Vnímanie histórie verejnosťou je zrozumiteľný sled významných udalostí, ktoré si ľudia uvedomujú už od školy. V tomto zmysle je história vesmírneho prieskumu ZSSR satelitom, Gagarinovým letom a sériou rôznych automatických vesmírnych staníc, ktoré sa spájajú do jedného eposu, ktorého najvýraznejšou kapitolou sú fotografie odvrátenej strany Mesiaca, mesačné rovery a pristátie na Venuši. Navrhujeme ísť nad rámec tohto vnímania a pozrieť sa na známe udalosti zvnútra očami sovietskych inžinierov, ktorí presne pred 60 rokmi vytvorili prvú komunikačnú linku v histórii ľudstva s kozmickými loďami letiacimi na Mesiac. Prvýkrát je publikovaný archívny dokument „Návrh systému pre rádiové sledovanie obežnej dráhy objektu„ E-1 “, ktorý nám poskytol Russian Space Systems Holding (RCS).
Niekoľko generácií zamestnancov podniku, ktorý sa predtým volal NII-885, zanechalo na svojich prvých stránkach stopy, v ktorých sa domáhali nezničenia originálu a uchovania pre históriu. A teraz nastal čas pre tento dokument.
„E-1“je index pridelený Úradom špeciálneho dizajnu č. 1 (OKB-1) staniciam, ktoré mali ísť ako prvé na Mesiac. Sergey Korolev navrhol program mesačného prieskumu v roku 1957 krátko po štarte prvého satelitu. Udalosti sa potom vyvinuli veľmi rýchlo: necelý rok po Sputniku-1 už ZSSR urobil prvý pokus o vypustenie prístroja na Mesiac.
Od vládneho nariadenia o vytvorení mesačnej stanice a trojstupňovej rakety 8K72 založenej na rakete R-7 uplynulo k prvému pokusu o štart E-1 iba šesť mesiacov. Vedci a inžinieri pracovali v stave neustáleho časového tlaku.
Veľkosť a tvar vozidiel série E-1 boli podobné ako u prvého pozemského satelitu. Ich úlohou bolo jednoducho „dostať sa“na Mesiac a cestou zbierať informácie o rádioaktivite, magnetických poliach a plynovej zložke medziplanetárnej hmoty. To predstavovalo niekoľko veľmi zložitých úloh naraz, z ktorých hlavnou bolo vytvorenie vesmírnej rakety a rozvoj jej kontroly na obrovské vzdialenosti. Ich riešenie malo poskytnúť sovietskym vedcom potrebné skúsenosti pre ďalšie štúdium planét slnečnej sústavy. Nadšenie bolo obrovské, ale z technického hľadiska na konci 50. rokov sa táto úloha zdala takmer fantastická:
„Určenie parametrov pohybu rakety a prenos informácií z nej na Zem sa musí uskutočňovať na vzdialenosti o dva rády väčšie, ako sú vzdialenosti, pre ktoré boli doteraz vyvinuté podobné systémy v prúdovej technológii a v ďalších súvisiacich oblastiach.“
Nepremeškajte ten okamih
Propagačné video:
Kľúčovou a jednou z najťažších technických úloh tejto misie bolo včasné vypnutie motorov. Výber správneho krútiaceho momentu závisel od presnosti určenia rýchlosti. Chyba v jej stanovení iba o jeden meter za sekundu vychýlila trajektóriu o 250 kilometrov. Bolo potrebné vystreliť raketu v presne stanovenom čase, veľmi presne riadiť jej trajektóriu a rýchlosť a dať príkaz na vypnutie motorov v správnom čase.
Takto to popisuje Boris Chertok vo svojej knihe „Rakety a ľudia“:
„Možné chyby autonómneho systému vypínania motorov druhého stupňa - od integrátora pozdĺžnych zrýchlení - prekročili prípustné. Preto sa hneď od začiatku rozhodlo pomocou rádiového riadiaceho systému vypnúť motor meraním rýchlosti a súradníc. ““
Zrezaný reflektor krymskej výpravy FIAN.
Extrémna zložitosť riešenia tohto problému je uvedená v Koncepčnom návrhu rádiového monitorovacieho systému Orbit objektov E-1:
„Takýto zložitý problém je možné vyriešiť v relatívne krátkom čase iba v kombinácii s rádiovým riadiacim systémom, ktorý by mal na konci aktívneho úseku trajektórie zabezpečiť meranie šiestich parametrov pohybu s presnosťou dostatočnou na vyriešenie problému - dopad na Mesiac.“
Podľa inžinierov bolo nemožné udržať presnosť určenia parametrov pohybu, ktoré boli pôvodne určené, ale dostať sa na Mesiac mala byť presnosť dostatočná. Okrem toho malo rádiové spojenie vzduch-zem vysielať signály z telemetrických systémov RTS-12A (na aktívnej časti trajektórie) a RTS-12B (na pasívnej časti trajektórie) nainštalovaných na palube E-1.
