„Schița de proiectare a sistemului de monitorizare radio pentru orbita obiectului „E-1” a fost publicată

7
În septembrie 1958, Uniunea Sovietică a făcut prima încercare de a trimite pe Lună o stație interplanetară automată E-1. Pentru a rezolva o astfel de sarcină, care era deosebit de complexă, 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 interesant care dezvăluie principalele caracteristici ale componentelor de sol ale proiectului E-1.

Pe 10 aprilie, compania Russian Space Systems, parte a Roscosmos, a publicat o versiune electronică a documentului istoric. Toată lumea se poate familiariza acum cu „Designul schiță al sistemului de monitorizare radio pentru orbita obiectului E-1”. Documentul a fost pregătit în mai 1958 de Institutul de Cercetări Științifice Nr. 885 (acum Centrul de Cercetare și Producție N.A. Pilyugin pentru Automatizare și Instrumentare). Cele 184 de pagini originale dactilografiate oferă informații despre scopurile și obiectivele proiectului, modul de realizare a acestora etc. Cea mai mare parte a documentului este dedicată unei descrieri tehnice a complexului terestre și principiilor de funcționare a acestuia.




Una dintre antenele instalate 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 la acel moment. În plus, munca designerilor ar putea fi complicată de timpul scurt alocat lucrării. Cu toate acestea, s-au găsit modalități de urmărire a zborului rachetei și al stației automate de pe Pământ, precum și metode de estimare a traiectoriei și de primire a semnalelor de telemetrie.

Echipamentele radio-electronice de la sol ar fi trebuit să includă o stație radar, un sistem de recepție a datelor de la o navă spațială și dispozitive pentru control 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 avantajoase pentru desfășurarea acestora. .

Calculele prezentate în proiectul preliminar au arătat caracteristicile necesare ale dispozitivelor de antenă, a căror construcție a fost o sarcină foarte dificilă. S-a constatat că caracteristicile cerute de transmitere și recepție a semnalului radio ar fi arătate de antene terestre cu o suprafață de cel puțin 400 de metri pătrați sau un diametru de cel puțin 30 m. Nu existau produse de acest fel existente în țara noastră. ; De asemenea, nu a existat nicio posibilitate de a le crea rapid de la zero. În acest sens, s-a propus utilizarea unor țesături de antenă adecvate sau crearea de noi produse similare. S-a planificat montarea lor pe dispozitive rotative existente, primite anterior împreună cu radare americane de tip SCR-627 și cu „Greater Wurzburg” german capturat.

Pentru a monitoriza funcționarea instalației E-1, au fost dezvoltate mai multe tipuri de antene. Rezolvarea diverselor probleme s-a realizat folosind un reflector parabolic trunchiat de dimensiuni mari și folosind pânze dreptunghiulare cu dimensiuni adecvate. Instalarea pe suporturi mobile a permis o acoperire maximă a spațiului și, prin urmare, a crescut capacitățile generale ale complexului.

Mai multe sisteme de instrumente au trebuit să lucreze împreună cu antenele. Astfel, s-a propus instalarea de echipamente emițătoare radio-electronice pe mai multe vehicule ZIL-131 cu caroserie standard de furgonetă. Folosind cabluri, trebuia conectat la antena corespunzătoare. Partea receptoare a complexului a fost planificată a fi dislocată permanent, într-o clădire separată din apropierea stâlpului de antenă. Pentru a obține rezultatele dorite și a efectua corect măsurătorile, cele două antene trebuiau să fie distanțate de câțiva kilometri.


Un alt post de antenă


S-a propus dotarea antenelor de recepție cu un sistem automat de urmărire a obiectelor spațiale. Analizând semnalul de la transmițătorul de bord, un astfel de echipament trebuia să schimbe poziția antenei, oferind cea mai bună recepție cu putere maximă și interferență minimă. O astfel de orientare a antenei ar fi trebuit să fie efectuată automat.

