21 сентября 2016 года
состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук
Члены Президиума заслушали научное сообщение «Программы научно-прикладных исследований на борту Российского сегмента Международной космической станции и новые технологии управления экспериментами».
Докладчик — член-корреспондент РАН Владимир Алексеевич Соловьев, первый заместитель генерального конструктора РКК «Энергия» имени С.П. Королева.
Первый космический полет Ю.А. Гагарина в 1961 году утвердительно ответил на один из важнейших вопросов пилотируемой космонавтики: может ли человек жить и эффективно работать на борту космических кораблей. Последовавшие за ним непродолжительные (до пяти суток) полёты продемонстрировали, что участие человека в космических исследованиях существенно повышает их эффективность, и фактически стали прологом широкомасштабного выполнения программ научных и прикладных исследований (НПИ) на пилотируемых космических комплексах (ПКК).
Расширение объема выполнения научных программ на борту длительно функционирующих ПКК типа «Салют» по числу направлений и объектов исследований привело к постановке новых задач, потребовавших новых организационных и методических решений. В первую очередь, это — отбор экспериментов для включения в программу и их оптимальное распределение по временной шкале согласно циклограмме полета при наличии многочисленных и взаимосвязанных технических, технологических и ресурсных ограничений.
В то же время, прогресс в технологиях создания и целевого использования пилотируемых комплексов, сопровождаемый, в частности, беспрецедентным ростом сложности и стоимости модулей Международной космической станции (МКС) на фоне растущей потребности человечества в исследованиях на орбите, привели к тому, что накопленный на предшествующем этапе опыт управления формированием и осуществлением программ НПИ на ПКК стал, в значительной мере, терять свое значение не только в методологическом, но и в практическом смысле. Насущной необходимостью сегодня стал системный анализ новых условий и факторов, осложняющих принятие управленческих решений в рассматриваемой области.
Современные ПКК стали конструктивно сложнее орбитальных станций предыдущих поколений, а устанавливаемые на них комплексы целевых нагрузок и реализуемые программы НПИ — более разноплановыми. Если полетные задания экипажей на ранних этапах освоения околоземного космического пространства содержали сравнительно небольшой перечень планируемых к решению в ходе полета научных задач (до трех-четырех), то Долгосрочная программа НПИ для российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) в настоящее время (версия 2012 г.) содержит уже шесть крупных комплексных направлений исследований по десяти секциям Координационного научно-технического совета Роскосмоса (КНТС).
В ходе длительного полета ПКК внутри направлений программы НПИ постоянно идет процесс ранжирования исследований в соответствии с определенными на данный момент приоритетами. Кроме того, одни исследования завершаются, другие — начинаются. Соответственно, научная аппаратура (НА), выполнившая задачу или вышедшая из строя, утилизируется, а новая НА по мере завершения наземной отработки, доставляется на борт. В настоящее время на борту РС МКС активно внедряется технология сменных полезных нагрузок с использованием универсальных рабочих мест (УРМ).
Между ресурсами, выделяемыми для выполнения программ НПИ, существует взаимосвязь. Ситуации, когда образовавшиеся из-за изменений в процессе полета совокупности ресурсов оказываются неоптимизированными, становятся вполне обычным явлением. Одних ресурсов — больше (полностью использовать невозможно), других — меньше: в результате этого аппаратура простаивает, а экипаж оказывается недозагружен. В таких случаях выполнение программ НПИ становится неэффективным с точки зрения использования ресурсов РС МКС.
Проявления несоответствия современного эксплуатационно-технического уровня ПКК и методов управления ими могут быть весьма различными, но проблема имеет один общий объективный источник — неуклонное возрастание сложности процесса управления пилотируемыми комплексами, а также способов их целевого использования в связи с усложнением экономических отношений, производственных связей и т.д.
Основная задача управленческой деятельности при формировании и реализации программ НПИ — обеспечение максимальной пропускной способности российского сегмента МКС по выполнению космических экспериментов (КЭ) в условиях существующих институциональных регламентов, положений по ракетно-космической технике, ГОСТов, ОСТов, технологических, организационных и ресурсных ограничений, определяемых программой полета.
Особенностями этой деятельности являются большое количество участников со своим интересами: Роскосмоса, ученых РАН, головных организаций ракетно-космической отрасли (ФГУП ЦНИИмаш, ФГБУ НИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина, ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королева), организаций постановщиков экспериментов и разработчиков НА различных ведомств. Соответственно, возникают конфликты интересов (много участников со своими индивидуальными предпочтениями).
Исходя из вышеприведенных особенностей, формировать и планировать программы НПИ для экспедиций на МКС, базируясь только на общих запланированных для всего полета перечнях экспериментов, стало сложно и неэффективно. Нужны автоматизированные системы и системы поддержки принятия решений, как при формировании программ НПИ, так и при контроле их выполнения в процессе полета. Тем более что развитие информационных технологий, начиная с середины 1990-х годов, открыло широкие возможности по внедрению новых методов и технологий управления, основанных на накопленных знаниях, а также по использованию экспертных систем и систем поддержки принятия решений (СППР) для широкого круга задач моделирования и оптимизации.
