Offentlig uppfattning av historia är en förståelig sekvens av anmärkningsvärda händelser som har fastställts i människors sinnen sedan skolan. I denna bemärkelse är Sovjetunionens rymdutforskning en satellit, Gagarins flygning och en serie olika automatiska rymdstationer, som smälter samman till en episk, varav de mest slående kapitlen är foton av den bortre sidan av månen, månrover och landning på Venus. Vi föreslår att vi går utöver denna uppfattning och tittar på välkända händelser inifrån, genom ögonen på sovjetiska ingenjörer, som för exakt 60 år sedan skapade den första kommunikationslinjen i mänsklighetens historia med rymdfarkoster som flyger till månen. Arkivdokumentet "Utkast till design av systemet för radioövervakning av objektets bana" E-1 "publiceras för första gången och tillhandahålls av Russian Space Systems Holding (RCS).
Flera generationer av anställda i företaget, som tidigare hette NII-885, lämnade spår på sina första sidor och krävde att inte förstöra originalet och behålla det för historien. Och nu är det dags för detta dokument.
"E-1" är det index som tilldelats av Special Design Bureau nr 1 (OKB-1) till stationerna som skulle vara de första som gick till månen. Sergey Korolev föreslog lunarutforskningsprogrammet 1957 strax efter lanseringen av den första satelliten. Händelserna utvecklades sedan mycket snabbt: mindre än ett år efter Sputnik-1 hade Sovjetunionen redan gjort det första försöket att lansera apparaten till månen.
Från regeringens dekret om skapande av en månstation och en trestegsraket 8K72 baserad på R-7-raketen till det första försöket att starta E-1, gick bara sex månader. Forskare och ingenjörer arbetade i ett tillstånd av konstant tidspress.
Storleken och formen på E-1-seriens fordon liknade den för den första jordsatelliten. Deras uppgift var helt enkelt att "komma" till månen och på väg att samla information om radioaktivitet, magnetfält och gaskomponenten i interplanetär materia. Detta ställde flera mycket komplexa uppgifter samtidigt, vars huvudsakliga var skapandet av en rymdraket och utvecklingen av dess kontroll över stora avstånd. Deras lösning var tänkt att ge sovjetiska forskare den nödvändiga erfarenheten för vidare studier av solsystemets planeter. Entusiasmen var enorm, men ur teknisk synvinkel i slutet av 1950-talet verkade denna uppgift nästan fantastisk:
Bestämningen av parametrarna för raketrörelsen och överföring av information från den till jorden måste utföras på avstånd som är två storleksordningar större än de avstånd för vilka liknande system hittills har utvecklats inom jetteknologi och i andra relaterade områden.
Missa inte ögonblicket
Kampanjvideo:
Nyckeln och en av de svåraste tekniska uppgifterna för detta uppdrag var motorns avstängning i rätt tid. Valet av rätt vridmoment berodde på noggrannheten i hastighetsbestämningen. Ett fel i dess bestämning med endast en meter per sekund avledde banan med 250 kilometer. Det var nödvändigt att starta raketen vid en väldefinierad tidpunkt, mycket exakt kontrollera dess bana och hastighet och ge kommandot att stänga av motorerna vid rätt tidpunkt.
Så här beskriver Boris Chertok det i sin bok "Rockets and People":
”Möjliga fel i det autonoma systemet för att stänga av andrastegsmotorerna - från integratorn av längsgående accelerationer - överskred de tillåtna. Därför beslutades det redan från början att använda radiostyrsystemet för att stänga av motorn genom att mäta hastighet och koordinater."
En trunkerad reflektor av FIAN Krim-expeditionen.
Den extrema komplexiteten i lösningen på detta problem anges i utkastet till E-1 Object Orbit Radio Monitoring System:
"Ett sådant komplext problem kan lösas på relativt kort tid bara i kombination med ett radiostyrningssystem, vilket bör säkerställa i slutet av den aktiva delen av banan, mätning av sex rörelsesparametrar med noggrannhet för att lösa problemet med att slå månen."
Enligt ingenjörerna var det omöjligt att upprätthålla noggrannheten för att bestämma parametrarna för rörelsen, som ursprungligen var avsedda, men det borde ha varit tillräckligt noggrant för att slå månen. Dessutom skulle den radiobaserade radiolänken sända signaler från telemetrisystemen RTS-12A (på den aktiva delen av banan) och RTS-12B (på den passiva delen av banan) installerade ombord på E-1.
