U septembru 1958. Sovjetski Savez je prvi put pokušao poslati automatsku međuplanetarnu stanicu E-1 na Mjesec. Da bi riješila takav problem, koji je bio posebno težak, svemirska industrija morala je stvoriti mnogo novih proizvoda i sistema. Konkretno, bio je potreban poseban kontrolno -mjerni kompleks sposoban za praćenje napredovanja leta stanice, kako nezavisno, tako i primanjem podataka od nje. Pre neki dan je objavljen vrlo zanimljiv dokument koji otkriva glavne karakteristike zemaljskih komponenti projekta E-1.
Dana 10. aprila, ruska kompanija Space Systems, dio Roscosmosa, objavila je elektroničku verziju historijskog dokumenta. Svi koji žele sada se mogu upoznati sa nacrtom projekta radijskog sistema za nadgledanje orbite objekta E-1. Dokument je u maju 1958. godine pripremio Istraživački institut br. 885 (sada Istraživačko -proizvodni centar za automatizaciju i instrumentaciju NA Pilyugin). 184 originalne pisane stranice pružaju informacije o ciljevima projekta, kako ih postići itd. Većina dokumenta posvećena je tehničkom opisu zemaljskog kompleksa i principima njegovog rada.
Jedna od antena postavljenih na Krimu
Autori dokumenta su već u uvodu primijetili izuzetnu složenost zadataka. Raketu i aparat E-1 morali su pratiti na udaljenostima koje su bile dva reda veličine veće od uobičajenih udaljenosti za to vrijeme. Osim toga, rad dizajnera mogao bi se zakomplicirati kratkim rokovima dodijeljenim za rad. Međutim, pronađene su metode za praćenje leta rakete i automatske stanice sa Zemlje, kao i metode za procjenu putanje i prijem telemetrijskih signala.
U sklopu zemaljskih radioelektroničkih objekata trebala je biti prisutna radarska stanica, sistem za prijem podataka sa svemirske letjelice i uređaj za daljinsko upravljanje. Prilikom formiranja izgleda novog sistema, stručnjaci NII-885 morali su pronaći optimalne domete za rad radio opreme, odrediti sastav kompleksa i funkcije njegovih pojedinih komponenti, te pronaći najisplativija mjesta za njihovo postavljanje.
Proračuni prikazani u nacrtu projekta pokazali su potrebne karakteristike antenskih uređaja čija je izgradnja bila vrlo težak zadatak. Utvrđeno je da će se potrebne karakteristike prijenosa i prijema radio signala pokazati zemaljskim antenama površine najmanje 400 četvornih metara ili promjera najmanje 30 m. Nije bilo postojećih proizvoda ove vrste u naša zemlja; nije bilo načina da ih brzo stvorite od nule. U tom smislu predloženo je korištenje odgovarajućih antenskih ploča ili stvaranje novih sličnih proizvoda. Planirano je njihovo postavljanje na postojeće rotacione uređaje, prethodno primljene zajedno s američkim radarom SCR-627 i sa zarobljenim njemačkim "Big Würzburgom".
Za praćenje rada objekta E-1 razvijene su nekoliko vrsta antena. Rješavanje različitih problema provedeno je upotrebom velikog krnjeg paraboličnog reflektora i korištenjem pravokutnih platna odgovarajućih dimenzija. Montaža na pomične nosače omogućila je maksimalnu pokrivenost prostora i time povećala ukupne mogućnosti kompleksa.
Nekoliko instrumentalnih kompleksa trebalo je da radi zajedno sa antenama. Tako je na nekoliko vozila ZIL-131 sa standardnim karoserijama predloženo instaliranje radio-elektroničke opreme predajnika. Uz pomoć kabela morala se spojiti na odgovarajuću antenu. Planirano je da prijemni dio kompleksa bude stalno raspoređen, u zasebnoj zgradi u blizini antenskog stuba. Da biste dobili željene rezultate i pravilno izvršili mjerenja, dvije antene morale su biti udaljene nekoliko kilometara.
Još jedan antenski stub
Predloženo je opremanje prijemnih antena automatskim sistemom za praćenje svemirskog objekta. Analizirajući signal sa ugrađenog odašiljača, takva oprema je morala promijeniti položaj antene, pružajući najbolji prijem s maksimalnom snagom i minimalnim smetnjama. Takvo ciljanje antena trebalo je izvršiti automatski.
U sklopu mjernog kompleksa bilo je potrebno osigurati nekoliko zasebnih komunikacijskih sistema. Neki su kanali dizajnirani za prijenos podataka s jedne komponente na drugu, dok su drugi bili potrebni ljudima. Prema proračunima, samo je prijenos glasovnih podataka bio povezan s poznatim poteškoćama i mogao bi ometati ispravan rad cijelog kompleksa.
