Приложение 1 к ТЗ
на подготовку и проведение КЭ "О Гагарине из космоса"
Научно-техническое обоснование
космического эксперимента "О Гагарине из космоса"
«Открытая передача с борта РС МКС по радиолюбительскому каналу связи на наземные приёмные станции радиолюбителей всего мира изображений фотоматериалов, посвящённых жизни и деятельности первого космонавта »
1. Сущность исследуемой проблемы
Основные цели эксперимента заключаются в изучении характеристик приёма сигнала сложной природы из космоса (изображения, текст) и широкого информирования мирового радиолюбительского сообщества о 50-илетии первого пилотируемого полёта на околоземную орбиту и пропаганды истории фундаментальных достижений России (СССР) в области освоения космоса.
Эксперимент направлен на пропаганду достижений отечественной космонавтики в нашей стране и в мире. В 2011 году исполняется 50 лет первого пилотируемого космического полета.
Предлагается в рамках секции «Космическое образование» провести эксперимент «Гагарин в космосе» с целью осуществления пропаганды фундаментальной достижений отечественной пилотируемой космонавтики.
В рамках эксперимента предполагается осуществлять передачу изображений и текста, содержащих информацию о жизни и деятельности с борта МКС по радиолюбительскому каналу. Передача будет осуществляться в автоматическом режиме с периодической сменой комплекта передаваемой информации.
При подготовке эксперимента разработана методика проведения эксперимента, собран набор изображений и текстовой информации, входящей в передаваемый комплект.
Приём данных могут осуществлять радиолюбители без ограничения национальной и территориальной принадлежности. Множество радиолюбителей заинтересованы в осуществлении приёма информации из космоса, в т. ч. с борта МКС. Радиолюбительство широко распространено во всём мире. Радиолюбители осуществляют приём сигналов из самых разных географических координат.
2. Краткая история и состояние вопроса.
В качестве основного средства в КЭ "Тень-Маяк" планируется использовать уже имеющийся на борту радиолюбительский комплекс УКВ станций с антеннами, размещенными на внешней поверхности ФГБ. Бортовая УКВ аппаратура должна обеспечивать непрерывную генерацию зондирующих сигналов во время проведения сеансов КЭ "О Гагарине из космоса".
В рамках эксперимента будет проводиться открытая передача информации по радиолюбительскому каналу с мониторингом качества и количества её приёма добровольными участниками. Такой эксперимент по организации прямой и регулярной связи между МКС и наземными любительскими станциями проводится практически впервые.
Аналогичный по методике эксперимент «МАИ-75» проводится в течении нескольких лет в интересах исследовательской группы, изучающей прохождение радиосигнала через атмосферу. Однако, степень участия радиолюбителей сводилась на практике к подтверждению факта приёма радиосигнала с МКС.
В рамках предлагаемого КЭ предполагается передавать изображения и тексты, посвящённые жизни и деятельности , т. е. сигналы сложной структуры и значительной продолжительности.
Такая постановка задачи эксперимента может рассматриваться, как исследование возможности широко задействовать на добровольной основе в экспериментальной исследовательской практике изучения космоса различные профессиональные и спортивные сообщества из разных регионов планеты.
Кроме того таким образом можно обеспечить распространение без посредства СМИ сведений об исследовании космоса, причём как текущее состояние дел в этой области, так и об истории вопроса.
Важным фактором в проведении КЭ следует считать также пропаганду достижений России (СССР в недалёком прошлом) как ведущей космической державы.
3. Необходимость проведения работы в условиях космического пространства
Поскольку для проведения КЭ "О Гагарине из космоса" предполагается привлечь радиолюбителей на добровольной и безвозмездной основе, то есть непрофессиональных операторов, при том, что будут передаваться изображения и текстовая информация разного размера и информационной насыщенности, существует возможность исследовать свойства радиосвязи МКС-поверхность в широком диапазоне условий. Кроме того, решается задача проверки возможности организовать передачу большого объёма значимой информации по радиоканалу с МКС последовательно за много сеансов.
4. Описание космического эксперимента.
КЭ "О Гагарине из космоса" заключается в том, что, используя систему радиолюбительской связи «Спутник» РС МКС, работающую в диапазонах 144-146 и 430-440 МГц, и мобильный персональный компьютер RSK2 на СМ РС МКС, и подключив этот компьютер к системе «Спутник», космонавты будут передавать на Землю фотоизображения и тексты о жизни и его историческом полёте, заложенные в мобильный персональный компьютер.