Länk till det okända
Svårigheten med att skapa en radiolänk, som direkt i dokumentet kallas av dess utvecklare "den svagaste länken" E-1 ", bestod i felet i signalöverföringen genom jordens atmosfär, vilket påverkade bestämningen av objektets koordinater och hastighet. Detta problem är fortfarande relevant, särskilt för satellitnavigeringssystem, och i slutet av 1950-talet började dess lösning precis.
Modellen för den automatiska interplanetära stationen "Luna-3", som lanserades den 4 oktober 1959 och för första gången överförde till jorden en bild av Månens bortre sida.
Men saker och ting blev ännu värre när de närmade sig månen. Om effekterna av påverkan av jordens atmosfär och magnetfält på radiovågor var åtminstone kända, visste ingen vad man kunde förvänta sig av månen:
"När objektet" E-1 "passerar i området med omedelbar närhet till månen kan ytterligare fel inträffa i radiomätningar av dess koordinater och hastighet på grund av Månens jonosfär, vars existens bör antas."
Det första övertygande beviset på jonosfärens existens runt månen tillhandahölls på 1970-talet av den sovjetiska rymdfarkosten Luna 19 och Luna 22.
Månens jordens sammansättning var känd ungefärligt:
”Vid beräkning av värdena för reflektionskoefficienten och förstärkningen i den sonderande radiosändaren på grund av ojämnheter i månytan är det nödvändigt att känna till den kemiska sammansättningen och strukturen på månytan. I litteraturen är den vanligaste uppfattningen att månytan är solida vulkaniska bergarter, som liknar jordens sammansättning, som är täckta med ett dammskikt som är flera millimeter tjockt. Ett experimentellt test av en sådan struktur utfördes under markförhållanden."
Kontakt
För att utföra E-1-uppdraget var det nödvändigt att upprätthålla radiokommunikation med apparaten på ett avstånd av hundratusentals kilometer. Detta krävde kraftfull markbunden sändning och mottagning av antenner med ett effektivt område på minst 400 kvadratmeter. Det fanns inga antenner speciellt skapade för sådana ändamål, än mindre kommunikationssystem vid den tiden, och sovjetiska forskare improviserade. Till att börja med var jag tvungen att erkänna att utrustningen som jag vill ha för att slutföra uppgiften inte är och inte kommer att vara:
”Ett sådant effektivt område har en parabolreflektor med en diameter på minst 30 meter. För närvarande har vi inte användarantenner med sådana parametrar. Det är också omöjligt att utveckla och tillverka sådana antenner och särskilt roterande enheter i azimut och höjd för dem inom de tidsramar som tillhandahålls för E-1-anläggningen. I detta avseende är det nödvändigt att hitta en kompromissteknisk lösning. För närvarande producerar den inhemska industrin inte roterande enheter som tillåter rotation av 12 med 12 antenner i azimut och höjd. Därför är det tillrådligt att använda roterande enheter från fångade "Big Würzburg" eller SCR-627 radarstationer med en begränsad period för utveckling och tillverkning av markantenner.
Parabolreflektor med en diameter på 7,5 meter från den fångade radaren "Greater Würzburg".
"Big Würzburg" - ledningsstationer för stridsflygplan, som tillsammans med en komplett uppsättning designdokumentation togs ut av sovjetiska specialister från Tyskland. Amerikansk radar SCR-627 med en kapacitet på 225 kilowatt levererades till Sovjetunionen under Lend-Lease under det stora patriotiska kriget. Båda dessa antenner krävde betydande förbättringar.
Samtidigt löstes en mycket viktig fråga för det nordliga landet med placeringen av ett nytt komplex. Det var nödvändigt att välja punkten med maximal höjd för objektet "E-1" ovanför horisonten. Den södra delen av Sovjetunionens europeiska territorium var lämplig för detta krav. Krim-expeditionen av FIAN i staden Simeiz valdes. Det fanns redan två reflektorer med ett effektivt område på 70 respektive 120 kvadratmeter, och det fanns en parabolreflektor från den fångade Big Würzburg-radaren, på vilken den roterande enheten var möjlig att sätta en ny antenn (antennen installerad på den med en diameter på 7 meter ansågs otillräcklig):
Installationsscheman för markstationen för mottagning och överföring av information till "E-1".
