În septembrie 1958, Uniunea Sovietică a făcut prima încercare de a trimite stația interplanetară automată E-1 pe Lună. Pentru a rezolva o astfel de problemă, care a fost deosebit de dificilă, industria spațială a trebuit să creeze o mulțime de produse și sisteme noi. În special, a fost necesar un complex special de control și măsurare, capabil să monitorizeze progresul zborului stației, atât în mod independent, cât și prin primirea de date de la aceasta. Chiar zilele trecute a fost publicat un document foarte curios, care dezvăluia principalele caracteristici ale componentelor de bază ale proiectului E-1.
Pe 10 aprilie, compania rusă Space Systems, care face parte din Roscosmos, a publicat o versiune electronică a documentului istoric. Oricine dorește se poate familiariza acum cu proiectul proiectului sistemului de monitorizare radio a orbitei obiectelor E-1. Documentul a fost întocmit în mai 1958 de Institutul de Cercetare nr. 885 (acum Centrul de Cercetare și Producție NA pentru Pilugină pentru Automatizare și Instrumentare). Cele 184 de pagini originale mecanografiate oferă informații despre obiectivele și obiectivele proiectului, modul de realizare a acestora etc. Cea mai mare parte a documentului este dedicată descrierii tehnice a complexului terestru și principiilor de funcționare a acestuia.
Una dintre antenele desfășurate în Crimeea
Deja în introducere, autorii documentului au remarcat complexitatea excepțională a sarcinilor la îndemână. Racheta și aparatul E-1 trebuiau urmărite la distanțe care erau cu două ordine de mărime mai mari decât distanțele obișnuite pentru acel moment. În plus, munca proiectanților ar putea fi complicată de termenele scurte alocate lucrării. Cu toate acestea, s-au găsit metode de urmărire a zborului rachetei și a stației automate de pe Pământ, precum și metode pentru estimarea traiectoriei și primirea semnalelor de telemetrie.
Ca parte a instalațiilor radioelectronice la sol, trebuia să fie prezentă o stație radar, un sistem de recepție a datelor de la o navă spațială și un dispozitiv pentru controlul de la distanță. La formarea aspectului noului sistem, specialiștii NII-885 au trebuit să găsească intervalele optime pentru funcționarea echipamentelor radio, să determine compoziția complexului și funcțiile componentelor sale individuale și, de asemenea, să găsească locurile cele mai profitabile pentru desfășurarea lor..
Calculele prezentate în proiectul de proiectare au arătat caracteristicile necesare ale dispozitivelor de antenă, a căror construcție a fost o sarcină foarte dificilă. S-a constatat că caracteristicile necesare pentru transmisia și recepția unui semnal radio vor fi afișate de antenele terestre cu o suprafață de cel puțin 400 de metri pătrați sau un diametru de cel puțin 30 m. Nu au existat produse de acest fel în tara noastra; nu exista nicio modalitate de a le crea rapid de la zero. În acest sens, s-a propus utilizarea foliilor de antenă adecvate sau crearea de produse similare noi. S-a planificat montarea lor pe dispozitivele rotative existente, primite anterior împreună cu radarul american SCR-627 și cu „Big Würzburg” german capturat.
Au fost dezvoltate antene de mai multe tipuri pentru a monitoriza funcționarea instalației E-1. Soluția diferitelor probleme a fost realizată folosind un reflector parabolic trunchiat mare și folosind pânze dreptunghiulare cu dimensiuni adecvate. Montarea pe suporturi mobile a făcut posibilă asigurarea unei acoperiri maxime a spațiului și, prin urmare, creșterea capacităților generale ale complexului.
Mai multe complexe de instrumente ar trebui să funcționeze împreună cu antenele. Deci, pe mai multe vehicule ZIL-131 cu caroserie standard pentru camionete, s-a propus instalarea echipamentului radio electronic al emițătorului. Cu ajutorul cablurilor, acesta trebuia conectat la antena corespunzătoare. Partea primitoare a complexului a fost planificată să fie desfășurată permanent, într-o clădire separată lângă postul de antenă. Pentru a obține rezultatele dorite și a face măsurătorile corect, cele două antene trebuiau să fie la câțiva kilometri distanță.
Un alt post de antenă
S-a propus echiparea antenelor de recepție cu un sistem automat de urmărire pentru un obiect spațial. Analizând semnalul de la emițătorul de la bord, astfel de echipamente au trebuit să schimbe poziția antenei, oferind cea mai bună recepție cu putere maximă și interferențe minime. O astfel de țintire a antenelor trebuia efectuată automat.
Ca parte a complexului de măsurare, a fost necesar să se prevadă mai multe sisteme de comunicații separate. Unele canale au fost concepute pentru a transfera date de la o componentă la alta, în timp ce altele erau necesare pentru oameni. Conform calculelor, numai transmisia de date vocale a fost asociată cu dificultăți cunoscute și ar putea interfera cu funcționarea corectă a întregului complex.
