U rujnu 1958. Sovjetski Savez je prvi put pokušao poslati automatsku međuplanetarnu stanicu E-1 na Mjesec. Kako bi riješila takav problem, koji je bio posebno težak, svemirska industrija morala je stvoriti mnogo novih proizvoda i sustava. Konkretno, bio je potreban poseban kontrolno -mjerni kompleks sposoban pratiti napredovanje leta stanice, neovisno i primanjem podataka s nje. Baš je neki dan objavljen vrlo znatiželjan dokument koji otkriva glavne značajke zemaljskih komponenti projekta E-1.
Ruska tvrtka svemirskih sustava, dio Roscosmosa, 10. travnja objavila je elektroničku verziju povijesnog dokumenta. Sada se svi koji žele mogu upoznati s Nacrtom dizajna Sustava radijskog nadzora u orbiti objekta E-1. Dokument je u svibnju 1958. pripremio Istraživački institut br. 885 (danas Istraživačko -proizvodni centar za automatizaciju i instrumentaciju NA Pilyugin). 184 izvorne pisane stranice pružaju informacije o ciljevima projekta, kako ih postići itd. Većina dokumenta posvećena je tehničkom opisu zemaljskog kompleksa i načelima njegova rada.
Jedna od antena postavljenih na Krimu
Autori dokumenta već su u uvodu primijetili iznimnu 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 primanje telemetrijskih signala.
U sklopu zemaljskih radioelektroničkih objekata trebala je biti prisutna radarska stanica, sustav za primanje podataka s letjelice i uređaj za daljinsko upravljanje. Prilikom oblikovanja izgleda novog sustava, stručnjaci NII-885 morali su pronaći optimalne domete za rad radijske opreme, odrediti sastav kompleksa i funkcije njegovih pojedinih komponenti te pronaći i najisplativija mjesta za njihovu primjenu.
Izračuni 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 primanja radijskog 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 rotacijske uređaje, prethodno primljene zajedno s američkim radarom SCR-627 i sa zarobljenim njemačkim "Big Würzburgom".
Za nadzor rada objekta E-1 razvijene su nekoliko vrsta antena. Rješenje različitih problema provedeno je korištenjem 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 raditi zajedno s antenama. Tako je na nekoliko vozila ZIL-131 sa standardnim karoserijama predloženo ugraditi radio-elektroničku opremu odašiljača. Uz pomoć kabela morao se spojiti na odgovarajuću antenu. Planirano je da prijemni dio kompleksa bude raspoređen trajno, u zasebnu zgradu u blizini antenskog stupa. Da biste dobili željene rezultate i pravilno izvršili mjerenja, dvije antene morale su biti udaljene nekoliko kilometara.
Još jedan antenski stup
Predloženo je opremanje prijemnih antena automatskim sustavom za praćenje svemirskog objekta. Analizirajući signal s ugrađenog odašiljača, takva je oprema morala promijeniti položaj antene, pružajući najbolji prijem s maksimalnom snagom i minimalnim smetnjama. Takvo usmjeravanje antena trebalo je izvršiti automatski.
U sklopu mjernog kompleksa bilo je potrebno osigurati nekoliko zasebnih komunikacijskih sustava. Neki su kanali dizajnirani za prijenos podataka s jedne komponente na drugu, dok su drugi bili potrebni ljudima. Prema izračunima, samo je prijenos glasovnih podataka bio povezan s poznatim poteškoćama i mogao bi ometati ispravan rad cijelog kompleksa.
Struktura zemaljskog sustava trebala je uključivati sredstva za registraciju signala. Predloženo je da se svi telemetrijski podaci i radarski pokazatelji zabilježe na magnetskom mediju. Također, set opreme uključivao je prilog fotografija za snimanje podataka prikazanih na ekranima.
Jedno od poglavlja objavljenog dokumenta posvećeno je odabiru mjesta za postavljanje novih radarskih objekata. Proračuni su pokazali da će proizvod E-1 letjeti na Mjesec oko 36 sati. Istodobno, uređaj se morao samo nekoliko puta izdići iznad horizonta (u odnosu na bilo koju točku u SSSR -u s zemljopisnom širinom ispod 65 °). Utvrđeno je da je najpogodnije područje za stanicu jug europskog dijela zemlje. Odlučeno je da se mjerno mjesto izgradi u blizini krimskog grada Simeiza, gdje je u to vrijeme već radio radioastronomski objekt Instituta za fiziku Akademije znanosti. Njegova tehnička sredstva mogla bi se koristiti u novom projektu.
Nacrt projekta predviđao je postavljanje sustava mjernih točaka na planini Koshka. 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 postaviti na šasiju automobila.
Tip postaje E-1A
Uz pomoć terenskih ispitivanja sa simulatorima proizvoda E-1 utvrđene su optimalne karakteristike radijske opreme. Dakle, za radio vezu Zemlja-na-ploču optimalna frekvencija je 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 brodu E-1 na 100 W.
Predložena načela rada "sustava radijskog nadzora orbite objekta" E-1 "za svoje vrijeme bila su vrlo progresivna i odvažna. Uz pomoć niza radiotehničkih sustava bilo je potrebno odrediti azimut i kut elevacije, koji određuju smjer prema međuplanetarnoj postaji. Osim toga, bilo je potrebno odrediti udaljenost između Zemlje i objekta, kao i udaljenost objekta do Mjeseca. Na kraju je bilo potrebno izmjeriti brzinu kretanja E-1. Telemetrijski signali trebali su dolaziti iz orbite prema Zemlji.
U početnoj fazi leta telemetrijski prijenos trebao se izvesti pomoću standardne opreme lansirnog vozila 8K72 Vostok-L. Telemetrijski sustav RTS-12-A mogao bi održavati komunikaciju sa Zemljom pomoću radio odašiljača trećeg stupnja rakete. Nakon odvajanja od nje, stanica E-1 trebala je uključivati vlastitu radio opremu. Neko vrijeme, prije nego što je ušla u pokriveno područje zemaljskih objekata, postaja bi mogla ostati "nevidljiva". Međutim, nakon nekoliko minuta, mjerno mjesto sa zemljom odvelo ju je u pratnju.
Predloženo je odrediti udaljenost do letjelice i brzinu leta pomoću pulsirajućeg zračenja i ugrađenog transpondera. S frekvencijom od 10 Hz, zemaljska mjerna stanica trebala je slati impulse u stanicu. Nakon što je primila signal, morala je na njega odgovoriti vlastitom frekvencijom. Dok su prošla dva signala, automatika je mogla izračunati udaljenost do postaje. 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 na 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 prizemnih objekata kompleksa
Za mjerenje brzine leta predloženo je korištenje Doppler efekta. Kad je E-1 prošao uz određene dijelove putanje, zemaljski sustav i letjelica morali su razmjenjivati relativno duge 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. Tijekom 36-satnog leta stanica E-1 je trebala tri puta pasti u zonu vidljivosti ovog objekta. Prva faza upravljanja bila je povezana s početnim dijelom pasivnog dijela putanje. U isto vrijeme planirano je korištenje opreme za radio -upravljanje. Nadalje, let je nadziran na udaljenosti od 120-200 tisuća km od Zemlje. Treći put postaja se vratila u zonu vidljivosti leteći na udaljenosti od 320-400 tisuća km. Prolaz aparata kroz posljednja dva odjeljka kontroliran je radarskim i telemetrijskim sredstvima.
“Nacrt projekta radijskog sustava za nadzor orbite objekta E-1 odobren je posljednjeg dana svibnja 1958. godine. Ubrzo je započela izrada projektne dokumentacije, nakon čega je započela priprema postojećih objekata za uporabu u novom projektu. Valja napomenuti da nisu sve dostupne antene na Krimu prikladne za uporabu u programu Luna. Neki antenski stupovi 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 s letjelicom E-1 broj 1 na brodu dogodilo se 23. rujna 1958. godine. U 87. sekundi leta, čak i prije završetka prve etape, raketa se srušila. Lansiranje 11. listopada i 4. prosinca također je završilo nesrećom. Tek 4. siječnja 1959. bilo je moguće uspješno lansirati aparat E-1 br. 4 koji je dobio i oznaku "Luna-1". Međutim, misija leta nije u potpunosti dovršena. Zbog pogreške u sastavljanju programa leta, letjelica je prošla znatnu udaljenost od Mjeseca.
Prema rezultatima lansiranja četvrtog uređaja, projekt je revidiran, pa su sada proizvodi E-1A predani na početak. U lipnju 1959. jedna od tih stanica umrla je zajedno s raketom. Početkom rujna učinjeno je nekoliko neuspješnih pokušaja lansiranja sljedećeg lansirnog vozila s vozilom serije Luna. Nekoliko lansiranja otkazano je tijekom nekoliko dana, a zatim je raketa uklonjena s lansirne rampe.
Druga mogućnost za postavljanje radarskih sustava
Konačno, 12. rujna 1959. godine letjelica 7, poznata i kao Luna-2, uspješno je ušla u svoju proračunatu putanju. U procijenjeno vrijeme, 13. rujna navečer, pao je na Mjesec, u zapadnom dijelu More kiša. Ubrzo se treća faza lansirnog vozila sudarila s prirodnim satelitom Zemlje. Prvi put u povijesti na Mjesecu se pojavio proizvod zemaljskog podrijetla. Osim toga, metalne zastavice s grbom Sovjetskog Saveza isporučene su na površinu satelita. Budući da se nije očekivalo meko slijetanje, automatska međuplanetarna stanica je uništena, a njezini su ulomci, zajedno s metalnim zastavicama, razbacani po terenu.
Nakon uspješnog teškog slijetanja postaje na Mjesec, daljnja lansiranja letjelice E-1A otkazana su. Dobivanje željenih rezultata omogućilo je sovjetskoj svemirskoj industriji da nastavi raditi i počne stvarati naprednije istraživačke sustave.
“Sustav radijskog nadzora orbite objekta E-1, izgrađen posebno za rad s automatskim postajama, mogao je raditi samo dva puta u sklopu prvog istraživačkog programa prema rasporedu osoblja. Prošla je vozilima E-1 br. 4 i E-1A br. 7 duž putanje. Istodobno, prvi je odstupio od izračunate putanje i promašio mjesec, a drugi je uspješno pogodio cilj. Koliko je poznato, nije bilo pritužbi na rad objekata za kontrolu tla.
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 i uzimajući u obzir nove zahtjeve. Mjerilo je osiguralo niz studija i lansiranja određenih svemirskih letjelica. Time je dao značajan doprinos istraživanju svemira.
Do sada je rana povijest sovjetskog svemirskog programa prilično dobro proučena. Objavljeni su i poznati različiti dokumenti, činjenice i memoari. Ipak, neki zanimljivi materijali još uvijek su klasificirani i s vremena na vrijeme postaju javni. Ovoga puta jedno od poduzeća svemirske industrije podijelilo je podatke o idejnom projektu prvog domaćeg kontrolno -mjernog kompleksa namijenjenog za rad s međuplanetarnim postajama. Nadajmo se da će to postati tradicija i da će industrija uskoro podijeliti nove dokumente.