Odkaz na neznáme
Obtiažnosť pri vytváraní rádiového spojenia, ktorá je priamo v dokumente, ktorý jeho vývojári označili ako „najslabší článok„ E-1 “, spočívala v chybe v prenose signálu cez zemskú atmosféru, ktorá mala vplyv na určenie súradníc a rýchlosti objektu. Tento problém je stále aktuálny, najmä pokiaľ ide o satelitné navigačné systémy, a na konci 50. rokov sa jeho riešenie ešte len začínalo.
Model automatickej medziplanetárnej stanice „Luna-3“, uvedený na trh 4. októbra 1959, po prvý raz prenášal na Zem obraz odvrátenej strany Mesiaca.
Ale keď sa blížili k Mesiacu, veci sa ešte zhoršili. Ak boli minimálne známe účinky vplyvu zemskej atmosféry a magnetického poľa na rádiové vlny, potom nikto nevedel, čo od Mesiaca očakávať:
„Keď objekt„ E-1 “prejde v zóne bezprostrednej blízkosti Mesiaca, môžu sa v dôsledku rádiových meraní jeho súradníc a rýchlosti v dôsledku ionosféry Mesiaca vyskytnúť ďalšie chyby, ktorých existenciu je potrebné predpokladať.“
Prvý presvedčivý dôkaz o existencii ionosféry okolo Mesiaca priniesli v 70. rokoch sovietske kozmické lode Luna 19 a Luna 22.
Zloženie mesačnej pôdy bolo známe veľmi približne:
„Pri výpočte hodnôt koeficientu odrazu a zisku v smere snímacieho rádiového vysielača v dôsledku nepravidelností mesačného povrchu je potrebné poznať chemické zloženie a štruktúru mesačného povrchu. V literatúre je najbežnejší názor, že mesačný povrch tvoria pevné vulkanické horniny podobného zloženia ako zemské, ktoré sú pokryté vrstvou prachu hrubého asi niekoľko milimetrov. Experimentálna skúška takejto štruktúry sa uskutočnila za suchozemských podmienok. ““
Kontakt
Na uskutočnenie misie E-1 bolo potrebné udržiavať rádiovú komunikáciu s prístrojom na vzdialenosť státisícov kilometrov. To si vyžadovalo výkonné pozemské vysielacie a prijímacie antény s účinnou plochou najmenej 400 metrov štvorcových. V tom čase neexistovali antény špeciálne vytvorené na tieto účely, nieto komunikačné systémy, a sovietski vedci improvizovali. Na úvod som musel uznať, že vybavenie, ktoré by som chcel mať na splnenie úlohy, nie je a nebude:
„Takúto efektívnu oblasť má parabolický reflektor s priemerom najmenej 30 metrov. Momentálne nemáme prevádzkové antény s takýmito parametrami. Taktiež nie je možné vyvinúť a vyrobiť také antény a najmä rotačné zariadenia v azimute a elevácii pre ne v časových rámcoch stanovených pre zariadenie E-1. V tejto súvislosti je potrebné nájsť kompromisné technické riešenie. V súčasnosti domáci priemysel nevyrába rotačné zariadenia, ktoré umožňujú rotáciu antén 12 x 12 v azimute a v nadmorskej výške. Preto je s obmedzeným časovým rámcom pre vývoj a výrobu pozemských antén vhodné používať rotačné zariadenia zo zachytených radarových staníc „Veľký Würzburg“alebo SCR-627 “.
Parabolický reflektor s priemerom 7,5 metra od zachyteného radaru „Greater Würzburg“.
„Big Würzburg“- navádzacie stanice stíhacích lietadiel, ktoré spolu s kompletným súborom projektovej dokumentácie vyviezli sovietski špecialisti z Nemecka. Americký radar SCR-627 s kapacitou 225 kilowattov bol počas Veľkej vlasteneckej vojny dodávaný do ZSSR v rámci systému Lend-Lease. Obe tieto antény vyžadovali výrazné zlepšenie.
Zároveň sa veľmi dôležitá otázka pre severnú krajinu riešila umiestnením nového komplexu. Bolo potrebné zvoliť bod s maximálnou výškou objektu „E-1“nad horizontom. Južná časť európskeho územia ZSSR bola pre túto požiadavku vhodná. Bola vybraná krymská výprava FIAN v meste Simeiz. Existovali už dva reflektory s účinnou plochou 70, respektíve 120 metrov štvorcových a bol tu parabolický reflektor zo zachyteného radaru Big Würzburg, na rotačné zariadenie ktorého bolo možné nasadiť novú anténu (anténa na ňom nainštalovaná s priemerom 7 metrov sa považovala za nedostatočnú):
Schémy inštalácie pozemskej stanice na príjem a prenos informácií do „E-1“.
