През септември 1958 г. Съветският съюз прави първия опит да изпрати автоматичната междупланетна станция Е-1 на Луната. За да реши такъв проблем, който беше особено труден, космическата индустрия трябваше да създаде много нови продукти и системи. По -специално беше необходим специален контролно -измервателен комплекс, способен да следи хода на полета на станцията, както независимо, така и чрез получаване на данни от нея. Точно онзи ден беше публикуван много любопитен документ, разкриващ основните характеристики на наземните компоненти на проекта Е-1.
На 10 април руската компания за космически системи, част от Роскосмос, публикува електронна версия на историческия документ. Сега всеки, който желае, може да се запознае с Проекта на системата за радио наблюдение на обектната орбита E-1. Документът е изготвен през май 1958 г. от Научноизследователски институт № 885 (сега Научно -производствен център за автоматизация и приборостроене на Н. А. Пилюгин). 184 оригинални машинописни страници предоставят информация за целите и задачите на проекта, как да ги постигнете и т.н. По -голямата част от документа е посветена на техническото описание на наземния комплекс и принципите на неговото функциониране.
Една от антените, разположени в Крим
Още във въведението авторите на документа отбелязаха изключителната сложност на поставените задачи. Ракетата и апаратът Е-1 трябваше да бъдат проследени на разстояния, които бяха с два порядъка по-големи от обичайните за това време разстояния. Освен това работата на дизайнерите може да бъде усложнена от кратките срокове, разпределени за работата. Открити са обаче методи за проследяване на полета на ракетата и автоматичната станция от Земята, както и методи за оценка на траекторията и получаване на телеметрични сигнали.
Като част от наземните радиоелектронни съоръжения трябваше да има радарна станция, система за получаване на данни от космически кораб и устройство за дистанционно управление. При формирането на облика на новата система специалистите от NII-885 трябваше да намерят оптималните диапазони за работа на радиосъоръженията, да определят състава на комплекса и функциите на отделните му компоненти, а също и да намерят най-печелившите места за тяхното разполагане.
Изчисленията, представени в проекта на проекта, показаха необходимите характеристики на антенните устройства, чието изграждане беше много трудна задача. Установено е, че необходимите характеристики на предаване и приемане на радиосигнал ще бъдат показани от наземни антени с площ най -малко 400 квадратни метра или диаметър най -малко 30 м. Нямаше съществуващи продукти от този вид в нашата страна; нямаше начин бързо да ги създадете от нулата. В тази връзка беше предложено да се използват подходящи антенни листове или да се създадат нови подобни продукти. Планира се те да бъдат монтирани на съществуващите ротационни устройства, получени преди това заедно с американския радар SCR-627 и със заловения немски „Голям Вюрцбург“.
Разработени са няколко типа антени за наблюдение на работата на съоръжението Е-1. Решаването на различни проблеми беше извършено с помощта на голям пресечен параболичен рефлектор и с използване на правоъгълни платна с подходящи размери. Монтирането върху подвижни опори даде възможност да се осигури максимално покритие на пространството и по този начин да се увеличат общите възможности на комплекса.
Няколко инструментални комплекса трябваше да работят заедно с антените. И така, на няколко превозни средства ZIL-131 със стандартни фургони беше предложено да се инсталира радиоелектронното оборудване на предавателя. С помощта на кабели той трябваше да бъде свързан към съответната антена. Приемната част на комплекса беше планирана да бъде разгърната постоянно, в отделна сграда в близост до антенния стълб. За да получите желаните резултати и да направите измерванията правилно, двете антени трябваше да са на няколко километра една от друга.
Друг антенен пост
Предложено е оборудването на приемни антени със система за автоматично проследяване на космически обект. Анализирайки сигнала от бордовия предавател, такова оборудване трябваше да промени позицията на антената, осигурявайки най -доброто приемане с максимална мощност и минимални смущения. Такова насочване на антените трябваше да се извърши автоматично.
Като част от измервателния комплекс беше необходимо да се предвидят няколко отделни комуникационни системи. Някои канали са предназначени за прехвърляне на данни от един компонент в друг, докато други са необходими за хората. Според изчисленията, само предаването на гласови данни е свързано с известни трудности и може да попречи на правилната работа на целия комплекс.
