III. РАБОТЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПО ПРОЕКТАМ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.4. Обеспечение работ по проектам

Информационное обеспечение космических экспериментов (ИОКЭ)

Проект "Марс-Экспресс".

Выполнено проектирование системы обработки и хранения информации (СОХИ), получаемой в ходе выполнения проекта "Марс-Экспресс".

Результаты проектирования включают в себя этапы анализа имеющейся по данному вопросу литературы, а также определения функций и структуры СОХИ.

Система предназначена для:

СОХИ проектируется как прикладная специализированная информационная система. Она разбивается на ряд уровней (слоев):

физический уровень: компьютерная аппаратура и сетевое оборудование;

программный уровень: используемые операционные системы, коммуникационное, офисное и научное программное обеспечение, требуемое для работы системы;

уровень информационных каналов: схемы информационных потоков, возникающих при приеме, обработке и хранении информации, включая взаимодействие с пользователями системы, безотносительно к конкретному содержанию проходящей по этим каналам информации;

уровень информационных процессов: доступные типы данных измерений и научных моделей и базовые операции с ними, осуществляемые системой;

функциональный уровень: интегрированные функции системы, складывающиеся из базовых операций и доступные пользователю;

пользовательский уровень: методы постановки задачи пользователем на языке функций системы, методы контроля исполнения, документирования и сравнения результатов;

системный уровень: заложенная в проект системы модель поведения пользователей (последовательность и взаимодействие решаемых задач), направленного на достижение целей проекта “Марс-Экспресс”. Вопросы взаимодействия пользователей.

Проектирование системы производится сверху вниз – от системного уровня к физическому.

Руководитель работ – канд. техн. наук В.В.Егоров, тел. 333-3589, e-mail: egorov@iki.rssi.ru

Проведены исследования по проекту запуска аппаратов с солнечным парусом в окрестности коллинеарных точек либрации, смещаемых за счет воздействия солнечного света.

Были даны оценки необходимых площадей паруса в зависимости от необходимого смещения орбит к Солнцу. Были также исследованы возможности стабилизации таких аппаратов с помощью давления солнечного света при условии закрутки аппарата около специально выбираемого направления, близкого к направлению на Солнце.

Проведены разработки по микроспутнику “Татьяна” в части системы ориентации.

Результат разработки включен в аванпроект спутника, предусматривающий возможности наблюдений Земли из космоса за счет наведения с помощью маховиков.

Проведены исследования по проекту аппарата с двигателем малой тяги Модуль - М2.

Исследования включали задачи динамики полета и управления, определяющие проектный облик аппарата: состав систем, их характеристики, сценарий полета, режимы работы двигателей, ограничения на их установку и пр. Работа проводилась в сотрудничестве с корпорацией “Энергия” и Центром Келдыша.

Проведены проектные разработки по возможностям использования РН “Протон” для запуска европейского аппарата Розетта к комете.

Были определены и приняты необходимые меры по модификации носителя и разгонного блока для решения этой задачи в кратчайшие сроки.

Работа проводилась в рамках сотрудничества с ЕКА , корпорацией “Энергия” и Центром Хруничева.

Проанализированы требования к орбитам в проекте “Интербол-3”.

В результате обсуждений с научными руководителями проекта признано, что наиболее целесообразным является полет КА в солнечно-земную точку либрации L1 с последующим возвратом к Земле и выведением на высокоапогейную орбиту ИСЗ. Была создана программа расчетов на компьютере, и с ее помощью было проанализировано большое количество возможных орбит как без гравитационных маневров у Луны, так и с одним или двумя маневрами. Анализ показал, что требованиям проекта с точки зрения как выполнения научных задач, так и затрат топлива на маневры КА наилучшим образом удовлетворяют орбиты с двумя гравитационными маневрами у Луны. Были выбраны несколько орбит для проведения дальнейших работ по проекту.

Разработка многопользовательской программной системы сетевой информационной поддержки космических проектов для планирования и проведения научных исследований.

Проводился анализ существующих проектно-ориентированных систем поддержки космических экспериментов. Определена структура базы данных и форматы представления данных, а также достаточный ряд генерируемых параметров. Выработан алгоритм добавления различных данных при возможной адаптации системы к конкретному космическому проекту.

 

Работы по созданию архивов научных данных космических проектов.

