Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Таймер
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: 7. Технические исследования и эксперименты
Наименование эксперимента: Комплексное изучение МКС как среды обитания и деятельности операторов
Цель эксперимента:

Цель эксперимента - изучение МКС как технической среды при проведении операторами научных исследований и служебных операций.

Определение условий работы и требований к оборудованию РС МКС, обеспечивающему выполнение научных исследований и служебных операций на борту с целью оптимизации деятельности космонавтов на орбитальной станции и использования при разработке будущих межпланетных ПКК для полетов к Луне и Марсу.

 

Описание эксперимента:

КЭ «Таймер» заключается:

- в подготовке и выполнении на борту РС МКС технических экспериментов с целью изучения МКС как технической среды при проведении операторами различных исследований и служебных операций;

- в определении условий работы операторов и требований к штатному и научному оборудованию, обеспечивающих выполнение научных и служебных операций на борту ПКК, в том числе будущих ПКК для полетов к Луне и Марсу;

- в изучении эффективности и удобства для космонавтов оборудования МКС;

- в операциях, восстанавливающих работоспособность операторов;

- исследование психофизиологического статуса космонавтов на эффективность выполнения научных и служебных операций на борту ПКК в рамках проводимого эксперимента.

В процессе выполнения исследований будут построены математические модели, описывающие изменение работоспособности операторов в зависимости от учитываемых факторов (параметры среды МКС, внешние факторы и т.д.).

В рамках данного эксперимента предполагается проведение измерений и регистрация затрат времени и характеристик движения экипажа:

- на выполнение служебных операций (в целом и поэлементно) при использовании различного оборудования и средств восстановления работоспособности;

- на выполнение научных исследований (в целом и поэлементно).

Предполагается обеспечение передачи результатов измерений и данных о работе операторов на Землю по существующим каналам связи.

Эксперимент «Таймер» включает выполнение математического моделирования движения и затрат времени экипажа на выполнение служебных операций и научных исследований (в целом и поэлементно), а также математическое моделирование характеристик изменения работоспособности операторов при использовании различного оборудования и средств восстановления работоспособности с учетом длительности полета, внешних факторов полета и т.д.

Математические модели должны описывать движение космонавтов при выполнении типовых операций: работа со штатными инструментами на станции, захват различных предметов, работа с силомоментным джойстиком и т.д. При обработке видеоинформации будут определены параметры математических моделей, описывающих движение космонавтов.

При обработке информации специализированных сеансов движений космонавтов, описываемых в методике КЭ, будут определены изменения характеристик операторов в полете (положение центра масс и т. д.). На основе математического моделирования и сопоставления движений космонавтов в типовых операциях на борту станции и в земных условиях будут определены специфические признаки подвижной деятельности операторов в условиях невесомости.

Выполняемые в рамках данного проекта эксперименты требуется проводить для режимов работы служебных систем и ПН МКС, влияющих на исследуемые параметры, и при проведении научных экспериментов, в которых необходимо учитывать исследуемые параметры.

Наземная часть исследований предусматривает создание на основе полученной информации специальных математических моделей (в зависимости от режима функционирования МКС). Решение данной задачи должно выполняться в более детальной форме после выполнения каждого этапа космического эксперимента.

Для более полного осуществления КЭ предлагается выполнять сеансы КЭ, включающие конкретные эксперименты, выполняемые экипажем при существенном изменении состава штатного и научного оборудования.

После проведения каждого отдельного эксперимента проводится экспресс-анализ его результатов, включающий математическое моделирование с использованием полученной информации.

 

Новизна эксперимента:

В настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплен значительный опыт выполнения пилотируемых полетов, в том числе и длительных, однако, комплексных исследований и программ по изучению орбитальных станций как среды обитания и деятельности операторов при проведении исследований и служебных операций с учетом создания специализированных систем и АРМ не проводилось. Комплексный подход к изучению проблемы, предлагаемый в рамках КЭ «Таймер», является новым и позволит объективно изучить орбитальную станцию как среду обитания.