Структурата на наземната система трябваше да включва средства за регистрация на сигнал. Всички телеметрични данни и радарни индикатори бяха предложени да бъдат записани на магнитен носител. Комплектът оборудване включваше и прикачен файл за заснемане на данни, показвани на екраните.
Една от главите на публикувания документ е посветена на избора на място за разполагане на нови радарни съоръжения. Изчисленията показаха, че продуктът Е-1 ще лети до Луната за около 36 часа. В същото време устройството трябваше да се издигне над хоризонта (спрямо всяка точка в СССР с географска ширина под 65 °) само няколко пъти. Установено е, че най -удобният район за гарата е югът от европейската част на страната. Беше решено да се построи измервателна точка в близост до кримския град Симеиз, където по това време вече функционираше радиоастрономическото съоръжение на Института по физика на Академията на науките. Техническите му средства могат да бъдат използвани в нов проект.
Проектът на проекта предвижда разполагането на измервателни системи на планината Кошка. Освен това отделните му компоненти трябваше да бъдат разположени на разстояние до 5-6 км един от друг. В съответствие с предложенията на проекта, част от електронното оборудване трябва да бъде поставено в стационарни сгради, докато други устройства могат да бъдат монтирани на шаси на автомобил.
Станция тип Е-1А
С помощта на полеви тестове със симулатори на продукта Е-1 бяха определени оптималните характеристики на радиооборудването. Така че за радиовръзката Земя-към-борда е установено, че оптималната честота е 102 MHz. Устройството е трябвало да предава данни към Земята с честота 183,6 MHz. Увеличаването на чувствителността на наземните приемни устройства направи възможно намаляването на мощността на предавателя на борда на E-1 до 100 W.
Предложените принципи на действие на „системата за радио наблюдение на орбитата на обект„ Е-1”за времето си бяха много прогресивни и смели. С помощта на редица радиотехнически системи беше необходимо да се определи азимутът и ъгълът на котата, които определят посоката към междупланетарната станция. Освен това беше необходимо да се определи разстоянието между Земята и обекта, както и разстоянието от обекта до Луната. Накрая беше необходимо да се измери скоростта на движение на E-1. Телеметричните сигнали трябва да са дошли от орбита към Земята.
В началния етап на полета телеметричното предаване трябваше да се извърши с помощта на стандартното оборудване на ракетата-носител 8K72 „Восток-L“. Телеметричната система RTS-12-A може да поддържа комуникация със Земята, използвайки радиопредавателя на третия етап на ракетата. След отделянето от нея станцията Е-1 трябваше да включва собствено радио оборудване. Известно време, преди да влезе в зоната на покритие на наземните съоръжения, станцията може да остане „невидима“. Въпреки това, след няколко минути, точката за измерване на земята я отведе за ескорт.
Предложено е да се определи разстоянието до космическия кораб и скоростта на полета му с помощта на импулсно излъчване и бордов транспондер. С честота 10 Hz наземната измервателна станция трябваше да изпраща импулси към станцията. След като получи сигнала, тя трябваше да отговори на него на собствена честота. Докато преминат два сигнала, автоматиката може да изчисли разстоянието до станцията. Тази техника осигурява приемлива точност и освен това не изисква неприемливо висока мощност на предавателя, какъвто може да бъде случаят, когато се използва стандартен радар със сигнал за връщане.
Измерването на разстоянието между Е-1 и Луната е възложено на бордовото оборудване. Сигналите на бордовия предавател, отразени от спътника на Земята, могат да се върнат към автоматичната станция. На разстояния по-малко от 3-4 хиляди км, вече можеше уверено да ги приеме и да ги предаде на наземния комплекс. По -нататък на Земята бяха изчислени необходимите данни.
Поставяне на наземни съоръжения на комплекса
За измерване на скоростта на полета беше предложено да се използва доплеров ефект. Когато Е-1 преминава по определени части от траекторията, наземната система и космическият кораб трябваше да обменят относително дълги радиоимпулси. Чрез промяна на честотата на получения сигнал, точката на измерване може да определи скоростта на полета на станцията.