„Skutočná možnosť použitia hotových rádioastronomických anténnych zariadení Fyzikálneho ústavu Akadémie vied v oblasti mesta Simeiz (Krym) s určitými úpravami umožňuje umiestniť tam merací bod. V takom prípade budú rádiové prostriedky monitorovať tri úseky pasívnej časti trajektórie: začiatok - podľa rádiového riadiaceho systému, stred - 12 + 200 tisíc kilometrov a koniec - 320 + 400 tisíc kilometrov podľa meraní rádiového monitorovacieho systému. Zariadenia na meranie rozsahu, rýchlosti a telemetrie, antény, ktoré sú vytvorené na báze rotačných zariadení, ako sú „Big Würzburg“a SCR-627, budú umiestnené na vrchu Koshka. “
Prijímacia časť pozemného zariadenia mala byť namontovaná natrvalo a vysielacia časť mala byť umiestnená na podvozku automobilu ZIL-151.
Schémy inštalácie pozemskej stanice na príjem a prenos informácií do „E-1“. Prijímacia a záznamová časť pozemného zariadenia bola namontovaná natrvalo a vysielacie zariadenia - na podvozku osobného automobilu ZIL-151.
Takže v ZSSR sa prvý komunikačný bod v histórii ľudstva objavil s medziplanetárnou vesmírnou stanicou, ktorá bola tou hlavnou až do vytvorenia nového vesmírneho komunikačného centra neďaleko Evpatorie. V Simeize sa dozvedeli o páde prvého človekom vyrobeného prístroja na Mesiac a dostali prvú fotografiu odvrátenej strany Mesiaca.
Reach the Moon Prvý „lunárny“, ako ich tvorcovia nazvali „E-1“, nemal ani mená, iba index. Iba dve zo siedmich vozidiel získali historické miesto, a to tie, ktoré sa dokázali dostať na Mesiac. Luna-1 (štvrtý pokus o vypustenie E-1) sa odohrala 6 000 kilometrov od Mesiaca. Pri vydávaní príkazu na vypnutie motora tretieho stupňa (blok „E“), ktorý bol vydaný zo Zeme, sa nezohľadňoval čas prechodu signálu z veliteľského stanovišťa do stanice.
Sústružnícke zariadenie typu „627“s nainštalovaným fázovým pásom 10x6 metrov.
Napriek tomu to bol veľký úspech pre ZSSR, ktorý sa oslavoval po celom svete, ale tvorcovia rádiovej linky boli nešťastní: rádiové ovládanie nefungovalo ideálne a netrafilo Mesiac. To, čo sa stalo, dokonale opísal Boris Chertok:
"Ale rozhlasový tím meškal!" Potom sme samozrejme prišli na to, že za to môžu pozemné rádiové riadiace body - RUP. Tretia etapa spolu s mesačnou nádobou a vlajkou nezasiahla Mesiac, miss bola 6000 kilometrov - asi jeden a pol násobok priemeru Mesiaca. Raketa vstúpila na svoju nezávislú obežnú dráhu okolo Slnka, stala sa satelitom a stala sa prvou umelou planétou slnečnej sústavy na svete. Januárové uvedenie na trh bolo pre nás všetkých veľmi dobrou skúškou a tréningom. Práca tretej etapy bola prvýkrát plne vyskúšaná. Ukázalo sa ako veľmi užitočné skontrolovať rádiokomunikačný systém, prijať telemetriu kontajnera, spracovať výsledky operatívneho určenia jeho súradníc, nadviazať interakciu komplexu meracích prístrojov, služby riadenia obežnej dráhy a výpočtových stredísk. Všetko palubné zariadenie fungovalo dobre. ““
Zrezaný parabolický reflektor krymskej expedície FIAN.
Dáta prenášané zo zariadenia umožnili zistiť neprítomnosť magnetického poľa na Mesiaci, zmerala sa úroveň žiarenia a skúmali sa parametre slnečného vetra. Palubný rádiový komplex prenášal signály na Zem až do vzdialenosti viac ako 500 tisíc kilometrov a stíchol až keď boli batérie úplne vybité: 62 hodín po štarte, napriek tomu, že boli skonštruované iba na 40 hodín.
To však nebol úplný úspech. Vedenie ZSSR požadovalo, aby sa prví, pred Američanmi, dostali na povrch Mesiaca. To sa dosiahlo v najvhodnejšej politickej chvíli - počas Chruščovovej návštevy v Spojených štátoch v septembri 1959.
Táto náhoda však bola skôr nehodou. Celkovo počas roka pred tým ZSSR spustil šesť staníc smerom k Mesiacu. V štyroch prípadoch došlo k nehodám počas prvých piatich minút letu nosnej rakety.
Zariadenie "Luna-2".
K ďalšiemu štartu nedošlo z dôvodu odstránenia chybnej nosnej rakety zo štartovacej rampy. Ale v septembri bol štart úspešný a presne v stanovený čas (iba o 1 sekundu neskôr, ako bolo plánované). Všetky systémy fungovali perfektne a 14. septembra o 00:02:24 boli všetky signály na stanici v Simeiz a na telemetrických staniciach Bajkonur náhle prerušené - Luna-2 narazila do družice Zeme.
* * *
Pozývame vás na listovanie v elektronickej verzii dokumentu a pocítenie ducha sovietskych inžinierov z polovice minulého storočia, ktorí vďaka oveľa menším zdrojom a možnostiam ako ich americkí kolegovia dokázali zvíťaziť v prvej časti mesačnej rasy.
Autor: Vladimir Koryagin