Complexul de măsurare trebuia să includă mai multe sisteme de comunicații separate. Unele canale erau destinate să transmită date de la o componentă la alta, în timp ce altele erau necesare oamenilor. Conform calculelor, transmisia exclusiv de date vocale a fost asociată cu dificultăți cunoscute și ar putea interfera cu funcționarea corectă a întregului complex.

Sistemul la sol trebuia să includă instalații de înregistrare a semnalului. S-a propus înregistrarea tuturor datelor de telemetrie și a indicatorilor radar pe medii magnetice. Setul de echipamente a inclus și un atașament foto pentru captarea datelor afișate pe ecrane.

Unul dintre capitolele documentului publicat este dedicat alegerii unei locații pentru instalarea noilor echipamente radar. Calculele au arătat că produsul E-1 va zbura pe Lună timp de aproximativ 36 de ore. În acest caz, 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 zona cea mai convenabilă pentru localizarea stațiilor este sudul părții europene a țării. Ei au decis să construiască un punct de măsurare în apropierea orașului Simeiz din Crimeea, unde la acel moment funcționa deja instalația de radioastronomie a Institutului de Fizică al Academiei de Științe. Mijloacele sale tehnice ar putea fi folosite într-un nou proiect.

Proiectul preliminar a inclus instalarea sistemelor de puncte de măsurare pe Muntele Koshka. Mai mult, componentele sale individuale trebuiau amplasate la o distanță de până la 5-6 km una de alta. În conformitate cu propunerile de proiect, unele echipamente electronice ar trebui amplasate în clădiri staționare, în timp ce alte dispozitive ar putea fi montate pe șasiu auto.

„Schița de proiectare a sistemului de monitorizare radio pentru orbita obiectului „E-1” a fost publicată
Stație tip E-1A


Folosind teste la scară completă cu simulatoare ale produsului E-1, au fost determinate caracteristicile optime ale echipamentelor radio. Astfel, pentru legătura radio sol-aer, frecvența optimă a fost considerată a fi 102 MHz. Dispozitivul trebuia să transmită date către Pământ la o frecvență de 183,6 MHz. Creșterea sensibilității dispozitivelor de recepție la sol a făcut posibilă reducerea puterii emițătorului de la bordul E-1 la 100 W.

Principiile de funcționare propuse pentru „sistemul de monitorizare radio pe orbita obiectului E-1” au fost foarte progresive și îndrăznețe pentru vremea lor. Folosind o serie de sisteme radio, a fost necesar să se determine azimutul și unghiul de elevație, 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 lui E-1. Semnalele de telemetrie trebuiau să sosească de pe orbită pe Pământ.

În etapa inițială a zborului, transmisia de telemetrie urma să fie efectuată folosind mijloace standard ale vehiculului de lansare 8K72 Vostok-L. Sistemul de telemetrie RTS-12-A ar putea menține comunicarea cu Pământul folosind transmițătorul radio al celei de-a treia etape a rachetei. După separarea de acesta, stația E-1 a trebuit să includă propriul echipament radio. De ceva timp, înainte de a intra în zona de acoperire a activelor de la sol, stația ar putea rămâne „invizibilă”. Cu toate acestea, după câteva minute, punctul de măsurare la sol a luat-o sub escortă.

S-a propus să se determine distanța până la navă spațială și viteza de zbor a acesteia folosind radiații pulsate și un transponder la bord. Cu o frecvență de 10 Hz, punctul de măsurare la sol trebuia să trimită impulsuri către stație. După ce a primit semnalul, a trebuit să răspundă la el pe propria frecvență. Pe baza timpului necesar pentru trecerea a două semnale, automatizarea a putut calcula distanța până la stație. Această tehnică a furnizat o precizie acceptabilă și, în plus, nu a necesitat o putere inacceptabil de mare a transmițătorului, așa cum se putea întâmpla atunci când se folosea un radar standard cu recepția unui semnal reflectat.