Принимая во внимание, что процесс полета МКС будет осуществляться, по меньшей мере, до 2024 года, использование новых информационных технологий и создание СППР для формирования и управления программами НПИ позволит добиться качественно новых результатов в обеспечении эффективного использования ПКК.
В докладе показано, что выполненный комплекс работ по подготовке и проведению экспериментов в ходе длительных полетов на орбитальном комплексе «Мир» и РС МКС позволил выработать уникальную методологию эффективной реализации программ НПИ и отработать новые технологии управления полетом и экспериментами, которые включают в себя:
· Методологию формирования программ научно-прикладных исследований и экспериментов на орбитальных космических станциях, учитывающую, в том числе, интересы научного сообщества.
· Принципы построения и эксплуатации орбитальных станций, обеспечивающие эффективное выполнение программ исследований и экспериментов с длительным поддержанием работоспособности бортовых систем РС МКС.
· Технологию размещения полезных нагрузок на борту РС МКС, включающую использование универсальных рабочих мест, унифицированных электрических и информационных интерфейсов, бортовой информационной системы и т.д.
· Сквозную организацию работ по комплексу целевых нагрузок, разработку требований к исследовательской аппаратуре, выпуск необходимой документации для размещения аппаратуры на РС МКС, создание методов автономной и комплексной наземной отработки.
· Методологию решения задач оперативного управления экспериментами; критерии, характеризующие качество управления экспериментами; математические модели, используемые при проведении научных исследований на МКС.
· Методы планирования и управления экспериментами, позволяющие комплексировать и оптимизировать программу выполняемых исследований. Эти методы дают возможность наилучшим образом распределить во времени планируемые эксперименты, повысить объем и качество научной информации, снизить требуемые для проведения экспериментов затраты энергии и ресурсы бортовых систем.
Внедрение указанных методов в практику управления полетом орбитальных станций позволило значительно расширить программу научных исследований и экспериментов и повысить ее эффективность. На протяжении последних десятилетий наша страна была лидером в освоении космического пространства с помощью долговременных ПКК, что предопределило новизну представляемых автором результатов не только в нашей стране, но и в мире.
В обсуждении доклада приняли участие:
чл.-корр. А.М. Сергеев, ак. Г.А. Попов, ак. А.И. Григорьев, ак. Ю.М. Михайлов, ак. В.Е. Фортов, ак. А.А. Дынкин, ак. Л.М. Зеленый, ак. С.М. Алдошин, д.т.н. Н.А. Эйсмонт.
На заседании рассмотрен вопрос о присуждении премии имени А.Н. Белозерского 2016 года (представление Экспертной комиссии и бюро Отделения биологических наук РАН) академику Алексею Алексеевичу Богданову, члену-корреспонденту РАН Ольге Анатольевне Донцовой, д.х.н. Петру Владимировичу Сергиеву (МГУ им. М.В. Ломоносова) за цикл работ «Рибосома: функциональные центры и ингибиторы». Выдвинуты Ученым советом НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова.
На заседании Экспертной комиссии присутствовали 7 членов Комиссии из 7. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно к присуждению премии имени А.Н. Белозерского 2016 года рекомендованы кандидатуры А.А. Богданова, О.А. Донцовой, П.В.Сергиева.
На заседании бюро Отделения биологических наук РАН присутствовали 10 членов Бюро из 19. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно в президиум РАН представлен проект постановления о присуждении премии имени А.Н. Белозерского 2016 года А.А. Богданову, О.А. Донцовой, П.В. Сергиеву.
Цикл работ «Рибосома: функциональные центры и ингибиторы» охватывает исследования пространственной структуры функциональных центров рибосомы и их взаимодействий с ингибиторами биосинтеза белков с помощью комплекса разнообразных биохимических, генетических и физико-химических методов. Разработанные авторами методы скрининга ингибиторов трансляции в настоящее время активно используются для широкомасштабного поиска новых антибиотиков.
На заседании рассмотрен вопрос о присуждении премии имени М.М. Шемякина 2016 года (представление Экспертной комиссии и бюро Отделения биологических наук РАН) члену-корреспонденту РАН Сергею Михайловичу Дееву за цикл работ «Супрамолекулярные агенты для тераностики». Выдвинут академиком РАН Петровым Р.В.
На заседании Экспертной комиссии присутствовали 7 членов Комиссии из 7. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно к присуждению премии имени М.М. Шемякина 2016 года рекомендована кандидатура члена-корреспондента РАН С.М. Деева.
На заседании бюро Отделения биологических наук РАН присутствовали 10 членов Бюро из 19. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно в президиум РАН представлен проект постановления о присуждении премии имени М.М. Шемякина 2016 года С.М. Дееву.
Тераностика (терапия + диагностика) возникла в последнее десятилетие как новая стратегия в биомедицине, которая объединяет диагностику заболевания и персонифицированное лечение пациента с улучшенной эффективностью и безопасностью. Развитие этого направления требует создания новых поколений агентов, позволяющих высокоточно визуализировать патогенные биологические объекты и эффективно воздействовать на них.
Автором предложена концепция супрамолекулярной сборки мультифункциональных агентов для тераностики и создан ряд гибридных биосовместимых конструкций из материалов органического и неорганического происхождения.
Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.