Veřejné vnímání historie je srozumitelný sled významných událostí, které si lidé uvědomili už od školy. V tomto smyslu je historie kosmického průzkumu SSSR satelit, Gagarinův let a řada různých automatických vesmírných stanic, které se spojují do jednoho eposu, z nichž nejvýraznější kapitoly jsou fotografie odvrácené strany Měsíce, měsíčních roverů a přistání na Venuši. Navrhujeme jít nad rámec tohoto vnímání a podívat se na známé události zevnitř očima sovětských inženýrů, kteří přesně před 60 lety vytvořili první komunikační linku v historii lidstva s kosmickými loděmi létajícími na Měsíc. Poprvé je publikován archivní dokument „Návrh systému pro rádiové monitorování oběžné dráhy objektu„ E-1 “, který nám poskytl Russian Space Systems Holding (RCS).
Několik generací zaměstnanců podniku, kterému se dříve říkalo NII-885, zanechalo stopy na svých prvních stránkách a požadovalo, aby nebyl zničen originál a uchován pro historii. A teď nastal čas pro tento dokument.
„E-1“je index přidělený Special Design Bureau č. 1 (OKB-1) stanicím, které měly být prvními na Měsíc. Sergey Korolev navrhl program měsíčního průzkumu v roce 1957 krátce po vypuštění prvního satelitu. Události se poté vyvinuly velmi rychle: necelý rok po Sputniku-1 již SSSR učinil první pokus o spuštění aparátu na Měsíc.
Od vládního nařízení o vytvoření měsíční stanice a třístupňové rakety 8K72 založené na raketě R-7 až po první pokus o odpálení E-1 uběhlo pouze šest měsíců. Vědci a inženýři pracovali ve stavu konstantního časového tlaku.
Velikost a tvar vozidel řady E-1 byly podobné jako u prvního pozemského satelitu. Jejich úkolem bylo jednoduše „dostat se“na Měsíc a cestou shromažďovat informace o radioaktivitě, magnetických polích a plynné složce meziplanetární hmoty. To vyžadovalo několik velmi složitých úkolů najednou, z nichž hlavní bylo vytvoření vesmírné rakety a rozvoj její kontroly na obrovské vzdálenosti. Jejich řešení mělo poskytnout sovětským vědcům potřebné zkušenosti pro další studium planet sluneční soustavy. Nadšení bylo obrovské, ale z technického hlediska na konci 50. let se tento úkol zdál téměř fantastický:
„Určení parametrů pohybu rakety a přenosu informací z ní na Zemi musí být prováděno ve vzdálenostech o dva řády větších, než jsou vzdálenosti, pro které byly podobné systémy dosud vyvinuty v proudové technologii a v dalších souvisejících oblastech.“
Nenechte si ujít ten okamžik
Propagační video:
Klíčovým a jedním z nejobtížnějších technických úkolů této mise bylo včasné vypnutí motorů. Volba správného točivého momentu závisela na přesnosti určení rychlosti. Chyba v jeho stanovení pouze o jeden metr za sekundu vychýlila trajektorii o 250 kilometrů. Bylo nutné vystřelit raketu v přesně stanovenou dobu, velmi přesně řídit její trajektorii a rychlost a dát povel k vypnutí motorů ve správný čas.
Takto to popisuje Boris Chertok ve své knize „Rakety a lidé“:
"Možné chyby autonomního systému pro vypínání motorů druhého stupně - od integrátoru podélných zrychlení - překročily přípustné." Proto bylo od samého začátku rozhodnuto použít rádiový řídicí systém k vypnutí motoru měřením rychlosti a souřadnic. “
Zkrácený reflektor krymské expedice FIAN.
Extrémní složitost řešení tohoto problému je uvedena v Návrhu návrhu radiového monitorovacího systému Orbit E-1:
„Takový složitý problém lze vyřešit v relativně krátkém čase pouze v kombinaci s rádiovým řídicím systémem, který by měl na konci aktivního úseku dráhy zajistit měření šesti parametrů pohybu s přesností dostatečnou k vyřešení problému - dopadu na Měsíc.“
Podle inženýrů nebylo možné udržet přesnost stanovení parametrů pohybu, které se původně měly zachovat, ale přesnost měla stačit k zasažení měsíce. Kromě toho měl vzdušný pozemní rádiový spoj přenášet signály z telemetrických systémů RTS-12A (na aktivní části trajektorie) a RTS-12B (na pasivní části trajektorie) instalovaných na palubě E-1.