Struktura zemaljskog sistema trebala je uključivati sredstva za registraciju signala. Predloženo je da se svi telemetrijski podaci i radarski indikatori zabilježe na magnetskom mediju. Komplet opreme uključuje i prilog sa fotografijama za snimanje podataka prikazanih na ekranima.
Jedno od poglavlja objavljenog dokumenta posvećeno je odabiru lokacije za postavljanje novih radarskih objekata. Proračuni su pokazali da će proizvod E-1 letjeti na Mjesec oko 36 sati. U isto vrijeme, uređaj se morao uzdići iznad horizonta (u odnosu na bilo koju točku u SSSR -u sa zemljopisnom širinom ispod 65 °) samo nekoliko puta. Utvrđeno je da je najpogodnije područje za stanicu jug europskog dijela zemlje. Odlučeno je da se izgradi mjerno mjesto u blizini krimskog grada Simeiza, gdje je u to vrijeme već radio radioastronomski objekt Instituta za fiziku Akademije nauka. Njegova tehnička sredstva mogla bi se koristiti u novom projektu.
Nacrt je predviđao postavljanje sistema mjernih tačaka na planini Koška. Štoviše, njegove pojedinačne komponente trebale su se nalaziti na udaljenosti do 5-6 km jedna od druge. U skladu s prijedlozima projekta, dio elektroničke opreme trebao bi biti smješten u stacionarnim zgradama, dok bi se drugi uređaji mogli montirati na šasiju automobila.
Tip stanice E-1A
Uz pomoć terenskih ispitivanja sa simulatorima proizvoda E-1 utvrđene su optimalne karakteristike radio opreme. Dakle, za radio vezu Zemlja-ploča je utvrđeno da je optimalna frekvencija 102 MHz. Uređaj je trebao prenositi podatke na Zemlju na frekvenciji od 183,6 MHz. Povećanje osjetljivosti zemaljskih prijemnih uređaja omogućilo je smanjenje snage odašiljača na ploči E-1 na 100 W.
Predloženi principi rada "sistema radijskog nadzora orbite objekta" E-1 "za svoje vrijeme bili su vrlo progresivni i smjeli. Uz pomoć brojnih radiotehničkih sistema bilo je potrebno odrediti azimut i ugao elevacije koji određuju smjer prema međuplanetarnoj stanici. Osim toga, bilo je potrebno odrediti udaljenost između Zemlje i objekta, kao i udaljenost od objekta do Mjeseca. Konačno, bilo je potrebno izmjeriti brzinu kretanja E-1. Telemetrijski signali trebali su doći iz orbite prema Zemlji.
U početnoj fazi leta, telemetrijski prijenos trebao je biti proveden pomoću standardne opreme lansirnog vozila 8K72 Vostok-L. Telemetrijski sistem RTS-12-A mogao bi održavati komunikaciju sa Zemljom pomoću radio odašiljača trećeg stepena rakete. Nakon odvajanja od nje, stanica E-1 je trebala uključivati vlastitu radio opremu. Neko vrijeme, prije nego što je ušla u pokriveno područje zemaljskih objekata, stanica je mogla ostati "nevidljiva". Međutim, nakon nekoliko minuta, mjerno mjesto na zemlji odvelo ju je u pratnju.
Predloženo je određivanje udaljenosti do svemirske letjelice i njene brzine leta pomoću impulsnog zračenja i ugrađenog transpondera. Sa frekvencijom od 10 Hz, zemaljska mjerna stanica trebala je slati impulse do stanice. Nakon što je primila signal, morala je na njega odgovoriti vlastitom frekvencijom. Dok su prošla dva signala, automatika je mogla izračunati udaljenost do stanice. Ova je tehnika osigurala prihvatljivu točnost, a osim toga nije zahtijevala neprihvatljivo veliku snagu odašiljača, što bi moglo biti slučaj pri korištenju standardnog radara sa povratnim signalom.
Mjerenje udaljenosti između E-1 i Mjeseca dodijeljeno je ugrađenoj opremi. Signali ugrađenog odašiljača, reflektirani sa Zemljinog satelita, mogli bi se vratiti u automatsku stanicu. Na udaljenostima manjim od 3-4 tisuće km već ih je mogao pouzdano primiti i prenijeti u kopneni kompleks. Dalje na Zemlji izračunati su potrebni podaci.
Postavljanje kopnenih objekata kompleksa
Za mjerenje brzine leta predloženo je korištenje Doplerovog efekta. Kada je E-1 prošao duž određenih dijelova putanje, zemaljski sistem i svemirska letjelica morali su razmjenjivati relativno dugačke radio impulse. Promjenom frekvencije primljenog signala mjerno mjesto moglo je odrediti brzinu leta stanice.
