МОСКВА, 11 сентября / РИА Новости /. Член-корреспондент РАН Лев ЗЕЛЕНЫЙ, директор Института космических исследований РАНДля понимания физики плазменных явлений в окружающем Землю космическом пространстве ученым необходим доступ к самым подробным данным о функциях распределения там заряженных частиц и пространственно-временных деталях электромагнитных полей. Современные измерительные приборы предоставляют такие возможности, но возникают проблемы передачи громадных объемов информации на Землю. Российским ученым удалось решить эту задачу в ходе реализации проекта ИНТЕРБОЛ. Информация по солнечно-земным связям, передаваемая только за один день приборами спутников, превышала объем двух комплектов классической Энциклопедии. * * *Цель любого эксперимента - получение информации. Космос предоставляет нам уникальные возможности для изучения окружающего мира в условиях, невозможных в земных лабораториях. При этом область исследований практически не ограничена, но условия эксперимента, порядок и время его проведения в значительной мере не подчиняются человеку. Сам экспериментатор удален в пространстве и времени от зоны проведения исследований.Прогресс в развитии научных измерительных приборов и совершенствование компьютерных средств обработки и хранения информации (которые могут быть размещены на борту спутника) опережают возможности линии передачи данных с борта. "Аппетит" экспериментатора в принципе удовлетворить нельзя, так как каждое новое знание порождает новые вопросы. Почти любой научный прибор, используемый на борту, способен дать очень большой объем данных, но экспериментатор вынужден обходиться выделенной ему информационной квотой.Разрыв между количеством получаемой на борту информации и доступным к передаче на Землю объемом данных увеличивается с каждым годом. На первый взгляд проблему могла бы решить автоматическая бортовая система обработки данных, отделяющая полезную информацию по «заранее» определенным признакам. Однако выбор методики обработки уже предполагает заданным то, что можно или нельзя получить в результате. Следовательно, автоматическая система не может обнаружить принципиально новые, незапланированные явления, и пригодна только для проверки той или иной гипотезы.Очевидно, что современная бортовая система сбора и обработки космической информации должна обладать возможностями дистанционно управляемой интеллектуальной лаборатории, виртуально переносящей ученого на орбиту. Несмотря на такую, казалось бы, фантастическую постановку задачи, определенные шаги для ее решения были предприняты уже в конце прошлого века в ходе реализации международного проекта ИНТЕРБОЛ.Разработанная Институтом космических исследований РАН в тяжелом для российской науки 1993 году система сбора научной информации (ССНИ), в значительной степени определившая успех проекта, может рассматриваться как первый шаг к созданию такой лаборатории.За всю историю исследований солнечно-земных связей в Советском Союзе и России многоспутниковый проект ИНТЕРБОЛ стал одной из самых успешных миссий по изучению физических процессов в околоземном космическом пространстве. В рамках проекта удалось создать и реализовать систему из двух пар спутников: основной - «Интербол-1» с субспутником «Магион-4», запущенные 11 лет назад и, спустя год, - «Интербол-2» с субспутником «Магион-5».В результате выполнения проекта ИНТЕРБОЛ был собран уникальный по своему значению, объему и качеству экспериментальный материал, что стало возможным, в первую очередь, благодаря значительному, во много раз по сравнению с предыдущими исследованиями на спутниках серии «Прогноз», увеличению объема передаваемой с борта космических аппаратов научной информации и осуществлению одновременных многоспутниковых наблюдений как на близких расстояниях, так и в разнесенных областях магнитосферы Земли. Это предопределило и высокий уровень научных итогов проекта. По результатам выполненных исследований уже опубликовано более 500 работ, разнообразных по тематике и подходам к анализу данных измерений.В ходе реализации проекта были также получены важные сведения по долговременному влиянию различных факторов космоса на системы спутников и функционирование их технических устройств, что позволило выработать соответствующие рекомендации для разработчиков космической техники.Архив сосредоточенных в ИКИ РАН данных измерений проекта ИНТЕРБОЛ составляет в общей сложности около 300 Гбайт. Он открыт для мирового научного сообщества и не утратил своего значения и сейчас - через 11 лет после начала эксперимента. И сегодня достаточно многие российские и зарубежные исследователи физики околоземного космического пространства используют в своих работах данные из этого архива.При разработке ССНИ, фактически служебной системы спутников, был принят ряд нетрадиционных для создателей бортовой аппаратуры космических аппаратов решений. В частности, вместо дорогих электронных элементов военного применения использовались более распространенные и менее дорогие компоненты и узлы промышленных серий, а для обеспечения требуемой надежности приборов разрабатывалась соответствующая программно-аппаратная структура. Для максимального благоприятствования каждому научному прибору была заложена возможность перепрограммирования процессоров системы по командам с Земли. Вместе взятое это обеспечило необходимую гибкость всей информационной схемы проекта и позволило, когда возникли какие-то проблемы, «спасти» информацию от тех или иных приборов, путем внесения изменений в работу информационного комплекса.В частности, поскольку радиотелеметрический комплекс изначально разрабатывался для связи с удаленными космическими станциями, запланированная скорость приема данных для находившихся ближе 150 000 км спутников "Интербол" оказалась недостаточной. Предусмотренное в ССНИ ускорение воспроизведения в 2-8 раз также не позволяло получать весь объем данных, и для сеансов на малом расстоянии с Земли скорость передачи пришлось повысить почти в два раза, что, естественно, резко сократило время передачи информации и, соответственно, увеличился объем получаемых данных.Каждый научный прибор сообщал системе ССНИ о готовности передачи массива информации, выставляя некий «флаг». Не позже, чем через 1 с после выставления «флага», система считывала информацию. После этого прибор должен был сбросить «флаг» и выставить его снова при готовности следующего массива данных.Однако в ходе полета выяснилось, что при программировании работы магнитометра для измерения магнитного поля (чрезвычайно важного для получения физической картины всех событий) была допущена ошибка. Прибор прекращал выдачу данных, если информация не была считана в течение 0,45 с после выставления «флага», и начинал работать снова только после выключения и повторного включения. ССНИ позволяла изменить программу опроса, однако предоставление абсолютного приоритета одному прибору не было предусмотрено. Поэтому была разработана, передана на борт и выполнена специальная программа-модификатор работы магнитометра. Управление «флагом» запроса оказалось проблемой и для нескольких других приборов проекта, часть из которых постоянно держала «поднятым» запрос на передачу информации и заполняла данными всю память системы, а один прибор вообще перестал поднимать «флаг». Выполнение переданных на борт проверочных программ, специально разработанных для решения этой проблемы, показало, что научные данные в приборах формируются правильно. Значит, достаточно было считывать их в определенное время, проверив предварительно их характерные коды и приняв решение о сохранении информации. В итоге все приборы спутников успешно работали до конца реализации проекта.Сегодня сотрудники работают над новым проектом по солнечно-земной физике ПЛАЗМА-Ф в рамках астрофизической программы «Радиоастрон», которая будет включать интеллектуальную информационную подсистему, способную хранить данные за значительное время полета (например, за год). Информационный комплекс сможет выполнять итерактивную обработку данных по программам, разрабатываемым на Земле экспериментатором, а результаты обработки по мере возможности будут передаваться на Землю. Таким образом, предполагается преодолеть трудности передачи всего огромного потока солнечно-геофизических данных с космического аппарата, в первую очередь предназначенного для радиоастрономических исследований, а также отработать методику получения информации для будущих еще более сложных космических проектов.