I september 1958 gjorde Sovjetunionen det første forsøg på at sende den automatiske interplanetariske station E-1 til Månen. For at løse et sådant problem, som var særlig svært, var rumindustrien nødt til at oprette en masse nye produkter og systemer. Især var et særligt kontrol- og målekompleks påkrævet, der var i stand til at overvåge stationens flyvning, både uafhængigt og ved at modtage data fra den. Forleden blev der udgivet et meget nysgerrigt dokument, der afslørede hovedtrækkene ved grundkomponenterne i E-1-projektet.
Den 10. april offentliggjorde det russiske Space Systems -selskab, en del af Roscosmos, en elektronisk version af det historiske dokument. Alle, der ønsker det, kan nu gøre sig bekendt med udkastet til design af E-1 Object Orbit Radio Monitoring System. Dokumentet blev udarbejdet i maj 1958 af Research Institute nr. 885 (nu NA Pilyugin Research and Production Center for Automation and Instrumentation). De 184 originale maskinskrevne sider giver information om projektets mål og mål, hvordan man opnår dem osv. Det meste af dokumentet er afsat til den tekniske beskrivelse af grundkomplekset og principperne for dets drift.
En af antennerne indsat på Krim
Allerede i indledningen noterede forfatterne af dokumentet den ekstraordinære kompleksitet af de opgaver, der var til rådighed. Missilet og E-1-apparatet skulle spores på afstande, der var to størrelsesordener højere end de sædvanlige afstande for den tid. Desuden kan designernes arbejde blive kompliceret af de korte vilkår, der er afsat til arbejdet. Imidlertid er der fundet metoder til at spore raketens flugt og den automatiske station fra Jorden, samt metoder til at estimere banen og modtage telemetrisignaler.
Som en del af jordelektroniske faciliteter skulle der være en radarstation, et system til modtagelse af data fra et rumfartøj og en enhed til fjernbetjening. Ved udseendet af det nye system måtte NII-885-specialister finde de optimale områder for betjening af radioudstyr, bestemme sammensætningen af komplekset og dets individuelle komponenters funktioner og også finde de mest rentable steder til deres implementering.
Beregningerne i udkastet til design viste de nødvendige egenskaber ved antenneenheder, hvis konstruktion var en meget vanskelig opgave. Det blev fundet, at de krævede egenskaber ved transmission og modtagelse af et radiosignal vil blive vist af terrestriske antenner med et areal på mindst 400 kvadratmeter eller en diameter på mindst 30 m. Der var ingen eksisterende produkter af denne art i vores land; der var ingen måde at hurtigt oprette dem fra bunden. I den forbindelse blev det foreslået at bruge egnede antenneark eller oprette nye lignende produkter. Det var planlagt at montere dem på de eksisterende roterende enheder, der tidligere blev modtaget sammen med den amerikanske SCR-627 radar og med den erobrede tyske "Big Würzburg".
Antenner af flere typer er blevet udviklet til at overvåge driften af E-1-anlægget. Løsningen af forskellige problemer blev udført ved hjælp af en stor afskåret parabolisk reflektor og ved hjælp af rektangulære lærreder med passende dimensioner. Montering på bevægelige understøtninger gjorde det muligt at sikre maksimal dækning af rummet og derved øge kompleksets overordnede kapacitet.
Flere instrumentkomplekser skulle arbejde sammen med antennerne. Så på flere ZIL-131-biler med standard varevogne blev det foreslået at installere senderens radioelektroniske udstyr. Ved hjælp af kabler skulle den tilsluttes den tilsvarende antenne. Den modtagende del af komplekset var planlagt til at blive indsat permanent i en separat bygning nær antenneposten. For at få de ønskede resultater og foretage målingerne korrekt, skulle de to antenner være flere kilometer fra hinanden.
Endnu en antennepost
Det blev foreslået at udstyre modtagerantenner med et automatisk sporingssystem til et rumobjekt. Ved analyse af signalet fra den indbyggede sender måtte sådant udstyr ændre antennens position, hvilket gav den bedste modtagelse med maksimal effekt og minimal interferens. Sådan målretning af antennerne skulle udføres automatisk.
Som en del af målekomplekset var det nødvendigt at sørge for flere separate kommunikationssystemer. Nogle kanaler var designet til at overføre data fra en komponent til en anden, mens andre var nødvendige for mennesker. Ifølge beregninger var kun taledatatransmission forbundet med kendte vanskeligheder og kunne forstyrre den korrekte drift af hele komplekset.