Новыми в данном эксперименте будут и технические решения по созданию математических моделей методов обработки измерений. Предполагается также подготовить новые предложения по использованию полученных результатов.

 

Научная аппаратура:

На первом этапе КЭ используется штатная аппаратура станции:

- оборудование для видеорегистрации;

- аппаратура сбора, сохранения данных и передачи получаемой в КЭ информации на Землю;

- инструменты, используемые для ремонтных и профилактических работ на станции.

На втором этапе КЭ планируется использовать дополнительные научные приборы и системы:

- датчики, позволяющие космонавту регистрировать временные затраты на выполнение операций;

- датчики, измеряющие усилия операторов при их работе на борту и др.

 

Ожидаемые результаты:

 

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2011–2015 гг.
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: ОАО РКК «Энергия»
Организации участники: кафедра «Автоматизация и управление» МГУЛ, НПП «Прогресс». ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, ЦН РФ ИМБП, ИПМех РАН, Институт прикладных информационных технологий.
Научный руководитель: Беляев М. Ю., ПАО РКК «Энергия», зам. рук. НТЦ - нач. отд., д.т.н., профессор
Публикации по эксперименту:

1. А.Ф.Старкова, Р.З. Бикалов, Д.Н.Рулев, В.Н. Пантелеймонов. Анализ затрат времени экипажа на выполнение полетных операций // Труды ХL Чтений К.Э.Циолковского. Секция “Проблемы ракетной и космической техники”. Калуга, 2005г. – Издательство «Эйдос». г. Калуга, 2005. С.53-54.

2. Д.Н.Рулев, С.В.Шмаков. Описание и методика использования ресурсов при планировании полета орбитальной станции // ХХХ1V Научные Чтения К.Э.Циолковского (Калуга, 1999г.). Тезисы докладов. М.: ИИЕТ РАН, 1999. С.34-35.

3. Д.Н.Рулев, С.В.Шмаков, О.Н.Волков, В.Н.Пантелеймонов, А.Н.Чернопятов. Методика учета ресурсов топлива и времени экипажа при планировании и реализации программы полета международной космической станции // Труды ХХХV Чтений К.Э.Циолковского. Секция “Проблемы ракетной и космической техники”. Калуга, 12-14 сентября 2000г. - Казань: ЗАО “Новое знание”, 2001. С.33-37.

4. Д.О.Белов, В.Н.Пантелеймонов, В.О.Панкратов, Д.Н.Рулев, С.В.Гусев Разработка системы моделирования и учета ресурсов российского сегмента МКС. Труды ХХХVI Чтений К.Э.Циолковского (Калуга, 18-20 сентября 2001г.). Секция “Проблемы ракетной и космической техники”. – Казань: Унипресс, 2002. С.33-39.

5. В.Н.Пантелеймонов, Д.Н.Рулев. Автоматизированная система моделирования и учета использования ресурсов рабочего времени экипажа и топлива российского сегмента Международной космической станции // Труды ХХХVII Чтений К.Э.Циолковского (Калуга, 17-19 сентября 2002г.). Секция “Проблемы ракетной и космической техники”. – Казань: Казанский государственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина. 2003. С.65-70

6. Маклаков С.В., BPwin и ERwin. CASE-средства разработки информационных систем // М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000 – 256 с.

7. Г. Буч, Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++ // М.: “Издательство Бином”, СПб.: “Невский диалект”, 2001.- 560 с.

8. Дарахвелидзе П.Г., Марков Е.П., Delphi 4 // СПб.: БХВ – Санкт – Петербург, 1999. – 816 с.

9. Р. Грамет. // Основы регуляции движений. “Мир”, М., 1973. – 367с.

10. Г. Бранков. // Основы биомеханики. “Мир”, М., 1981 – 254с.

 

Последнее обновление: 16.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения