בספטמבר 1958, ברית המועצות ביצעה את הניסיון הראשון לשלוח את התחנה האנט-פלנטרית האוטומטית E-1 לירח. כדי לפתור בעיה כזו, שהייתה קשה במיוחד, תעשיית החלל נאלצה ליצור הרבה מוצרים ומערכות חדשות. בפרט, נדרש מתחם בקרה ומדידה מיוחד, המסוגל לעקוב אחר התקדמות טיסת התחנה, הן באופן עצמאי והן על ידי קבלת נתונים ממנה. ממש לפני כמה ימים פורסם מסמך מאוד סקרן, שחושף את המאפיינים העיקריים של מרכיבי הקרקע של פרויקט E-1.
ב- 10 באפריל פרסמה חברת מערכות החלל הרוסית, חלק מרוסקוסמוס, גרסה אלקטרונית של המסמך ההיסטורי. כל מי שרוצה יכול להכיר כעת את טיוטת התכנון של מערכת ניטור רדיו E-1 Object Orbit. המסמך נערך במאי 1958 על ידי מכון המחקר מס '885 (כיום מרכז המחקר והייצור של NA Pilyugin לאוטומציה ומכשור). 184 הדפים המקוריים המודפסים מספקים מידע אודות מטרות ויעדים של הפרויקט, כיצד להשיג אותם וכו '. רוב המסמך מוקדש לתיאור הטכני של מתחם הקרקע ועקרונות הפעולה שלו.
אחת האנטנות הפרוסות בחצי האי קרים
כבר בהקדמה ציינו מחברי המסמך את המורכבות יוצאת הדופן של המשימות העומדות על הפרק. היה צריך לעקוב אחר הטיל ומכשיר ה- E-1 במרחקים שהיו גבוהים בשני סדרי גודל מהמרחקים הרגילים באותה תקופה. בנוסף, עבודת המעצבים עלולה להסתבך על ידי התנאים הקצרים שהוקצו לעבודה. עם זאת, נמצאו שיטות לעקוב אחר טיסת הרקטה והתחנה האוטומטית מכדור הארץ, כמו גם שיטות לאמוד את המסלול ולקבלת אותות טלמטריה.
כחלק ממתקנים רדיו -אלקטרוניים קרקעיים היו אמורים להימצא תחנת מכ ם, מערכת לקבלת נתונים מחללית ומכשיר לשליטה מרחוק. בעת היווצרות המראה של המערכת החדשה, מומחי NII-885 היו צריכים למצוא את הטווחים האופטימליים להפעלת ציוד רדיו, לקבוע את הרכב המתחם ואת תפקודי מרכיביו האישיים, וגם למצוא את המקומות הרווחיים ביותר לפריסתם..
החישובים המוצגים בתכנון הטיוטה הראו את המאפיינים הדרושים של התקני אנטנות, שבנייתם הייתה משימה קשה מאוד. נמצא כי המאפיינים הנדרשים של שידור וקליטה של אות רדיו יוצגו על ידי אנטנות יבשות בשטח של לפחות 400 מ"ר או בקוטר של 30 מ 'לפחות. לא היו מוצרים מסוג זה ב מדינתנו; לא הייתה דרך ליצור אותם במהירות מאפס. בהקשר זה, הוצע להשתמש ביריעות אנטנה מתאימות או ליצור מוצרים דומים חדשים. היא תוכננה להרכיב אותם על המכשירים הסיבוביים הקיימים, שהתקבלו בעבר יחד עם מכ"ם ה- SCR-627 האמריקאי ועם "ביג וירצבורג" הגרמני שנתפס.
אנטנות מכמה סוגים פותחו כדי לפקח על הפעולה של מתקן E-1. הפתרון לבעיות שונות בוצע באמצעות רפלקטור פרבולי קטום גדול ושימוש בבד מלבני בעל מידות מתאימות.הרכבה על תומכים ניידים אפשרה להבטיח כיסוי מרבי של החלל ובכך להגדיל את היכולות הכוללות של המתחם.