Măsurarea distanței dintre E-1 și Lună a fost responsabilitatea echipamentelor de la bord. Semnalele de la transmițătorul de la bord, reflectate de satelitul Pământului, ar putea reveni la stația automată. La distanțe mai mici de 3-4 mii de km, le putea primi deja cu încredere și le putea transmite către complexul terestre. Apoi, datele necesare au fost calculate pe Pământ.


Desfăşurarea mijloacelor terestre ale complexului


S-a propus utilizarea efectului Doppler pentru a măsura viteza de zbor. Când E-1 a trecut de-a lungul anumitor secțiuni ale traiectoriei, sistemul de la sol și nava spațială au trebuit să facă schimb de impulsuri radio relativ lungi. Schimbând frecvența semnalului recepționat, punctul de măsurare ar putea determina viteza de zbor a stației.

Desfasurarea unui punct de masurare in apropierea orasului Simeiz a facut posibila obtinerea unor rezultate foarte bune. În timpul zborului de 36 de ore, stația E-1 a trebuit să vină în vizorul acestui obiect de trei ori. Prima etapă de control se referă la partea inițială a secțiunii pasive a traiectoriei. S-a planificat utilizarea comenzilor radio. În continuare, zborul a fost controlat la o distanță de 120-200 mii km de Pământ. A treia oară, stația a revenit la vizibilitate în timp ce zbura la o distanță de 320-400 mii km. Trecerea aparatului prin ultimele două tronsoane a fost controlată prin mijloace radar și telemetrice.

„Proiectarea preliminară a sistemului de control radio pentru orbita obiectului E-1 a fost aprobată în ultima zi a lunii mai 1958. Curând a început elaborarea documentației de proiectare, după care a început pregătirea instalațiilor existente pentru utilizare în noul proiect. Trebuie remarcat faptul că nu toate antenele disponibile în Crimeea s-au dovedit a fi potrivite pentru utilizarea în programul Luna. Unele stâlpi de antenă trebuiau echipate cu pânze complet noi de dimensiuni mai mari. Acest lucru a complicat într-o oarecare măsură proiectul și a întârziat implementarea lui, dar ne-a permis totuși să obținem rezultatele dorite.

Prima lansare a vehiculului de lansare 8K72 Vostok-L cu vehiculul E-1 nr. 1 la bord a avut loc pe 23 septembrie 1958. În a 87-a secundă de zbor, chiar înainte de finalizarea primei etape, racheta s-a prăbușit. Lansările din 11 octombrie și 4 decembrie s-au încheiat și ele cu eșec. Abia pe 4 ianuarie 1959, aparatul E-1 No. 4, denumit și „Luna-1”, a fost lansat cu succes. Misiunea zborului nu a fost însă pe deplin îndeplinită. Din cauza unei erori la întocmirea programului de zbor, nava spațială a trecut la o distanță considerabilă de Lună.

Pe baza rezultatelor lansării celui de-al patrulea dispozitiv, proiectul a fost reelaborat, iar acum produsele E-1A au fost depuse pentru lansare. În iunie 1959, una dintre aceste stații a murit odată cu racheta. La începutul lunii septembrie, au fost făcute mai multe încercări nereușite de a lansa următorul vehicul de lansare cu aparatul din seria Luna. Pe parcursul mai multor zile, o serie de lansări au fost anulate, iar apoi racheta a fost scoasă din rampa de lansare.


O altă opțiune pentru implementarea sistemelor radar


În cele din urmă, pe 12 septembrie 1959, nava spațială nr. 7, cunoscută și sub numele de Luna 2, și-a atins cu succes traiectoria prevăzută. La ora estimată în seara zilei de 13 septembrie a căzut pe Lună, în partea de vest a Mare Mons. Curând, a treia etapă a vehiculului de lansare s-a ciocnit cu satelitul natural al Pământului. Pentru prima dată în povestiri un produs de origine terestră a ajuns pe Lună. În plus, pe suprafața satelitului au fost livrate fanioane metalice cu stema Uniunii Sovietice. Deoarece nu era de așteptat o aterizare blândă, stația interplanetară automată a fost distrusă, iar fragmentele ei, împreună cu fanioane metalice, s-au împrăștiat în zonă.

