Работа над ExoMars-2022⁠⁠

Космическая программа ЭкзоМарс состояла из двух этапов: запуск орбитального модуля TGO со спускаемым модулем «Скиапарелли» в 2016 и отправка на Красную планету посадочной платформы с марсоходом в 2020, позднее перенесённая на 2022. Наш отдел участвовал в обоих этапах. Когда я пришёл в ИКИ РАН, то как раз начались работы по реализации ЭкзоМарса-16. Моя вовлечённость в эту миссию ограничилась разработкой небольшого блока интерфейсов термодатчиков. Это был первый успешный запуск нашего отдела после моего прихода. И прибор, созданный нашей командой, успешно функционирует на орбите Марса до сих пор.

А вот к началу работ по ЭкзоМарсу-2020 в нашем коллективе произошли некоторые изменения и я стал основным проектировщиком печатных плат. Так что мне перепала честь поучаствовать в создании аж трёх приборов научного комплекса, а также некоторых устройств для наземных испытаний.

Наш «родной» блок БИП был центральным устройством комплекса научной аппаратуры на посадочной платформе (позже получившей название «Казачок»). Среди его задач были приём полученных данных от научных приборов, хранение их во флэш-памяти и выдача в радиоканал.

Во время проектирования мы столкнулись с решением ряда неожиданных задач. Так центральный процессорный узел был выполнен на гибко-жёсткой печатной плате, впервые в нашей практике. В то время уже работали санкции на поставку в Россию радстойких электронных компонентов, поэтому множество привычных нам ЭРИ были заменены отечественными аналогами. При этом некоторые только-только поступили в производство и наши электронщики и программисты отлавливали неточности и особенности их работы.
Создание блока для меня началось с проектирования плат для функциональной модели (ФУМО) БИП. Это устройство, полностью отражающее функционал штатного блока, но без требований к корпусу. То есть, можно было вообще всё запихнуть в одну плату - и вот макет готов. Мы же сделали идентичную структуру, но в пластиковом OKWшном корпусе. Далее последовала разработка технологического образца, уже в штатном корпусе, который габаритами меньше пластикового. У меня возникли трудности с умещением схем в габариты печатных плат. Для штатных образцов компоненты были заменены на стойкие к воздействию спецфакторов, а их размеры часто больше, чем у их ширпотребных версий. Сложностей с запихиванием всего прибавилось и мне пришлось героически их преодолевать.
Стоит ли говорить, что вся работа была выполнена успешно и в весьма сжатые сроки? Да, порой приходилось перерабатывать, но и на зарплате это отражалось положительно. Как бонус - гордость за результат своей работы.

Магнитометр МЕГРЭ формально был прибором другого отдела, но его разработкой занимались мы. Прибор состоял из трёх наших плат и одной, разработанной в Чехии, которые соединялись с помощью разъёма PC-104. С МЭГРЭ, насколько помню, всё было понятно и не особо сложно. Даже и не знаю, что тут сказать.

А вот третий прибор - МГАК - очень интересный и сложный по своей сути. Мне довелось разрабатывать узлы для его составной части ГХМ. Это газовый хроматограф для анализа состава атмосферы. Созданием этого устройства мы также занимались по просьбе другого отдела.
Сразу было ясно, что разработка будет сложной и очень затратной по всем ресурсам. Очень мне не хотелось в это ввязываться и я до последнего надеялся, что это всё обойдёт меня стороной, но в итоге задача спроектировать печатные платы в установленные сроки была поручена именно мне.

Скажу вкратце, что внутри хроматографа были как измерительные цепи, так и силовые, и цепи управления, идущие к разным функциональным узлам в разных частях блока. Сам блок при не очень больших размерах имел чрезвычайно насыщенную компоновку. Баллоны, газовые магистрали, датчики, компрессоры и чего вообще там только не было. Вся электроника получилось достаточно сложной и платы я разводил, учитывая множество нюансов. Разработка документации также была весьма "занимательной". Но весь этот опыт был ценный и уникальный. Жаль, конечно, что это устройство так и не добралось до Марса.

Также наш отдел занимался разработкой бортовой кабельной сети научного комплекса и разработкой блока управления метеокомплексом. Этими задачами занимались мои коллеги.

Время работы над этой миссией было очень интересным. В институте постоянно проходили международные конференции, встречи, двусторонние командировки. В Европе всегда находился кто-то из нашего отдела по тем или иным вопросам. К нам в отдел приезжали испанцы на стыковки своего датчика АМР. Мы смотрели, как по команде датчик "выстреливает" и падает на пол. Так же мы ходили смотреть на тестовое раскрытие метеоштанги. Это всё впечатляло, ведь именно так всё должно было работать там, на Красной планете.

Так как одной из целей миссии был поиск следов жизни, необычной практикой для нас была планетарная защита комплекса научной аппаратуры. Это делалось для того, чтобы исключить "загрязнение" другой планеты следами биологической активности. Если правильно помню, приборы прошли очистку газом, были герметично упакованы и доставлены во Францию. Дальше все работы велись в чистых помещениях, доступ в которые осуществлялся после специального инструктажа и в защитных костюмах.

К сожалению, судьба ExoMars-2022 оказалось не такой радостной, как у его предшественника. Как я упомянул в начале, на орбите Марса работает наш блок электроники в составе устройства ACS. Недавно наша команда отметила десятилетие успешной работы этого прибора, с помощью которого были получены уникальные научные данные.
Совсем скоро исполнится год с момента запуска второй пары аппаратов Ионосфера-М. Кто знает, возможно десятилетие этого эксперимента мы тоже отметим коллективом причастных. А пока что продолжаем работать над научными приборами и служебными системами других перспективных космических миссий. В надежде, что эти труды не останутся на Земле.