Structura sistemului de la sol trebuia să includă mijloace de înregistrare a semnalului. S-a propus ca toate datele de telemetrie și indicatorii radar să fie înregistrate pe un suport magnetic. De asemenea, setul de echipamente a inclus un atașament foto pentru captarea datelor afișate pe ecrane.
Unul dintre capitolele documentului publicat este dedicat selecției unui site pentru desfășurarea de noi instalații radar. Calculele au arătat că produsul E-1 va zbura spre Lună timp de aproximativ 36 de ore. În același timp, dispozitivul a trebuit să se ridice deasupra orizontului (față de orice punct din URSS cu o latitudine sub 65 °) doar de câteva ori. S-a constatat că cea mai convenabilă zonă pentru stație este sudul părții europene a țării. S-a decis construirea unui punct de măsurare în apropierea orașului Simeiz din Crimeea, unde în acel moment funcționează deja instalația de radioastronomie a Institutului de Fizică al Academiei de Științe. Mijloacele sale tehnice ar putea fi utilizate într-un nou proiect.
Proiectul proiectat prevedea implementarea sistemelor de puncte de măsurare pe Muntele Koshka. Mai mult, componentele sale individuale ar trebui să fie situate la o distanță de până la 5-6 km una de cealaltă. În conformitate cu propunerile proiectului, unele echipamente electronice ar trebui plasate în clădiri staționare, în timp ce alte dispozitive ar putea fi montate pe un șasiu auto.
Stație tip E-1A
Cu ajutorul testelor de teren cu simulatoare ale produsului E-1, au fost determinate caracteristicile optime ale echipamentelor radio. Deci, pentru legătura radio Pământ-bord, sa constatat că frecvența optimă este de 102 MHz. Dispozitivul trebuia să transmită date pe Pământ la o frecvență de 183,6 MHz. O creștere a sensibilității dispozitivelor de recepție la sol a făcut posibilă reducerea puterii emițătorului la bordul E-1 la 100 W.
Principiile propuse de funcționare a „sistemului de monitorizare radio a orbitei obiectului„ E-1”pentru timpul lor au fost foarte progresive și îndrăznețe. Cu ajutorul mai multor sisteme de inginerie radio, a fost necesar să se determine azimutul și unghiul de înălțime, care determină direcția către stația interplanetară. În plus, a fost necesar să se determine distanța dintre Pământ și obiect, precum și distanța de la obiect la Lună. În cele din urmă, a fost necesar să se măsoare viteza de mișcare a E-1. Semnalele de telemetrie ar fi trebuit să vină de pe orbită pe Pământ.
În etapa inițială a zborului, transmisia prin telemetrie urma să fie efectuată folosind echipamentul standard al vehiculului de lansare 8K72 Vostok-L. Sistemul de telemetrie RTS-12-A ar putea menține comunicarea cu Pământul utilizând emițătorul radio al treilea stadiu al rachetei. După separarea de acesta, postul E-1 trebuia să includă propriul echipament radio. De ceva timp, înainte de a intra în zona de acoperire a instalațiilor de la sol, stația ar putea rămâne „invizibilă”. Cu toate acestea, după câteva minute, punctul de măsurare a solului a luat-o pentru escortă.
S-a propus să se determine distanța până la nava spațială și viteza de zbor a acesteia folosind radiații pulsate și un transponder de bord. Cu o frecvență de 10 Hz, stația de măsurare a solului trebuia să trimită impulsuri către stație. După ce a primit semnalul, a trebuit să răspundă la el pe propria frecvență. Până a trecut două semnale pentru a trece, automatele puteau calcula distanța până la stație. Această tehnică a oferit o precizie acceptabilă și, în plus, nu a necesitat o putere inacceptabil de mare a transmițătorului, așa cum s-ar putea întâmpla atunci când se utilizează radar standard cu semnal de retur.
Măsurarea distanței dintre E-1 și Lună a fost atribuită echipamentului de la bord. Semnalele emițătorului de la bord, reflectate de satelitul Pământ, ar putea reveni la stația automată. La distanțe mai mici de 3-4 mii de km, ar putea deja să le primească cu încredere și să le retragă la complexul de la sol. Mai departe pe Pământ, au fost calculate datele necesare.
Amplasarea instalațiilor terestre ale complexului
Pentru a măsura viteza de zbor, s-a propus utilizarea efectului Doppler. Când E-1 a trecut de-a lungul anumitor părți ale traiectoriei, sistemul de la sol și nava spațială au trebuit să schimbe impulsuri radio relativ lungi. Prin schimbarea frecvenței semnalului primit, punctul de măsurare ar putea determina viteza de zbor a stației.