După aterizarea forță cu succes a stației pe Lună, lansările ulterioare ale vehiculelor E-1A au fost anulate. Obținerea rezultatelor dorite a permis industriei spațiale sovietice să continue munca și să înceapă să creeze sisteme de cercetare mai avansate.

„Sistemul de monitorizare radio pentru orbita obiectului E-1, construit special pentru a funcționa cu stații automate, a putut funcționa conform programului de personal doar de două ori în cadrul primului program de cercetare. Ea a ghidat dispozitivele E-1 nr. 4 și E-1A nr. 7 de-a lungul traiectoriei. În acest caz, primul a deviat de la traiectoria calculată și a ratat Luna, în timp ce al doilea a lovit cu succes ținta. Din câte se știe, nu s-au făcut plângeri cu privire la funcționarea echipamentelor de control la sol.

Finalizarea lucrărilor pe tema „E-1” și lansarea de noi proiecte de cercetare au avut un anumit impact asupra dotărilor speciale din Simeiz. Ulterior, acestea au fost în mod repetat modernizate și rafinate în conformitate cu cele mai recente realizări ale industriei radio-electronice și ținând cont de noile cerințe. Punctul de măsurare a asigurat o serie de studii și lansări ale diferitelor 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 amintiri. Cu toate acestea, unele materiale interesante rămân încă închise și din când în când devin cunoscute publicului. De această dată, una dintre întreprinderile din industria spațială a împărtășit date despre proiectarea preliminară a primului complex de control și măsurare intern conceput pentru a funcționa cu stații interplanetare. Sperăm că aceasta va deveni o tradiție și industria va împărtăși mai multe documente în curând.

Conform materialelor:
http://russianspacesystems.ru/
http://kik-sssr.ru/
http://rg.ru/
„Schiță de proiectare a sistemului de monitorizare radio pentru orbita obiectului „E-1”:
http://russianspacesystems.ru/wp-content/uploads/2018/04/1958_NKU_BRK_Luna-2_Simeiz.pdf
7 comentarii
informații
Dragă cititor, pentru a lăsa comentarii la o publicație, trebuie login.
  1. +4
    11 aprilie 2018 05:50
    Totuși, ce fel de oameni erau... Literal în genunchi... Au rezolvat astfel de probleme...
  2. +1
    11 aprilie 2018 09:15
    [/quote]Nava spațială a trecut la o distanță considerabilă de Lună.[quote]
    Această „distanță semnificativă” a fost de 2500 km, mai puțin de 1% din interval
  3. +6
    11 aprilie 2018 19:01
    „Deci, pe mai multe vehicule ZIL-131 cu caroserii standard de furgonetă...”
    Îmi iubesc patria - URSS, dar ZIL-131 a fost produs mult mai târziu decât 1958. băuturi
    1. +1
      11 aprilie 2018 20:16
      Desigur, acestea au fost ZiS-157
      1. 0
        11 aprilie 2018 23:43
        A existat o astfel de mașină ca ZiS-157?
        Știu ZIL-157, știu ZIS-151. Și aceasta este prima dată când aud despre ZiS-157.
        1. 0
          12 aprilie 2018 09:03
          Fabrica și marca de mașini au fost redenumite urgent după cel de-al XX-lea Congres, ca parte a luptei împotriva cultului personalității; în 1958 exista deja ZiL
  4. +1
    12 aprilie 2018 01:53
    Bun articol, multumesc. Este deosebit de util de citit pentru cei care cred că spațiul este simplu.
    Și aș vrea să-l amintesc pe academicianul N.A. Pilyugin: „Nimic nu ne oferă atât de multe informații ca lansările nereușite”. zâmbet