Syyskuussa 1958 Neuvostoliitto teki ensimmäisen yrityksen lähettää automaattinen planeettojen välinen asema E-1 Kuuhun. Tällaisen erityisen vaikean ongelman ratkaisemiseksi avaruusalan oli luotava paljon uusia tuotteita ja järjestelmiä. Erityisesti tarvittiin erityinen ohjaus- ja mittauskompleksi, joka pystyi seuraamaan aseman lennon edistymistä sekä itsenäisesti että vastaanottamalla siitä tietoja. Juuri eilen julkaistiin erittäin utelias asiakirja, joka paljasti E-1-projektin maaosien pääpiirteet.
Roscosmosiin kuuluva venäläinen avaruusjärjestöyhtiö julkaisi 10. huhtikuuta sähköisen version historiallisesta asiakirjasta. Kaikki halukkaat voivat nyt tutustua E-1-objektiradan radiovalvontajärjestelmän luonnokseen. Asiakirjan valmisteli toukokuussa 1958 tutkimuslaitos nro 885 (nykyään NA Pilyuginin automaation ja instrumentoinnin tutkimus- ja tuotantokeskus). 184 alkuperäistä konekirjoitettua sivua sisältävät tietoa hankkeen tavoitteista ja tavoitteista, niiden saavuttamisesta jne. Suurin osa asiakirjasta on omistettu maakompleksin tekniselle kuvaukselle ja sen toiminnan periaatteille.
Yksi Krimissä olevista antenneista
Jo johdannossa asiakirjan laatijat panivat merkille käsillä olevien tehtävien poikkeuksellisen monimutkaisuuden. Ohjus ja E-1-laite oli seurattava etäisyyksillä, jotka olivat kaksi suuruusluokkaa korkeammat kuin tavanomaiset etäisyydet tuolloin. Lisäksi suunnittelijoiden työtä voivat vaikeuttaa työhön varatut lyhyet termit. On kuitenkin löydetty menetelmiä raketin ja automaattisen aseman lennon seuraamiseksi Maasta sekä menetelmiä radan arvioimiseksi ja telemetrisignaalien vastaanottamiseksi.
Osana maanpäällisiä radioelektronisia laitteita oli oltava tutka -asema, järjestelmä tietojen vastaanottamiseksi avaruusaluksesta ja laite kauko -ohjaukseen. Muodostaessaan uuden järjestelmän ulkonäköä NII-885-asiantuntijoiden oli löydettävä radiolaitteiden toiminta-alueet optimaalisesti, määritettävä kompleksin koostumus ja sen yksittäisten komponenttien toiminnot sekä löydettävä kannattavimmat paikat niiden käyttöönotolle.
Luonnosluonnoksessa esitetyt laskelmat osoittivat tarvittavat antennilaitteiden ominaisuudet, joiden rakentaminen oli erittäin vaikea tehtävä. Todettiin, että radiosignaalin lähetyksen ja vastaanoton vaaditut ominaisuudet näytetään maa -antenneilla, joiden pinta -ala on vähintään 400 neliömetriä tai halkaisija vähintään 30 m. meidän maamme; niitä ei voitu luoda nopeasti tyhjästä. Tältä osin ehdotettiin sopivien antennilevyjen käyttöä tai uusien vastaavien tuotteiden luomista. Ne oli tarkoitus asentaa olemassa oleviin pyöriviin laitteisiin, jotka on aiemmin vastaanotettu yhdessä amerikkalaisen SCR-627-tutkan ja kaapatun saksalaisen "Big Würzburgin" kanssa.
E-1-laitoksen toiminnan seurantaan on kehitetty monentyyppisiä antenneja. Erilaisten ongelmien ratkaisu suoritettiin suurella katkaistulla parabolisella heijastimella ja käyttämällä sopivan kokoisia suorakulmaisia kankaita. Kiinnitys liikkuville tuille mahdollisti tilan maksimaalisen peiton ja siten kompleksin yleisten kykyjen lisäämisen.
Useiden instrumenttikompleksien piti toimia yhdessä antennien kanssa. Niinpä useisiin ZIL-131-ajoneuvoihin, joissa on vakio pakettiautot, ehdotettiin lähettimen radioelektronisten laitteiden asentamista. Kaapelien avulla se oli liitettävä vastaavaan antenniin. Kompleksin vastaanottava osa oli tarkoitus sijoittaa pysyvästi erilliseen rakennukseen lähellä antennipylvästä. Haluttujen tulosten saamiseksi ja mittausten suorittamiseksi oikein kahden antennin oli oltava useiden kilometrien päässä toisistaan.
Toinen antennipylväs
Vastaanottoantenneja ehdotettiin varustamaan automaattisella avaruusobjektin seurantajärjestelmällä. Sisäisen lähettimen signaalia analysoitaessa tällaisten laitteiden oli muutettava antennin asentoa, jolloin saatiin paras vastaanotto suurimmalla teholla ja minimaalisilla häiriöillä. Tällainen antennien kohdistus oli suoritettava automaattisesti.
Osana mittauskompleksia oli tarpeen järjestää useita erillisiä viestintäjärjestelmiä. Jotkut kanavat on suunniteltu siirtämään tietoja komponentista toiseen, kun taas toisia tarvittiin ihmisille. Laskelmien mukaan vain äänidatan siirto liittyi tunnettuihin vaikeuksiin ja saattoi häiritä koko kompleksin oikeaa toimintaa.
Maajärjestelmän rakenteeseen piti sisältyä signaalin rekisteröintivälineet. Kaikkia telemetriatietoja ja tutka -indikaattoreita ehdotettiin tallennettavaksi magneettiseen tietovälineeseen. Laitesarja sisälsi myös valokuvaliitoksen näytöillä näkyvän datan tallentamiseen.
Yksi julkaistun asiakirjan luvuista on omistettu uusien tutkatilojen käyttöönottopaikan valitsemiseksi. Laskelmat osoittivat, että E-1-tuote lentää Kuuhun noin 36 tuntia. Samaan aikaan laitteen piti nousta horisontin yläpuolelle (suhteessa mihin tahansa kohtaan Neuvostoliitossa, jonka leveysaste oli alle 65 °) vain muutaman kerran. Todettiin, että asemalle sopivin alue on maan eurooppalaisen osan eteläosa. Päätettiin rakentaa mittauspiste lähellä Krimin kaupunkia Simeizia, jossa tuolloin oli jo tiedeakatemian fysiikan instituutin radioastronomialaitos. Hänen teknisiä keinojaan voitaisiin käyttää uudessa projektissa.
Suunnitelmasuunnitelmassa määrättiin mittauspistejärjestelmien käyttöönotosta Koshkan vuorella. Lisäksi sen yksittäisten osien oli tarkoitus sijaita jopa 5-6 km: n etäisyydellä toisistaan. Hankkeen ehdotusten mukaisesti osa elektroniikkalaitteista tulisi sijoittaa kiinteisiin rakennuksiin, kun taas muut laitteet voitaisiin asentaa auton runkoon.
Asematyyppi E-1A
Radiolaitteiden optimaaliset ominaisuudet määritettiin kenttätestien avulla E-1-tuotteen simulaattoreilla. Joten maapallolta radiolinkille optimaalisen taajuuden todettiin olevan 102 MHz. Laitteen oli tarkoitus lähettää dataa Maalle 183,6 MHz: n taajuudella. Maan päällä olevien vastaanottolaitteiden herkkyyden lisääntyminen mahdollisti E-1: n lähettimen tehon pienentämisen 100 W.
Ehdotetut toimintaperiaatteet "E-1-objektin radan radionvalvontajärjestelmällä" olivat aikansa kannalta erittäin edistyksellisiä ja rohkeita. Useiden radiotekniikkajärjestelmien avulla oli tarpeen määrittää atsimuutti ja korkeuskulma, jotka määrittävät suunnan planeettojen väliseen asemaan. Lisäksi oli tarpeen määrittää etäisyys maan ja kohteen välillä sekä etäisyys kohteesta Kuuhun. Lopuksi oli tarpeen mitata E-1: n liikenopeus. Telemetrisignaalien olisi pitänyt tulla kiertoradalta Maalle.
Lennon alkuvaiheessa telemetrinen siirto oli suoritettava käyttäen 8K72 Vostok-L-kantoraketin vakiovarusteita. RTS-12-A-telemetriajärjestelmä voisi ylläpitää kommunikaatiota maan kanssa käyttämällä raketin kolmannen vaiheen radiolähetintä. Erottuaan siitä E-1-aseman piti sisältää oma radiolaitteistonsa. Ennen kuin maa-alueiden peittoalueelle päästään, asema voi pysyä "näkymätön" jonkin aikaa. Kuitenkin muutaman minuutin kuluttua maanmittauspiste vei hänet saattajalle.
Etäisyyttä avaruusalukseen ja sen lentonopeutta ehdotettiin pulssisäteilyn ja sisäisen transponderin avulla. Taajuudella 10 Hz maanmittausaseman piti lähettää pulsseja asemalle. Vastaanotettuaan signaalin hänen täytyi vastata siihen omalla taajuudellaan. Kun kaksi signaalia kului, automaatit pystyivät laskemaan etäisyyden asemalle. Tämä tekniikka tarjosi hyväksyttävän tarkkuuden eikä sitä paitsi vaatinut kohtuuttoman suurta lähettimen tehoa, kuten voisi tapahtua käytettäessä vakiotutkaa paluusignaalin kanssa.
E-1: n ja Kuun välisen etäisyyden mittaus annettiin laivavälineille. Sisäisen lähettimen signaalit, jotka heijastuvat Maa -satelliitista, voivat palata automaattiasemalle. Alle 3-4 tuhannen kilometrin etäisyyksillä se pystyi jo luottavaisesti vastaanottamaan ne ja välittämään ne maapohjaan. Edelleen maapallolla tarvittavat tiedot laskettiin.
Kompleksin maalaitteiden sijoittaminen
Lennon nopeuden mittaamiseksi ehdotettiin Doppler -tehosteen käyttöä. Kun E-1 kulki tiettyjä liikeradan osia pitkin, maajärjestelmän ja avaruusaluksen oli vaihdettava suhteellisen pitkiä radiopulsseja. Muuttamalla vastaanotetun signaalin taajuutta mittauspiste voi määrittää aseman lentonopeuden.
Simeizin kaupungin lähellä sijaitsevan mittauspisteen käyttöönotto mahdollisti erittäin korkeiden tulosten saamisen. 36 tunnin lennon aikana E-1-aseman piti pudota tämän kohteen näkyvyysalueelle kolme kertaa. Hallinnan ensimmäinen vaihe liittyi liikeradan passiivisen osan alkuosaan. Samanaikaisesti oli tarkoitus käyttää radio -ohjauslaitteita. Lisäksi lentoa seurattiin 120-200 tuhannen kilometrin etäisyydellä Maasta. Asema palasi näkyvyysvyöhykkeelle kolmannen kerran lentäessään 320-400 tuhannen kilometrin etäisyydellä. Laitteen kulkua kahden viimeisen osan läpi hallittiin tutka- ja telemetrialaitteilla.
”E-1-objektin radanvalvontajärjestelmän luonnos hyväksyttiin toukokuun viimeisenä päivänä 1958. Pian alkoi suunnitteluasiakirjojen kehittäminen, minkä jälkeen aloitettiin olemassa olevien tilojen valmistelu käytettäväksi uudessa projektissa. On huomattava, että kaikkia Krimissä saatavilla olevia antenneja ei todettu soveltuviksi käytettäväksi Luna -ohjelmassa. Jotkut antennipylväät oli varustettava täysin uusilla ylisuurilla kankailla. Tämä hankaloitti jossain määrin hanketta ja muutti sen toteuttamisaikataulua, mutta mahdollisti kuitenkin haluttujen tulosten saavuttamisen.
