметром 1 м, однако такой диаметр явно недостаточен для оптических датчиков систем BSTS и SSTS.
         Таким образом, ИК-излучение от двигателей стартующей ракеты фокусируется сильно охлажденным бериллиевым зеркалом и переотражается на массив матричных ФПУ (также охлажденных), где происходит первоначальное выделение полезного сигнала (сигналов).
         Краткое и упрощенное описание этого процесса оставляет за скобками многие технические проблемы, не решенные до сегодняшнего дня. Так, по некоторым данным, самые современные матричные ФПУ позволяют одновременно вести и обрабатывать информацию примерно по 10 целям, что никак не может удовлетворять требованиям разработчиков системы СОИ. Не найдены пока и эффективные средства для точного нацеливания космического оружия на стартующие МБР противника. Дело в том, что, регистрируя испытательные пуски советских МБР различных классов, американские специалисты набрали определенную статистику. Знают они и очень немаловажный фактор - длину факела наших разгоняющихся ракет. Именно за вычетом этой длины в упреждающую точку и нацеливается орбитальное оружие. Эта точка, отстоящая от факела на 10-15 м вверх по траектории полета, как раз находится на середине корпуса МБР. Но введением в ракетное топливо определенных присадок или подачей холодных газов в ракетный "шлейф" можно снизить температуру выпускаемых газов, что равнозначно уменьшению длины факела. Ясно, что точка прицеливания в этом случае будет находиться в нескольких метрах (или десятков метров) впереди по курсу ракеты. Этот же эффект, но с еще большими ошибками в прицеливании, достигается размещением на носовом обтекателе ракеты специального устройства, излучающего мощное ИК-излучение. В этом случае МБР как бы накрыта горячим плащом, сливающимся с факелом ракеты и неотличимым от него по интенсивности излучения. Точно нацелить оружие на такую ракету крайне сложно.
         Далее предварительно обработанная информация поступает в процессор (бортовую цифровую вычислительную машину - БЦВМ), задача которого принять окончательное решение о цели, ее принадлежности к определенному классу ракет, а если целей несколько, то и о приоритете (важности, очередности) их уничтожения.
         Для обработки сигналов создаются сверхскоростные интегральные схемы, объединенные в сверхбольшие интегральные схемы, которые применяются в специальных запоминающих устройствах с произвольной выборкой. В сущности, все эти элементы - одни и те же электронные приспособления, только предназначенные для решения разных задач. Именно из этих элементов и состоят БЦВМ спутников системы BSTS.
         Как и все электронные полупроводниковые устройства, они особенно "боятся" радиации. Космические лучи окружающей среды могут изменить данные и команды в них, если не спроектировать защитные устройства. Гамма- и рентгеновские лучи от ядерного взрыва в космосе, а также мощный поток нейтронов могут привести к полному "склерозу" памяти БЦВМ и к необходимости ее перепрограммирования. Радиационно-стойкие ЗУПВ составляют большую часть интегральных (т.е. множество элементарных, суммированных в одной) схем в бортовом процессоре спутника - их число может достигать 10 тыс. и более.

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»