Souvislost s neznámým
Obtíže při vytváření rádiového spojení, které je přímo v dokumentu označovaném jeho vývojáři jako „nejslabší článek“E-1, spočívaly v chybě v přenosu signálu zemskou atmosférou, která ovlivnila určení souřadnic a rychlosti objektu. Tento problém je stále aktuální, zejména pro satelitní navigační systémy, a na konci 50. let se jeho řešení teprve začínalo.
Model automatické meziplanetární stanice "Luna-3", zahájený 4. října 1959 a poprvé přenesl na Zemi obraz odvrácené strany Měsíce.
Když se blížili k Měsíci, věci se zhoršily. Pokud byly alespoň známy účinky vlivu zemské atmosféry a magnetického pole na rádiové vlny, nikdo nevěděl, co od Měsíce očekávat:
„Když objekt„ E-1 “prochází v oblasti bezprostřední blízkosti Měsíce, může dojít k dalším chybám v rádiových měřeních jeho souřadnic a rychlosti v důsledku měsíční ionosféry, jejíž existenci je třeba předpokládat.“
První přesvědčivý důkaz o existenci ionosféry kolem Měsíce poskytl v 70. letech sovětská kosmická loď Luna 19 a Luna 22.
Složení měsíční půdy bylo známé velmi přibližně:
"Při výpočtu hodnot koeficientu odrazu a zisku ve směru znějícího rádiového vysílače v důsledku nepravidelností měsíčního povrchu je nutné znát chemické složení a strukturu měsíčního povrchu." V literatuře je nejběžnějším názorem, že měsíčním povrchem jsou pevné vulkanické horniny podobné složení jako zemské, které jsou pokryty vrstvou prachu o tloušťce několika milimetrů. Experimentální zkouška takové struktury byla provedena za pozemských podmínek. “
Kontakt
K provedení mise E-1 bylo nutné udržovat rádiovou komunikaci s přístrojem na vzdálenost stovek tisíc kilometrů. To vyžadovalo výkonné pozemní vysílací a přijímací antény s efektivní plochou nejméně 400 metrů čtverečních. V té době neexistovaly žádné antény speciálně vytvořené pro tyto účely, natož komunikační systémy, a sovětští vědci improvizovali. Nejprve jsem musel uznat, že vybavení, které bych chtěl splnit, není a nebude:
"Takovou efektivní oblast má parabolický reflektor o průměru nejméně 30 metrů." V současné době nemáme provozní antény s takovými parametry. Je rovněž nemožné vyvinout a vyrobit takové antény a zejména rotační zařízení v azimutu a elevaci pro ně v časových rámcích stanovených pro zařízení E-1. V tomto ohledu je nutné najít kompromisní technické řešení. V současné době domácí průmysl nevyrábí rotační zařízení, která umožňují otáčení antén 12 o 12 v azimutu a ve výšce. Proto, s omezeným časovým rámcem pro vývoj a výrobu pozemních antén, je vhodné používat rotační zařízení ze zachycených radarových stanic „Big Würzburg“nebo SCR-627 “.
Parabolický reflektor o průměru 7,5 metru od zachyceného radaru „Greater Würzburg“.
„Big Würzburg“- naváděcí stanoviště stíhacích letadel, která byla spolu s kompletní sadou konstrukční dokumentace vyňata sovětskými specialisty z Německa. Americký radar SCR-627 s kapacitou 225 kilowattů byl během Velké vlastenecké války dodáván do SSSR v rámci Lend-Lease. Obě tyto antény vyžadovaly výrazná vylepšení.
Současně byla vyřešena velmi důležitá otázka pro severní zemi umístěním nového komplexu. Bylo nutné zvolit bod s maximální výškou objektu „E-1“nad obzorem. Jižní část evropského území SSSR byla pro tento požadavek vhodná. Byla vybrána krymská expedice FIAN ve městě Simeiz. Existovaly již dva reflektory o efektivní ploše 70 respektive 120 metrů čtverečních a parabolický reflektor ze zachyceného radaru Big Würzburg, na jehož rotační zařízení bylo možné umístit novou anténu (anténa na ní instalovaná o průměru 7 metrů byla považována za nedostatečnou):
Schémata instalace pozemské stanice pro příjem a přenos informací do „E-1“.
"Skutečná možnost použití hotových radioastronomických anténních zařízení Fyzikálního ústavu Akademie věd v oblasti města Simeiz (Krym) s některými úpravami umožňuje umístit tam měřicí bod." V tomto případě budou rádiové prostředky sledovat tři úseky pasivní části trajektorie: začátek - podle rádiového řídicího systému, střední - 12 + 200 tisíc kilometrů a konec - 320 + 400 tisíc kilometrů podle měření rádiového monitorovacího systému. Zařízení pro měření rozsahu, rychlosti a telemetrie, antény, pro které jsou vytvořeny na základě rotačních zařízení, jako jsou „Big Würzburg“a SCR-627, budou umístěny na hoře Koshka. “
Přijímací část pozemního zařízení měla být namontována trvale a vysílací část měla být umístěna na podvozku automobilu ZIL-151.
Schémata instalace pozemské stanice pro příjem a přenos informací do „E-1“. Přijímací a záznamová část pozemního zařízení byla trvale namontována a vysílací zařízení - na podvozku automobilu ZIL-151.
Takže v SSSR se první komunikační bod v historii lidstva objevil s meziplanetární vesmírnou stanicí, která byla hlavní až do vytvoření nového vesmírného komunikačního centra poblíž Evpatorie. V Simeizu se dozvěděli o pádu prvního umělého aparátu na Měsíc a dostali první fotografii odvrácené strany Měsíce.
Reach the Moon První „lunární“, jak jejich tvůrci nazvali „E-1“, neměl ani jména, pouze index. Pouze dvě ze sedmi vozidel získaly místo v historii, ta, která se dokázala dostat na Měsíc. Luna-1 (čtvrtý pokus o odpálení E-1) se uskutečnil 6000 kilometrů od Měsíce. Při vydávání povelu k vypnutí motoru třetího stupně (blok „E“), který byl vydán ze Země, nebyla zohledněna doba průchodu signálu z velitelského stanoviště na stanici.
Otočné zařízení typu „627“s instalovaným fázovým pásem 10x6 metrů.
Přesto to byl velký úspěch pro SSSR, který byl oslavován po celém světě, ale tvůrci rádiového spojení byli nešťastní: rádiové ovládání nefungovalo perfektně a nezasáhlo Měsíc. To, co se stalo, dokonale popsal Boris Chertok:
"Ale rozhlasový tým přišel pozdě!" Pak jsme samozřejmě zjistili, že za to mohou pozemní rádiové řídicí stanice - RUE. Třetí etapa, spolu s měsíčním kontejnerem a praporkem, nezasáhla Měsíc, Miss byla 6000 kilometrů - asi jeden a půlkrát větší než průměr Měsíce. Raketa vstoupila na svou nezávislou oběžnou dráhu kolem Slunce, stala se satelitem a stala se první umělou planetou sluneční soustavy na světě. Lednové spuštění bylo pro nás všechny velmi dobrou zkouškou a tréninkem. Práce třetí etapy byla poprvé plně otestována. Ukázalo se jako velmi užitečné zkontrolovat rádiový komunikační systém, přijmout telemetrii kontejneru, zpracovat výsledky provozního určení jeho souřadnic, navázat interakci komplexu měřicích přístrojů, orbitální kontrolní služby a výpočetních středisek. Všechno palubní vybavení fungovalo dobře. “
Zkrácený parabolický reflektor krymské expedice FIAN.
Data přenášená ze zařízení umožnila zjistit nepřítomnost magnetického pole na Měsíci, byla změřena úroveň záření a byly zkoumány parametry slunečního větru. Palubní rádiový komplex přenášel signály na Zemi až do vzdálenosti více než 500 tisíc kilometrů a ztichl pouze tehdy, když byly baterie zcela vybité: 62 hodin po startu, přestože byly navrženy pouze na 40 hodin.
To však nebyl úplný úspěch. Vedení SSSR požadovalo, aby se první, před Američany, dostali na povrch měsíce. Toho bylo dosaženo v nejvhodnějším politickém okamžiku - během Chruščovovy návštěvy Spojených států v září 1959.
Tato náhoda však byla spíše náhoda. Během roku před tím zahájil SSSR celkem šest stanic směrem k Měsíci. Ve čtyřech případech došlo k nehodám během prvních pěti minut letu raketou.
Zařízení "Luna-2".
Další start se neuskutečnil kvůli odstranění vadné nosné rakety ze startovací rampy. Ale v září byl start úspěšný a přesně ve stanovený čas (jen o 1 sekundu později, než bylo plánováno). Všechny systémy fungovaly perfektně a 14. září v 00:02:24 byly všechny signály na stanici v Simeizu a na telemetrických stanicích Bajkonuru náhle přerušeny - Luna-2 narazila do družice Země.
* * *
Zveme vás k listování v elektronické verzi dokumentu a pocítíte ducha sovětských inženýrů z poloviny minulého století, kteří díky mnohem menším zdrojům a schopnostem než jejich američtí protějšky dokázali vyhrát první část lunární rasy.
Autor: Vladimir Koryagin