Разполагането на измервателния пункт в близост до град Симеиз позволи да се получат много високи резултати. По време на 36-часовия полет станцията Е-1 трябваше да попадне в зоната на видимост на този обект три пъти. Първият етап на управление беше свързан с началната част на пасивния участък от траекторията. В същото време се планираше да се използва оборудване за радиоуправление. Освен това полетът беше наблюдаван на разстояние 120-200 хиляди км от Земята. За трети път станцията се върна в зоната на видимост при полет на разстояние 320-400 хиляди км. Преминаването на апарата през последните две секции се контролираше с радарни и телеметрични средства.
„Проектът на системата за радио наблюдение на орбита на обект Е-1 беше одобрен в последния ден на май 1958 г. Скоро започна разработването на проектна документация, след което започна подготовката на съществуващите съоръжения за използване в нов проект. Трябва да се отбележи, че не всички налични антени в Крим са подходящи за използване в програмата Luna. Някои антенни стълбове трябваше да бъдат оборудвани с изцяло нови извънгабаритни платна. Това до известна степен усложни проекта и измести времето за неговото изпълнение, но въпреки това направи възможно постигането на желаните резултати.
Първото изстрелване на ракетата-носител 8К72 Восток-L с космически кораб Е-1 No1 на борда се състоя на 23 септември 1958 г. На 87 -ата секунда на полета, още преди завършването на първия етап, ракетата се срина. Стартирането на 11 октомври и 4 декември също завърши с инцидент. Едва на 4 януари 1959 г. е възможно успешно да се пусне апаратът Е-1 No4, който също получава обозначението „Луна-1“. Мисията на полета обаче не беше напълно изпълнена. Поради грешка при съставянето на програмата за полет, космическият кораб премина на значително разстояние от Луната.
Според резултатите от пускането на четвъртото устройство, проектът беше преразгледан и сега продуктите на E-1A бяха представени в началото. През юни 1959 г. една от тези станции загива заедно с ракета. В началото на септември бяха направени няколко неуспешни опита за стартиране на следващата ракета -носител с превозното средство от серията Luna. Редица изстрелвания бяха отменени за няколко дни и след това ракетата беше извадена от стартовата площадка.
Друг вариант за разполагане на радарни системи
И накрая, на 12 септември 1959 г. космически кораб 7, известен също като Луна-2, успешно влезе в изчислената си траектория. Приблизително време вечерта на 13 септември той падна на Луната в западната част на Морето на дъждовете. Скоро третият етап на ракетата -носител се сблъска с естествения спътник на Земята. За първи път в историята на Луната се появи продукт от сухоземен произход. В допълнение, метални знамена с емблемата на Съветския съюз бяха доставени на повърхността на спътника. Тъй като не се очакваше меко кацане, автоматичната междупланетна станция беше унищожена, а нейните фрагменти, заедно с метални знамена, бяха разпръснати по терена.
След успешно кацане на станцията на Луната, по-нататъшните изстрелвания на космически кораб Е-1А бяха отменени. Получаването на желаните резултати позволи на съветската космическа индустрия да продължи работата си и да започне да създава по -модерни изследователски системи.
„Системата за радио наблюдение на орбитата на обект Е-1, изградена специално за работа с автоматични станции, успя да работи само два пъти като част от първата програма за изследване според графика на персонала. Тя премина покрай превозните средства E-1 No 4 и E-1A No 7 по траекторията. В същото време първият се отклони от изчислената траектория и пропусна луната, а вторият успешно удари целта. Доколкото е известно, няма оплаквания относно експлоатацията на наземните съоръжения за контрол.
Завършването на работата по темата Е-1 и стартирането на нови изследователски проекти оказаха определено въздействие върху специалните съоръжения в Симеиз. В бъдеще те бяха многократно модернизирани и усъвършенствани в съответствие с най-новите постижения на радиоелектронната индустрия и като се вземат предвид новите изисквания. Измервателната точка е осигурила редица проучвания и изстрелвания на определени космически кораби. По този начин той направи значителен принос за изследването на космоса.
Досега ранната история на съветската космическа програма е доста добре проучена. Публикувани са и са известни различни документи, факти и мемоари. Въпреки това някои интересни материали все още са класифицирани и от време на време стават публично достояние. Този път едно от предприятията на космическата индустрия сподели данни за предварителния проект на първия вътрешен контролно -измервателен комплекс, предназначен за работа с междупланетни станции. Да се надяваме, че това ще стане традиция и индустрията скоро ще сподели нови документи.
