В подмосковном городском округе Королёв находится ЦНИИмаш (головной научно-исследовательский институт госкорпорации «Роскосмос») и его крупнейшее подразделение — ЦУП, центр управления полётами. Именно отсюда управляют полётами российского сегмента Международной космической станции (МКС), транспортных пилотируемых кораблей «Союз» и грузовых кораблей «Прогресс». ЦУП также обеспечивает управление автоматическими космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения, отвечает за связь с ними — аппараты передают на Землю огромное количество разнообразной информации. Центр обрабатывает данные и при необходимости посылает в космос ответные команды.
ЦУП, а точнее — вычислительный центр НИИ-88 (так до 1967 года назывался ЦНИИмаш), построили незадолго до полёта Юрия Гагарина. Первыми объектами, в управлении которыми участвовал вычислительный центр НИИ-88, были автоматическая станция «Луна-4» и пилотируемые корабли «Восток-5» и «Восток-6».
Сейчас здесь круглосуточно трудятся сотни людей — планируют полёт, обеспечивают связь с экипажем, контролируют состояние космонавтов, следят за работой бортовых систем станции. ЦУП может одновременно управлять полётом 20 космических аппаратов — как автоматических, так и пилотируемых.
В 1965 году вычислительный центр НИИ-88 преобразовывается в координатно-вычислительный центр (КВЦ) по информационному обеспечению государственных комиссий, обработке и отображению информации при лётно-конструкторских испытаниях космических аппаратов.
В 1973 году для обеспечения реализации экспериментального проекта «Союз» — «Аполлон» на базе КВЦ ЦНИИмаша создаётся советский Центр управления полётами. Первая стыковка на орбите пилотируемых космических кораблей и встреча экипажей были успешно осуществлены в июле 1975 года. С 1977 года на ЦУП возлагаются задачи по управлению полётами космических кораблей, пилотируемых орбитальных и автоматических межпланетных станций. В течение трех лет ЦУП работал с пилотируемой долговременной орбитальной станцией «Салют-6». В 1982-1991 гг. ЦУП обеспечивал управление полётом станции «Салют-7». С 1986 по 2001 гг. специалисты центра вели непрерывные работы с пилотируемой орбитальной станцией «Мир». ЦУП также управлял автоматическими межпланетными станциями для полётов к Луне, Венере, комете Галлея, к Марсу и его спутнику Фобосу.
В 1987 году в составе ЦУПа вводится в эксплуатацию технический комплекс для управления полётом универсальной ракетно-космической транспортной системы «Энергия — Буран». Для обеспечения лётно-конструкторских испытаний орбитального корабля «Буран» в составе ЦУПа был создан дополнительный центр управления. Полёт корабля «Буран» состоялся в ноябре 1988 года.
Главный зал управления полётом российского сегмента МКС построен в классической форме кинозала с большими экранами и рядами мест для операторов. Поначалу ЦУП хотели построить в виде планетария — группу управления посадить под куполом, где воспроизводились бы участки звёздного неба с изображением пролетающего корабля. Но в итоге выбрали более традиционный и удобный вариант.
Сменный руководитель полётом — одна из главных должностей ЦУП. Общаться с космонавтами можно только с трёх рабочих мест — и одно из них занимает сменный руководитель полётом.
В главном зале управления установлен огромный экран размером 6 на 9 метров для отображения информации. Изначально изображение передавалось на экран проекторами, которые находились позади него. Сейчас установлено современное полноцветное табло на базе 69 светодиодных модулей, которые установили (повтор) интегрировали в существующую конструкцию в виде дугообразной ниши радиусом 28 метров.
Группа обеспечения функционирования системы управления движением и навигации (СУДН). Система нужна, чтобы скорректировать положение космической станции при движении на орбите, позволяет ему перемещаться в пространстве и поддерживать нужные параметры.
В Центре управления полётами функционирует Главный зал управления полётом российского сегмента МКС, который создавался в своё время для обеспечения полёта корабля «Буран». На центральном экране обычно отображается огромная карта Земли, на которой графически показана станция. А во время запуска кораблей — «Союз» или «Прогресс», летящие к МКС. По движению объектов можно определить траекторию полёта и узнать, над какой частью планеты они находятся.
Информация на экранах зависит от выполняемых на данный момент работ. Например, во время запуска корабля на них выводятся сведения о его орбите и задаче новой экспедиции. А во время выхода в космос — параметры систем жизнеобеспечения скафандров.