כמה מתחמי מכשירים היו אמורים לעבוד יחד עם האנטנות. לכן, בכמה רכבים מסוג ZIL-131 עם מרכבות טנדר סטנדרטיות, הוצע להתקין את הציוד האלקטרוני הרדיו של המשדר. בעזרת כבלים, היה צריך לחבר אותו לאנטנה המתאימה. החלק המקבל של המתחם תוכנן להיפרס לצמיתות, בבניין נפרד ליד עמדת האנטנה. כדי להשיג את התוצאות הרצויות ולבצע את המדידות בצורה נכונה, שתי האנטנות היו צריכות להיות במרחק כמה קילומטרים זה מזה.
עוד עמוד אנטנה
הוצע לצייד אנטנות קבלה במערכת מעקב אוטומטית לאובייקט חלל. ניתוח האות מהמשדר המשולב, ציוד כזה נאלץ לשנות את מיקום האנטנה, ומספק את הקבלה הטובה ביותר עם הספק מרבי ומינימום הפרעות. מטרה כזו של האנטנות הייתה צריכה להתבצע באופן אוטומטי.
כחלק ממתחם המדידה, היה צורך לספק מספר מערכות תקשורת נפרדות. חלק מהערוצים נועדו להעביר נתונים מרכיב אחד למשנהו, בעוד שאחרים היו נחוצים לאנשים. על פי החישובים, רק העברת נתוני הקול הייתה קשורה לקשיים ידועים ועלולה להפריע לפעולה הנכונה של המתחם כולו.
מבנה מערכת הקרקע היה אמור לכלול אמצעי רישום אותות. כל נתוני הטלמטריה ומחווני המכ ם הוצעו בהקלטה על מדיום מגנטי. כמו כן, מערך הציוד כלל קובץ מצורף לתצלום נתונים המוצגים על המסכים.
אחד הפרקים של המסמך שפורסם מוקדש לבחירת אתר לפריסת מתקני מכ ם חדשים. חישובים הראו כי המוצר E-1 יטוס לירח במשך כ -36 שעות. במקביל, המכשיר היה צריך להתרומם מעל האופק (יחסית לכל נקודה בברית המועצות עם קו רוחב מתחת ל 65 °) פעמים ספורות בלבד. נמצא כי האזור הנוח ביותר לתחנה הוא דרום החלק האירופי של המדינה. הוחלט לבנות נקודת מדידה בקרבת העיר קמאי סמאז, שבה באותה עת כבר פעל מתקן האסטרונומיה הרדיו של המכון לפיזיקה באקדמיה למדעים. אפשר להשתמש באמצעים הטכניים שלו בפרויקט חדש.
טיוטת התכנון סיפקה לפריסת מערכות נקודת מדידה בהר קושקה. יתר על כן, מרכיביו האישיים היו אמורים להיות ממוקמים במרחק של עד 5-6 ק מ זה מזה. בהתאם להצעות הפרויקט, חלק מהציוד האלקטרוני צריך להיות ממוקם בבניינים נייחים, ואילו התקנים אחרים יכולים להיות מותקנים על שלדת מכונית.
סוג תחנה E-1A
בעזרת בדיקות שטח עם סימולטורים של המוצר E-1 נקבעו המאפיינים האופטימליים של ציוד רדיו. אז, עבור קישור הרדיו מכדור הארץ ללוח, התדר האופטימלי נמצא 102 מגהרץ. המכשיר היה אמור להעביר נתונים לכדור הארץ בתדר של 183.6 מגה -הרץ. עלייה ברגישותם של מכשירי קליטה קרקעיים אפשרה להפחית את כוח המשדר על גבי ה- E-1 ל -100 W.
עקרונות הפעולה המוצעים של "מערכת הניטור הרדיו של מסלולו של האובייקט" E-1 "לזמנם היו מאוד פרוגרסיביים ונועזים. בעזרת מספר מערכות הנדסת רדיו, היה צורך לקבוע את זווית האזימוט והגובה, שקובעים את הכיוון לתחנה הבין -כוכבית. בנוסף, היה צורך לקבוע את המרחק בין כדור הארץ לאובייקט, כמו גם את המרחק מהאובייקט לירח. לבסוף, היה צורך למדוד את מהירות התנועה של E-1. אותות טלמטריה היו אמורים להגיע ממסלול לכדור הארץ.