Приём поступающей с борта МКС информации осуществляется ЦПОИ МАИ, а также наземными пользовательскими терминалами участников эксперимента и радиолюбителей. Сбор полученных данных осуществляется на сервере ЦПОИ МАИ с использованием ресурсов Интернета.
5. Новизна, сравнительная оценка качественного уровня КЭ.
В рамках эксперимента будет проводиться открытая передача информации по радиолюбительскому каналу с мониторингом качества и количества её приёма добровольными участниками. Такой эксперимент по организации прямой и регулярной связи между МКС и наземными любительскими станциями проводится практически впервые.
Эксперимент «О Гагарине из космоса» задействует отработанные ранее в эксперименте «МАИ-75» методики и специализированные программно-технические средства, обеспечивающие взаимодействие различных категорий пользователей с экипажем МКС по специализированным каналам связи посредством применения удаленных терминалов пользователей (УТП) на примере задействования наземного ЦПОИ МАИ и бортовой радиолюбительской системы связи «Спутник». При этом отличие КЭ «О Гагарине из космоса» состоит в значительно более широком привлечении радиолюбителей.
В рамках предлагаемого КЭ предполагается передавать изображения и тексты, посвящённые жизни и деятельности , т. е. сигналы сложной структуры и значительной продолжительности.
Такая постановка задачи эксперимента может рассматриваться, как исследование возможности широко задействовать на добровольной основе в экспериментальной исследовательской практике изучения космоса различные профессиональные и спортивные сообщества из разных регионов планеты.
Кроме того таким образом можно обеспечить распространение без посредства СМИ сведений об исследовании космоса, причём как текущее состояние дел в этой области, так и об истории вопроса.
Важным фактором в проведении КЭ следует считать также пропаганду достижений России (СССР в недалёком прошлом) как ведущей космической державы.
6. Ожидаемые научные и технические результаты КЭ "О Гагарине из космоса" и области их использования.
В результате эксперимента будут получены данные по составу добровольных участников эксперимента среди радиолюбительского сообщества, объединённые в базу данных. Также можно будет построить карту условий приёма информации по радиолюбительскому каналу из космоса, с борта МКС. Поскольку предполагается участие в эксперименте значительного числа радиолюбителей из разных стран мира, то данные о приёме будут иметь широкую вариативность по географическим и климатическим условиям, что позволит уточнить представления об условиях установления радиосвязи с космосом на планете.
Кроме того, проведение КЭ позволит фактически создать сообщество людей из разных стран мира заинтересованных в участии в перспективных научных и технологических экспериментах, проводимых российскими исследователями в области космоса. В рамках такого сообщества, при наличии координирующих усилий со стороны профессиональных исследователей, можно проводить масштабные и сложные эксперименты в области космоса и развития технологий.
Такое сообщество может также выступать как генератор идей и новаций и как площадка для квалифицированного обсуждения перспективных проектов в области космоса.
Реализация данного эксперимента будет содействовать развитию и расширению международного сотрудничества на МКС в интересах дальнейшей интеграции России в систему мировых культурных, образовательных и научных связей.
7. Ожидаемый эффект от выполнения КЭ " О Гагарине из космоса ".
Выполнение КЭ " О Гагарине из космоса " позволит:
- приобрести уникальный опыт привлечения интеллектуального и технического потенциала международного радиолюбительского сообщества для мониторинга околоземного пространства и оценить возможность использования этого потенциала для перспективных научных проектов;
- опробовать возможности передачи сравнительно больших объёмов информации из космоса, в частности передачу текста, основанную на технологии пакетного радио;
- оценить эффективность приёма больших информационных пакетов по радиолюбительскому каналу, зависимость от такого приёма от географических условий, оценить полноту и качество приёма в разных условиях. Составить карту количественных характеристик приёма.
Значение данного космического эксперимента не исчерпывается только получением научно-технических результатов, так как он также способен иметь важный социальный эффект, привлекая внимание широкой общественности к космонавтике, а молодежь - к техническому творчеству и способствуя установлению духа сотрудничества. Представляется также возможным привлечь к участию в КЭ студенческие и школьные технические коллективы путем соответствующей ориентации их деятельности.
Для использования КЭ "О Гагарине из космоса" в общеобразовательных программах целесообразно реализовать следующие дополнительные мероприятия:
- организация научных конференций учащихся по темам, связанным с проведением КЭ – пакетная цифровая связь, научные исследования на МКС и др.; выпуск и распространение соответствующих методологических, справочных и иллюстративных материалов;
Замысел и значимость КЭ " О Гагарине из космоса " освещались на международных научных конференциях и в некоторых средствах массовой информации.
Научный руководитель
Ответственный исполнитель