В главном зале управления работают сменный руководитель полётом и специалисты, ответственные за работу различных бортовых систем станции. Операторы планируют полёт и контролируют его этапы, обеспечивают связь с экипажем, врачи следят за состоянием команды. У каждого — своё рабочее место с пультами, компьютерами и связью.
Управление полётом космического аппарата – сложный технологический процесс, он направлен на обеспечение деятельности экипажа и работы бортовых систем, выполнение научно-исследовательских и практических хозяйственных задач, предусмотренных программой полёта.
Этот процесс должен протекать организованно и слаженно, обеспечивая безопасность экипажа и выполнение предусмотренной программы.
Рабочее место сменного руководителя полётом. Специалисты Центра управления полётами находятся на постоянной связи с академическими и отраслевыми научно-исследовательскими организациями, разработчиками космической техники.
На большом экране отображается надпись «Ключ на старт» и необходимая текущая информация о параметрах космического аппарата ходе предстартовой подготовки. Фраза «Ключ на старт» стала знаковой после запуска на орбиту космического корабля с Юрием Гагариным. После этой команды оператор пуска поворачивает ключ и нажимает кнопку «Пуск» — и запуск ракеты переводится в автоматический режим.
Есть традиция — после благополучного завершения полёта этот ключ дарят космонавтам.
В момент запуска ракеты на экранах отображается прямая трансляция с космодрома. Одновременно можно увидеть основные параметры бортовых систем.
Реализация программы МКС была начата 20 ноября 1998 г. после старта российского функционального грузового блока «Заря», который стал базовым элементом МКС. Роль России в этом проекте – одна из ведущих. Опыт, накопленный российской космонавтикой за период эксплуатации собственных пилотируемых орбитальных станций, во многом стал практической базой для создания МКС. С 2000 года станция является постоянно обитаемой. На её борту, сменяя друг друга, по несколько месяцев работают экипажи основных экспедиций.
Станция делится на две основные части: российский и американский сегменты МКС. Российский сегмент (РС МКС) управляется из подмосковного Центра управления полетами в г. Королёве. Выполнение программы полёта на МКС обеспечивается постоянной круглогодичной работой экипажей.
При запуске пилотируемых космических аппаратов на экранах отображается экипаж в режиме реального времени.
После запуска на экране отображается схема выведения ракеты и точки отделения ступеней.
Момент отделения третьей ступени.
Специалисты ЦУПа оперативно анализируют действия экипажа корабля, состояние бортовых систем, координируют и направляют их работу. Они взаимодействуют со службами космодрома, командно-измерительным и поисково-спасательным комплексами, Центром подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина.
Объявляется об успешном отделении третьей ступени — корабль выведен на промежуточную орбиту.
Гости, присутствующие на втором ярусе в главном зале управления, начинают аплодировать. Второй ярус главного зала — это балкон, на котором собираются родственники космонавтов, журналисты, представители космических агентств. Сюда можно попасть даже в рамках экскурсии — вживую посмотреть как управляют запуском космических аппаратов.
Работа представителей СМИ.
Конструкция зала продумана так, чтобы гости не мешали работе специалистов ЦУП — снизу практически не слышно голосов. А ещё на балконе находятся телефоны для прямой связи с экипажем.
Для гостей проводят экскурсии — рассказывают о работе ЦУП, объясняют все процессы. Дети обычно обращают больше всего внимания на главный экран и телефоны, по которым можно «позвонить в космос».
Аппарат для связи с экипажем МКС.
Группа связи с экипажем (ГСЭ).
На мониторах группы связи с экипажем можно отследить расписание космонавтов, их состояние, время сеансов связи.
Специалисты ЦУП не просто управляют космическими аппаратами, но и решают связанные с этим математические задачи, собирают и анализируют информацию о полёте, ведут связь с космонавтами. И одна из самых сложных и ответственных задач – проведение ВКД (внекорабельная деятельность) – работы с выходом в открытый космос.
Каждый выход человека в космос — тщательно спланированная операция. Подготовка к ВКД начинается ещё на Земле в ЦПК, где в гидролаборатории на макете РС МКС отрабатываются все операции, которые предстоит провести в открытом космосе. На борту активная подготовка стартует за две-три недели до запланированной даты выхода: участники экспедиции тщательно проверяют снаряжение и оборудование, еще раз подробно обсуждают с Землей выполнение работ, а также подготавливают саму станцию к предстоящей работе. Выход в открытый космос длится около 6 часов.