בשלב הראשוני של הטיסה הייתה אמורה להתבצע שידור טלמטריה באמצעות הציוד הסטנדרטי של רכב ההשקה 8K72 Vostok-L.מערכת הטלמטריה RTS-12-A יכולה לשמור על תקשורת עם כדור הארץ באמצעות משדר הרדיו השלב השלישי של הרקטה. לאחר הפרידה ממנה, תחנת ה- E-1 הייתה אמורה לכלול ציוד רדיו משלה. במשך זמן מה, לפני הכניסה לאזור הכיסוי של מתקנים קרקעיים, התחנה יכולה להישאר "בלתי נראית". אולם לאחר מספר דקות נקודת המדידה הקרקעית לקחה אותה לליווי.
הוצע לקבוע את המרחק לחללית ומהירות הטיסה שלה באמצעות קרינה פועמת ומשדר משולב. בתדר של 10 הרץ, תחנת המדידה הקרקעית הייתה אמורה לשלוח פולסים לתחנה. לאחר שקיבלה את האות, היא נאלצה להגיב אליו בתדירות משלה. עד שלקח שני אותות לעבור, האוטומטיים יכלו לחשב את המרחק לתחנה. טכניקה זו סיפקה דיוק מקובל, ויותר מכך, לא דרשה הספק משדר גבוה באופן בלתי מתקבל על הדעת, כפי שיכול להיות במקרה של שימוש במכ ם סטנדרטי עם אות החזרה.
מדידת המרחק בין E-1 לירח הוקצתה לציוד המשולב. האותות של המשדר המשולב, המוחזר מלוויין כדור הארץ, יכולים לחזור לתחנה האוטומטית. במרחקים של פחות מ 3-4000 ק מ הוא כבר יכול לקבל אותם בביטחון ולהעביר אותם למתחם הקרקע. בהמשך כדור הארץ, חושבו הנתונים הדרושים.
מיקום מתקני הקרקע של המתחם
כדי למדוד את מהירות הטיסה, הוצע להשתמש באפקט דופלר. כאשר ה- E-1 עבר לאורך חלקים מסוימים של המסלול, מערכת הקרקע והחללית נאלצו להחליף פעימות רדיו ארוכות יחסית. על ידי שינוי תדירות האות שהתקבל, נקודת המדידה תוכל לקבוע את מהירות הטיסה של התחנה.
פריסת נקודת המדידה ליד העיירה Simeiz אפשרה להשיג תוצאות גבוהות מאוד. במהלך הטיסה של 36 שעות, תחנת E-1 הייתה אמורה ליפול לאזור הראות של אובייקט זה שלוש פעמים. שלב השליטה הראשון היה קשור לחלק הראשוני של החלק הפסיבי של המסלול. במקביל, תוכנן להשתמש בציוד בקרת רדיו. יתר על כן, הטיסה הייתה במעקב במרחק של 120-200 אלף ק"מ מכדור הארץ. בפעם השלישית, התחנה חזרה לאזור הראות כאשר טסה במרחק של 320-400 אלף ק"מ. מעבר המכשיר בשני החלקים האחרונים נשלט על ידי מכ"ם ואמצעי טלמטריה.
טיוטת העיצוב של מערכת ניטור הרדיו של אובייקט E-1 אושרה ביום האחרון של מאי 1958. עד מהרה החל פיתוח תיעוד עיצובי, ולאחר מכן החלה הכנת המתקנים הקיימים לשימוש בפרויקט חדש. יצוין כי לא כל האנטנות הזמינות בחצי האי קרים נמצאו מתאימות לשימוש בתוכנית לונה. כמה עמודי אנטנות היו חייבים להיות מצוידים בדים חדשים לגמרי לגמרי. הדבר סיבך במידה מסוימת את הפרויקט ושינה את עיתוי יישומו, אך בכל זאת אפשר להשיג את התוצאות הרצויות.