”Den verkliga möjligheten att använda färdiga radioastronomiantennenheter från Physical Institute of the Academy of Sciences i området Simeiz (Krim) med vissa ändringar gör det möjligt att placera en mätpunkt där. I det här fallet kommer radiomedel att övervaka tre sektioner av den passiva delen av banan: början - enligt radiostyrningssystemet, mitten - 12 + 200 tusen kilometer och slutet - 320 + 400 tusen kilometer enligt radioövervakningssystemets mätningar. Utrustningen för mätning av räckvidd, hastighet och telemetri, vars antenner skapas på grundval av roterande enheter som "Big Würzburg" och SCR-627, kommer att finnas på berget Koshka."
Den mottagande delen av markutrustningen skulle vara monterad permanent och den sändande delen skulle placeras på chassit på en ZIL-151-bil.
Installationsscheman för markstationen för mottagning och överföring av information till "E-1". Den mottagande och inspelande delen av markutrustningen monterades permanent och de sändande enheterna - på chassit på en ZIL-151 bil.
Så i Sovjetunionen uppträdde den första kommunikationspunkten i mänsklighetens historia med en interplanetär rymdstation, som var den viktigaste tills skapandet av ett nytt rymdkommunikationscenter nära Evpatoria. I Simeiz lärde de sig om fallet av den första konstgjorda apparaten på månen och fick det första fotot på den bortre sidan av månen.
Nå månen Den första "månen", som deras skapare kallade "E-1", hade inte ens namn, bara ett index. Endast två av de sju bilarna har tilldelats en plats i historien, de som lyckades nå månen. Luna-1 (det fjärde försöket att starta E-1) ägde rum 6000 kilometer från månen. Vid utfärdandet av kommandot att stänga av motorn i det tredje steget (block "E"), som utfärdades från jorden, beaktades inte tiden för signalpassage från kommandoposten till stationen.
Rotationsanordning av "627" -typ med ett 10x6 meter fasbälte installerat på.
Ändå var det en stor framgång för Sovjetunionen, som firades över hela världen, men skaparna av radiolinjen var missnöjda: radiokontrollen fungerade inte perfekt och slog inte månen. Vad som hände beskrivs perfekt av Boris Chertok:
”Men radioteamet var sent! Sedan räknade de naturligtvis ut att markradiokontrollstationerna - RUPs - var skyldiga. Den tredje etappen, tillsammans med månbehållaren och vimpeln, träffade inte månen, missen var 6000 kilometer - ungefär en och en halv gånger måndiametern. Raketen gick in i sin oberoende bana runt solen, blev en satellit och blev världens första konstgjorda planet i solsystemet. Lanseringen i januari var en mycket bra repetition och träningspass för oss alla. Arbetet i den tredje etappen testades fullständigt för första gången. Det visade sig vara mycket användbart att kontrollera radiokommunikationssystemet, ta emot behållarens telemetri, bearbeta resultaten av den operativa bestämningen av dess koordinater, etablera interaktionen mellan mätinstrumentkomplexet, omloppskontrolltjänsten och datacenter. All utrustning ombord fungerade bra."
Trunkerad parabolreflektor av FIAN Krim-expeditionen.
De data som överfördes från enheten gjorde det möjligt att fastställa frånvaron av ett magnetfält på månen, strålningsnivån mättes och solvindens parametrar undersöktes. Det inbyggda radiokomplexet sände signaler till jorden upp till ett avstånd på mer än 500 tusen kilometer och tystnade bara när batterierna var helt tomma: 62 timmar efter lanseringen, trots att de bara var konstruerade i 40 timmar.
Detta blev dock inte en fullständig framgång. Sovjetunionens ledning krävde att den första, före amerikanerna, skulle komma till månens yta. Detta uppnåddes vid det mest lämpliga politiska ögonblicket för detta - under Chrusjtjovs besök i USA i september 1959.
Denna tillfällighet var dock snarare en olycka. Totalt lanserade Sovjetunionen under året före detta sex stationer mot månen. I fyra fall inträffade olyckor under de första fem minuterna av startbilens flygning.
Enheten "Luna-2".
Ytterligare en lansering ägde rum på grund av att ett defekt startfordon avlägsnades från startplattan. Men i september var starten framgångsrik och vid precis bestämd tid (bara 1 sekund senare än planerat). Alla system fungerade perfekt och klockan 00:02:24 den 14 september avbröts alla signaler vid stationen i Simeiz och vid telemetristationerna i Baikonur plötsligt - Luna-2 kraschade in i jordens satellit.
* * *
Vi inbjuder dig att bläddra igenom den elektroniska versionen av dokumentet och känna andan hos sovjetiska ingenjörer från mitten av förra seklet, som med mycket mindre resurser och kapacitet än sina amerikanska motsvarigheter kunde vinna den första delen av månloppet.
Författare: Vladimir Koryagin