Raspoređivanje mjernog mjesta u blizini grada Simeiza omogućilo je postizanje vrlo visokih rezultata. Tokom 36-satnog leta, stanica E-1 je trebala tri puta pasti u zonu vidljivosti ovog objekta. Prva faza upravljanja odnosila se na početni dio pasivnog dijela putanje. U isto vrijeme planirano je korištenje opreme za radio -kontrolu. Nadalje, let je nadziran na udaljenosti od 120-200 hiljada km od Zemlje. Treći put stanica se vratila u zonu vidljivosti leteći na udaljenosti od 320-400 hiljada km. Prolazak aparata kroz posljednja dva odjeljka kontroliran je radarskim i telemetrijskim sredstvima.
„Nacrt projekta radijskog sistema za praćenje orbite objekta E-1 odobren je posljednjeg dana maja 1958. godine. Ubrzo je započela izrada projektne dokumentacije, nakon čega je započela priprema postojećih objekata za korištenje u novom projektu. Treba napomenuti da nisu sve dostupne antene na Krimu prikladne za upotrebu u programu Luna. Neki antenski stubovi morali su biti opremljeni potpuno novim predimenzioniranim platnima. To je donekle zakompliciralo projekt i promijenilo vrijeme njegove provedbe, ali je ipak omogućilo postizanje željenih rezultata.
Prvo lansiranje lansirnog vozila 8K72 Vostok-L sa svemirskom letelicom E-1 broj 1 bilo je 23. septembra 1958. godine. U 87. sekundi leta, čak i prije završetka prve etape, raketa se srušila. Lansiranje 11. oktobra i 4. decembra takođe je završeno nesrećom. Tek 4. januara 1959. bilo je moguće uspješno lansirati aparat E-1 br. 4, koji je također dobio oznaku "Luna-1". Međutim, misija leta nije u potpunosti dovršena. Zbog greške u sastavljanju programa leta, svemirska letjelica je prošla znatnu udaljenost od Mjeseca.
Prema rezultatima lansiranja četvrtog uređaja, projekt je revidiran, pa su sada proizvodi E-1A predati na početak. U junu 1959. jedna od ovih stanica umrla je zajedno sa raketom. Početkom rujna učinjeno je nekoliko neuspješnih pokušaja lansiranja sljedeće rakete -lansera sa vozilom serije Luna. Nekoliko lansiranja otkazano je nekoliko dana, a zatim je raketa uklonjena s lansirne rampe.
Druga mogućnost za postavljanje radarskih sistema
Konačno, 12. septembra 1959. godine, svemirska letjelica 7, poznata i kao Luna-2, uspješno je ušla u svoju proračunatu putanju. U procijenjeno vrijeme, 13. septembra navečer, pao je na Mjesec, u zapadnom dijelu More kiša. Ubrzo se treća faza lansirnog vozila sudarila s prirodnim satelitom Zemlje. Prvi put u istoriji na Zemlji se pojavio proizvod zemaljskog porijekla. Osim toga, metalne zastavice sa grbom Sovjetskog Saveza isporučene su na površinu satelita. Budući da se nije očekivalo meko slijetanje, automatska međuplanetarna stanica je uništena, a njeni fragmenti, zajedno sa metalnim zastavicama, razbacani su po terenu.
Nakon uspješnog teškog slijetanja stanice na Mjesec, otkazana su daljnja lansiranja svemirske letjelice E-1A. Dobivanje željenih rezultata omogućilo je sovjetskoj svemirskoj industriji da nastavi rad i počne stvarati naprednije istraživačke sustave.
“Sistem radijskog nadzora orbite objekta E-1, izgrađen posebno za rad sa automatskim stanicama, mogao je raditi samo dva puta u sklopu prvog istraživačkog programa prema rasporedu osoblja. Prošla je vozila E-1 br. 4 i E-1A br. 7 duž putanje. U isto vrijeme, prvi je odstupio od izračunate putanje i promašio mjesec, a drugi je uspješno pogodio cilj. Koliko je poznato, nije bilo pritužbi na rad objekata zemaljske kontrole.
Završetak rada na temi E-1 i pokretanje novih istraživačkih projekata imali su određeni utjecaj na posebne objekte u Simeizu. U budućnosti su se više puta modernizirali i dorađivali u skladu s najnovijim dostignućima radio-elektroničke industrije, uzimajući u obzir nove zahtjeve. Mjerilo je osiguralo niz studija i lansiranja određenih svemirskih letjelica. Tako je dao značajan doprinos istraživanju svemira.
Do sada je rana istorija sovjetskog svemirskog programa prilično dobro proučena. Objavljeni su i poznati različiti dokumenti, činjenice i memoari. Ipak, neki zanimljivi materijali i dalje su klasificirani i s vremena na vrijeme postaju javni. Ovoga puta jedno od preduzeća svemirske industrije podijelilo je podatke o idejnom projektu prvog domaćeg kontrolno -mjernog kompleksa namijenjenog za rad s međuplanetarnim stanicama. Nadajmo se da će ovo postati tradicija i da će industrija uskoro podijeliti nove dokumente.