השיגור הראשון של רכב השיגור 8K72 Vostok-L עם סיפונה של חללית E-1 מס '1 התקיים ב -23 בספטמבר 1958. בשנייה ה -87 לטיסה, עוד לפני השלמת השלב הראשון, התמוטטה הרקטה. השיגורים ב -11 באוקטובר וב -4 בדצמבר הסתיימו גם הם בתאונה. רק ב- 4 בינואר 1959 ניתן היה להשיק בהצלחה את מכשיר E-1 מס '4, שקיבל גם את הכינוי "לונה -1". עם זאת, משימת הטיסה לא הושלמה במלואה. בשל שגיאה בהכנת תוכנית הטיסה, חללית חלפה מרחק ניכר מהירח.
על פי תוצאות ההשקה של המכשיר הרביעי, הפרויקט תוקן, וכעת הוגשו מוצרים E-1A לתחילת הדרך. ביוני 1959, אחת התחנות הללו מתה יחד עם רקטה. בתחילת ספטמבר נעשו מספר ניסיונות כושלים לשגר את רכב השיגור הבא עם הרכב מסדרת לונה.מספר שיגורים בוטלו במשך מספר ימים, ולאחר מכן הוסרה הרקטה ממשטח השיגור.
אפשרות נוספת לפריסת מערכות מכ ם
לבסוף, ב- 12 בספטמבר 1959, חללית 7, הידועה גם בשם לונה -2, נכנסה בהצלחה למסלול המחושב שלה. בשעה המשוערת בערב ה -13 בספטמבר, הוא נפל על הירח, בחלק המערבי של ים הגשם. עד מהרה, השלב השלישי של רכב השיגור התנגש בלוויין הטבעי של כדור הארץ. לראשונה בהיסטוריה הופיע תוצר ממוצא יבשתי על הירח. בנוסף, דגלונים ממתכת עם סמל ברית המועצות נמסרו אל פני הלוויין. מכיוון שלא הייתה צפויה נחיתה רכה, נהרסה התחנה הבין -כוכבית האוטומטית, ושבריה, יחד עם דגלונים ממתכת, התפזרו על פני השטח.
לאחר נחיתה מוצלחת של התחנה על הירח, בוטלו שיגורים נוספים של החללית E-1A. השגת התוצאות הרצויות אפשרה לתעשיית החלל הסובייטית להמשיך לעבוד ולהתחיל ליצור מערכות מחקר מתקדמות יותר.
מערכת הניטור הרדיו על מסלולו של אובייקט E-1, שנבנתה במיוחד לעבודה עם תחנות אוטומטיות, הצליחה לעבוד רק פעמיים במסגרת תוכנית המחקר הראשונה בהתאם ללוח הצוות. היא חלפה על פני כלי הרכב E-1 מס '4 ו- E-1A מס' 7 לאורך המסלול. במקביל, הראשון סטה מהמסלול המחושב והחמיץ את הירח, והשני פגע בהצלחה במטרה. ככל הידוע, לא היו תלונות על הפעלת מתקני בקרת קרקע.
להשלמת העבודה בנושא E-1 וההשקה של פרויקטי מחקר חדשים הייתה השפעה מסוימת על מתקנים מיוחדים ב- Simeiz. בעתיד הם שוב ושוב שודרו ומעודכנים בהתאם להישגים האחרונים של התעשייה הרדיו-אלקטרונית ובהתחשב בדרישות חדשות. נקודת המדידה הבטיחה מספר מחקרים ושיגורים של חלליות מסוימות. לפיכך, הוא תרם תרומה משמעותית לחקר החלל החיצון.
עד כה, ההיסטוריה המוקדמת של תוכנית החלל הסובייטית נחקרה די טוב. מסמכים, עובדות וזכרונות שונים פורסמו וידועים. עם זאת, כמה חומרים מעניינים עדיין מסווגים ומדי פעם הופכים לציבוריים. הפעם, אחד ממפעלי תעשיית החלל שיתף נתונים אודות התכנון המקדים של מתחם הבקרה והמדידה הביתי הראשון שנועד לעבוד עם תחנות בין -כוכביות. אני מקווה שזה יהפוך למסורת והתעשייה תשתף מסמכים חדשים בקרוב.