Выполнялась разработка методики построения архивов и исследование характеристик носителей информации с целью обеспечения неограниченного срока хранения научной информации.

С этой целью на серверах архива было установлено программное обеспечение, обеспечивающее синхронизацию содержимого файловых архивов больших объемов. Исследовались характеристики новых аппаратных средств хранения информации, обеспечивающих прямой доступ к большим объемам данных и сочетающих повышенную надежность хранения информации с относительно невысокой удельной стоимостью хранения. Для этого был установлен сервер с аппаратной реализацией RAID-5 на 6 IDE-дисках эффективной емкостью 800 Мбайт и проведены исследования работы системы под большими нагрузками, показавшие достаточную надежность выбранной конфигурации программно-аппаратного обеспечения. Также проводилась контрольная проверка сохранности информации на магнитных лентах.

Архив данных завершенных проектов в настоящее время состоит из более чем 4500 сеансов данных 8 проектов, имеет объем данных более 25 GВ и обеспечивает открытый доступ к архивным данным пользователям локальной сети ИКИ, а также удаленным пользователям по сети Internet. Удаленный доступ обеспечивается использованием интерфейса WWW.

Название проекта

Объем данных, Мб

Количество сеансов

Активный

3926

682

Аркад

17500

2476

Апекс

768

119

Интеркосмос-Болгария 1300

1440

221

Прогноз 7

200

193

Прогноз 8

2100

1323

Прогноз 9

45

63

Прогноз 10

365

74

Табл.1. Содержание научного Архива данных завершенных проектов

Основную часть Архива научных данных космических проектов ИКИ РАН составляет Архив данных проекта ИНТЕРБОЛ. Он содержит более 316 гигабайт научных данных проекта ИНТЕРБОЛ; из них в открытом доступе находятся более 1,2 гигабайта данных ключевых физических параметров. Архивная система обеспечивает автоматический прием, сохранность и распределение информации для сотен пользователей из десятков организаций 12 стран мира. В открытом доступе, осуществляемом через WWW-сервер проекта ИНТЕРБОЛ (http://www.iki.rssi.ru/interball), находятся орбитальная информация, данные ориентации и ключевые физические параметры.

Содержание научного Архива данных проекта ИНТЕРБОЛ представлено в табл.2:

Авроральный Зонд

Хвостовой Зонд

"Сырые данные"

20 Гб

"Сырые данные"

74 Гб

Экспресс-анализ

22.5 Гб

Экспресс-анализ

59 Гб

Обработанные данные

24.5 Гб

Обработанные данные

76 Гб

СТО

15.5 Гб

Магион 4,5

25 Гб

ВСЕГО: 316,5 Гб

Проведены работы по проекту Болгария-1300 по переработке данных с магнитных лент ЕС на современные носители в форматах, подготовленных для записи в архив.

Данные проекта переписываются со старых магнитных лент ЕС на современные носители, расшифровываются с устранением сбоев, перерабатываются в форматы, необходимые для архивирования и передаются в архив. Из 137 сеансов, переписанных со старых лент, передано в архив 97 сеансов.

Проведены работы по дешифрация данных, устранению сбоев, формированию выходных форматов приборов IMAP-3М, IESP-2 для создания архива магнитных измерений и потенциала спутника в проекте Интербол-Авроральный зонд.

Для эксперимента ИМНП-ЗМ, измеряющего магнитное поле на Авроральном Зонде (АЗ), были выполнены следующие работы:

- разработан комплекс программ по дешифрации адаптивной структуры 30-ого цифрового массива (ЦМ) телеметрии ССНИ и устранению сбоев в показаниях прибора и бортового времени;

- определено истинное время измерений (UT);

определены средние значения нулей вращающихся компонент для каждого сеанса;

- по разработанному МО создан архив магнитных измерений в осях спутника (305 сеансов);

- создан архив магнитных измерений в GSE системе координат по всем сеансам связи, для которых существуют данные расчета коэффициентов ориентации (253 сеанса).

Для эксперимента ИЕСП-2, измеряющего электрические и магнитные поля и их флуктуации на Авроральном Зонде, были выполнены следующие работы:

- разработан комплекс программ дешифрации структуры телеметрии СТО;

- разработан комплекс программ по дешифрации форматов эксперимента ИЕСП-2 и устранению сбоев в бортовом времени и сбоев в параметрах прибора;

- определено истинное время измерений (UT) с учетом всех обнулений бортового

времени телеметрии ССНИ;

- создан архив данных потенциала спутника по данным всех сеансов СТО (503 сеанса).