Desfășurarea punctului de măsurare în apropierea orașului Simeiz a permis obținerea unor rezultate foarte mari. În timpul zborului de 36 de ore, stația E-1 trebuia să cadă în zona de vizibilitate a acestui obiect de trei ori. Prima etapă de control a fost legată de partea inițială a secțiunii pasive a traiectoriei. În același timp, a fost planificată utilizarea echipamentelor de control radio. Mai mult, zborul a fost monitorizat la o distanță de 120-200 mii km de Pământ. Pentru a treia oară, stația a revenit în zona de vizibilitate când a zburat la o distanță de 320-400 mii km. Trecerea aparatului prin ultimele două secțiuni a fost controlată prin mijloace radar și telemetrice.
„Proiectul proiectului sistemului de monitorizare radio pe orbită al obiectului E-1 a fost aprobat în ultima zi a lunii mai 1958. În curând a început dezvoltarea documentației de proiectare, după care a început pregătirea instalațiilor existente pentru a fi utilizate într-un nou proiect. Trebuie remarcat faptul că nu toate antenele disponibile din Crimeea s-au dovedit a fi adecvate pentru utilizare în programul Luna. Unele stâlpi de antenă trebuiau echipate cu pânze supradimensionate complet noi. Acest lucru a complicat într-o oarecare măsură proiectul și a schimbat momentul implementării acestuia, dar a făcut totuși posibilă obținerea rezultatelor dorite.
Prima lansare a vehiculului de lansare 8K72 Vostok-L cu nava E-1 No. 1 la bord a avut loc pe 23 septembrie 1958. La a 87-a secundă a zborului, chiar înainte de finalizarea primei etape, racheta s-a prăbușit. Lansările din 11 octombrie și 4 decembrie s-au încheiat, de asemenea, într-un accident. Abia pe 4 ianuarie 1959 a fost posibilă lansarea cu succes a aparatului E-1 nr. 4, care a primit și denumirea „Luna-1”. Cu toate acestea, misiunea zborului nu a fost complet finalizată. Din cauza unei erori la întocmirea programului de zbor, nava a trecut o distanță considerabilă de Lună.
Conform rezultatelor lansării celui de-al patrulea dispozitiv, proiectul a fost revizuit, iar acum produsele E-1A au fost trimise la început. În iunie 1959, una dintre aceste stații a murit împreună cu o rachetă. La începutul lunii septembrie, s-au făcut mai multe încercări nereușite de a lansa următorul vehicul de lansare cu vehiculul din seria Luna. O serie de lansări au fost anulate pe parcursul mai multor zile, iar apoi racheta a fost scoasă din platforma de lansare.
O altă opțiune pentru implementarea sistemelor radar
În cele din urmă, pe 12 septembrie 1959, nava spațială 7, cunoscută și sub numele de Luna-2, a intrat cu succes în traiectoria sa calculată. La ora estimată în seara zilei de 13 septembrie, a căzut pe lună, în partea de vest a Mării Ploilor. În curând, a treia etapă a vehiculului de lansare s-a ciocnit cu satelitul natural al Pământului. Pentru prima dată în istorie, un produs de origine terestră a apărut pe Lună. În plus, fanionele metalice cu emblema Uniunii Sovietice au fost livrate la suprafața satelitului. Deoarece nu era de așteptat o aterizare ușoară, stația interplanetară automată a fost distrusă, iar fragmentele sale, împreună cu fanionele metalice, au fost împrăștiate pe teren.
După o aterizare cu succes a stației pe lună, lansările ulterioare ale navei spațiale E-1A au fost anulate. Obținerea rezultatelor dorite a permis industriei spațiale sovietice să continue activitatea și să înceapă să creeze sisteme de cercetare mai avansate.
„Sistemul de monitorizare radio a orbitei obiectului E-1, construit special pentru a funcționa cu stații automate, a fost capabil să funcționeze doar de două ori ca parte a primului program de cercetare conform programului personalului. A trecut vehiculele E-1 nr. 4 și E-1A nr. 7 de-a lungul traiectoriei. În același timp, primul s-a abătut de la traiectoria calculată și a ratat luna, iar al doilea a lovit cu succes ținta. Din câte se știe, nu au existat plângeri cu privire la funcționarea instalațiilor de control la sol.
Finalizarea lucrărilor pe tema E-1 și lansarea de noi proiecte de cercetare au avut un anumit impact asupra facilităților speciale din Simeiz. În viitor, acestea au fost în mod repetat modernizate și rafinate în conformitate cu cele mai recente realizări ale industriei radio-electronice și luând în considerare noile cerințe. Punctul de măsurare a asigurat o serie de studii și lansări ale anumitor nave spațiale. Astfel, el a adus o contribuție semnificativă la explorarea spațiului cosmic.
Până acum, istoria timpurie a programului spațial sovietic a fost destul de bine studiată. Au fost publicate și cunoscute diverse documente, fapte și memorii. Cu toate acestea, unele materiale interesante sunt încă clasificate și din când în când devin publice. De data aceasta, una dintre întreprinderile din industria spațială a împărtășit date despre proiectarea preliminară a primului complex de măsurare și control intern menit să funcționeze cu stații interplanetare. Sperăm că acest lucru va deveni o tradiție și industria va împărtăși documente noi în curând.