Ensimmäinen kantoraketti 8K72 Vostok-L ja avaruusalus E-1 nro 1 pidettiin 23. syyskuuta 1958. Raketti romahti lennon 87. sekunnilla, jopa ennen ensimmäisen vaiheen päättymistä. Myös lanseeraukset 11. lokakuuta ja 4. joulukuuta päättyivät onnettomuuteen. Vasta 4. tammikuuta 1959 oli mahdollista käynnistää onnistuneesti E-1 nro 4 -laite, joka sai myös nimityksen "Luna-1". Lennon tehtävä ei kuitenkaan ollut täysin valmis. Lento -ohjelman laatimisvirheen vuoksi avaruusalus ohitti huomattavan matkan Kuusta.
Neljännen laitteen lanseerauksen tulosten mukaan hanketta tarkistettiin, ja nyt E-1A-tuotteet toimitettiin alkuun. Kesäkuussa 1959 yksi näistä asemista kuoli raketin mukana. Syyskuun alussa useita epäonnistuneita yrityksiä käynnistää seuraava kantoraketti Luna -sarjan ajoneuvolla. Useita laukaisuja peruutettiin useiden päivien aikana, ja sitten raketti poistettiin laukaisualustalta.
Toinen vaihtoehto tutkajärjestelmien käyttöönotolle
Lopulta 12. syyskuuta 1959 avaruusalus 7, joka tunnetaan myös nimellä Luna-2, saavutti onnistuneesti lasketun liikeradan. Arviolta 13. syyskuuta illalla hän putosi kuuhun, Sateenmeren länsiosassa. Pian kantorakettin kolmas vaihe törmäsi Maan luonnolliseen satelliittiin. Ensimmäistä kertaa historiassa maanpäällinen tuote ilmestyi kuuhun. Lisäksi satelliitin pinnalle toimitettiin metallihelmiä, joissa oli Neuvostoliiton tunnus. Koska pehmeää laskeutumista ei ollut odotettavissa, automaattinen planeettojen välinen asema tuhoutui ja sen palaset yhdessä metalliviirien kanssa hajallaan maastossa.
Aseman onnistuneen kovan laskeutumisen jälkeen E-1A-avaruusaluksen laukaisut peruttiin. Haluttujen tulosten saaminen antoi Neuvostoliiton avaruusalalle mahdollisuuden jatkaa työtä ja aloittaa kehittyneempien tutkimusjärjestelmien luominen.
”E-1-objektin radan radiovalvontajärjestelmä, joka on rakennettu toimimaan automaattisten asemien kanssa, pystyi toimimaan vain kaksi kertaa osana ensimmäistä tutkimusohjelmaa henkilöstön aikataulun mukaisesti. Hän ohitti ajoneuvot E-1 nro 4 ja E-1A nro 7 rataa pitkin. Samaan aikaan ensimmäinen poikkesi lasketusta liikeradasta ja jäi kuuhun, ja toinen osui onnistuneesti kohteeseen. Maanvalvontalaitteiden toiminnasta ei tiedettävissä olevan valituksia.
E-1-teeman käsittelyn loppuunsaattaminen ja uusien tutkimushankkeiden käynnistäminen vaikuttivat jonkin verran Simeizin erityistiloihin. Tulevaisuudessa niitä modernisoitiin ja parannettiin toistuvasti radio-elektroniikkateollisuuden uusimpien saavutusten mukaisesti ja uusien vaatimusten mukaisesti. Mittauspiste on varmistanut useita tutkimuksia ja tiettyjen avaruusalusten laukaisuja. Niinpä hän antoi merkittävän panoksen ulkoavaruuden tutkimiseen.
Tähän mennessä Neuvostoliiton avaruusohjelman varhainen historia on tutkittu melko hyvin. Erilaisia asiakirjoja, tosiasioita ja muistelmia on julkaistu ja tiedossa. Siitä huolimatta joitakin mielenkiintoisia materiaaleja on edelleen luokiteltu ja aika ajoin julkaistaan. Tällä kertaa yksi avaruusalan yrityksistä jakoi tietoja ensimmäisen kotimaisen ohjaus- ja mittauskompleksin alustavasta suunnittelusta, joka on suunniteltu toimimaan planeettojen välisten asemien kanssa. Toivottavasti tästä tulee perinne ja teollisuus jakaa uusia asiakirjoja pian.