 

Проведены работы переработке данных проектов “Венера 13,14” и “Вега” в форматы, подготовленные для записи в архив.

Переписаны со старых магнитных лент данные перелетных сеансов, данные спускаемых аппаратов и данные пролетных сеансов.

При создании форматов данных для архива были выявлены следующие проблемы:

- пропуски в данных из-за ошибок при считывании магнитных лент;

- наличие шумов и структурных сбоев, а для Венеры – 13, 14 повторы данных, связанные с перемоткой бортового запоминающего устройства во время сеанса воспроизведения. Это потребовало отыскать отсутствующие участки данных и “закрыть” пропуски, осуществить очистку информации от сбоев, восстановить структуру данных, организовать повторные считывания плохих магнитных лент, применяя новые алгоритмы обработки данных в буфере ввода, а для Венеры – 13,14 локализовать повторы и “вырезать” их.

По проекту Вега выполнено 70% работы по созданию архива, по проек-

ту Венера –13,14 50%.Ввод оставшейся информации со старых магнитных лент будет осуществлен до конца 2003 года

Системная поддержка и информационное обеспечение Интернет-служб ИКИ.

 

Обеспечено функционирование и развитие аппаратной и программной частей Архива данных. Установлены обновления системного программного обеспечения и прикладных программ, повышающие эффективность функционирования Архива. Была продолжена перепись данных Архива на высокоплотные магнитные ленты стандарта DDS-3, а также пополнение Архива за счет перезаписи на новые носители данных проекта Интеркосмос - Болгария 1300, переобработанных данных по проекту Интербол, а также данных спутникового мониторинга Земли. Проводилась контрольная проверка сохранности информации на магнитных лентах. Для повышения скорости доступа к серверу архива произведен перевод локальной сети архива на 100-Мбит ethernet.

Произведена смена дизайна и русификация WWW сервера ИКИ.

Обеспечено обновление информации на WWW сервере института, включая освещение проведения конференции Хенд-2003, международной конференции "Теория плазмы, космические исследования и международное сотрудничество: взгляд в будущее", всероссийской конференции “Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса”, ежемесячных семинаров по механике, управлению, информатике и по спутниковым методам и системам исследования Земли, включая выездной семинар “Современные и перспективные разработки и технологии в космическом приборостроении”. Разработан Web-сервер программы ОФН-16 “Солнечный ветер: генерация и взаимодействие с Землей и другими планетами”. В связи с изменением нумерации отделов произведена модернизация базы данных Whois о сотрудниках института.

Обеспечено функционирование и развитие аппаратной и программной частей серверов телематических служб института, включая почтовый сервер, Web-сервер, серверов службы доменных имен (DNS), News-сервер, FTP-сервер. В связи с выходом из строя жесткого диска Web-сервера института произведена переустановка программного обеспечения сервера с переводом его на новую версию системного ПО (Linux kernel ver. 2.4).

Проводились работы по тестированию и установке программ-фильтров нежелательной электронной почты (спама) на почтовом сервере института и в почтовых программах-клиентах.

Проводились работы по обеспечению доступа сотрудников ИКИ РАН к публикациям эектронных издательств Springer, Academic Press, Institute Of Physics, Physical Review, а также к публикациям научной электронной библиотеки elibrary.ru

Проводились работы по обеспечению безопасности функционирования системного программного обеспечения серверов и клиентов архива данных, серверов телематических служб института и локальной сети отдела.

Разработка информационно-телекоммуникационных технологий обеспечения совместной научной деятельности взаимоудаленных научных коллективов в форме виртуального научного семинара

Выполнялись работы по созданию базы данных виртуального семинара. На сервере семинара установлено программное обеспечение СУБД MySQL. Установлены новые версии программного обеспечения веб-сервера семинара и сервера потокового вещания. Разработана структура базы данных, включающая в себя название доклада, авторов, дату проведения или выставления материалов, место проведения семинара, краткое содержание (абстракт), ключевые слова, ссылки на материалы (файлы презентации, аудио/видео материалы). Предусматривается возможность поиска по содержимому полей. Проводилась разработка прикладных программ, позволяющих автоматизировать процесс заполнения базы данных материалами проведенных семинаров.