Strukturen i jordsystemet skulle omfatte midler til signalregistrering. Alle telemetredata og radarindikatorer blev foreslået registreret på et magnetisk medium. Sættet med udstyr inkluderede også en vedhæftet fil til fotografering af data, der vises på skærmene.
Et af kapitlerne i det offentliggjorte dokument er afsat til valg af et sted til indsættelse af nye radarfaciliteter. Beregninger viste, at E-1-produktet vil flyve til Månen i cirka 36 timer. På samme tid måtte enheden stige over horisonten (i forhold til ethvert punkt i Sovjetunionen med en breddegrad under 65 °) kun få gange. Det blev fundet, at det mest bekvemme område for stationen er den sydlige del af den europæiske del af landet. Det blev besluttet at bygge et målepunkt i nærheden af Krim -byen Simeiz, hvor radioastronomi -anlægget fra Physics Institute of the Academy of Sciences allerede fungerede. Hans tekniske midler kunne bruges i et nyt projekt.
Designudkastet gav mulighed for implementering af målepunktsystemer på Koshka -bjerget. Desuden skulle dets individuelle komponenter være placeret i en afstand på op til 5-6 km fra hinanden. I overensstemmelse med projektforslagene bør noget af det elektroniske udstyr placeres i stationære bygninger, mens andre enheder kan monteres på et bilchassis.
Stationstype E-1A
Ved hjælp af felttest med simulatorer af E-1-produktet blev de optimale egenskaber ved radioudstyr bestemt. Så for jordforbindelsen radioforbindelse blev den optimale frekvens fundet til at være 102 MHz. Enheden skulle formidle data til Jorden med en frekvens på 183,6 MHz. En stigning i følsomheden for jordbaserede modtagerenheder gjorde det muligt at reducere senderens effekt om bord på E-1 til 100 W.
De foreslåede principper for driften af "systemet med radioovervågning af kredsløbet for objektet" E-1 "for deres tid var meget progressive og dristige. Ved hjælp af en række radiotekniske systemer var det nødvendigt at bestemme azimut- og elevationsvinklen, som bestemmer retningen til den interplanetære station. Derudover var det nødvendigt at bestemme afstanden mellem Jorden og objektet, samt afstanden fra objektet til Månen. Endelig var det nødvendigt at måle E-1's bevægelseshastighed. Telemetrisignaler skulle være kommet fra kredsløb til Jorden.
I den indledende fase af flyvningen skulle telemetrioverførsel udføres ved hjælp af standardudstyret til 8K72 Vostok-L-affyringsvognen. RTS-12-A telemetrisystemet kunne opretholde kommunikation med Jorden ved hjælp af rakettens tredje trin radiosender. Efter adskillelse fra den skulle E-1-stationen indeholde sit eget radioudstyr. I nogen tid, inden stationen kom ind i dækningsområdet for jordbaserede faciliteter, kunne stationen forblive "usynlig". Men efter et par minutter tog jordmålingsstedet hende til ledsagelse.
Det blev foreslået at bestemme afstanden til rumfartøjet og dets flyvehastighed ved hjælp af pulserende stråling og en indbygget transponder. Med en frekvens på 10 Hz skulle jordmålestationen sende pulser til stationen. Efter at have modtaget signalet, måtte hun reagere på det på sin egen frekvens. Da det tog to signaler at passere, kunne automatikken beregne afstanden til stationen. Denne teknik gav acceptabel nøjagtighed og krævede i øvrigt ikke uacceptabelt høj transmittereffekt, som det kunne være tilfældet ved brug af standardradar med et retursignal.
Måling af afstanden mellem E-1 og Månen blev tildelt det indbyggede udstyr. Signalerne fra den indbyggede sender, reflekteret fra jordens satellit, kunne vende tilbage til den automatiske station. På afstande på mindre end 3-4 tusinde km kunne den allerede med sikkerhed modtage dem og videresende dem til jordkomplekset. Yderligere på Jorden blev de nødvendige data beregnet.
Placering af kompleksets grundfaciliteter
For at måle flyvehastigheden blev det foreslået at bruge Doppler -effekten. Da E-1 passerede langs visse dele af banen, måtte jordsystemet og rumfartøjet udveksle relativt lange radioimpulser. Ved at ændre frekvensen af det modtagne signal kunne målepunktet bestemme stationens flyvehastighed.
Indsættelsen af målepunktet nær byen Simeiz tillod at opnå meget høje resultater. Under den 36-timers flyvning skulle E-1-stationen falde i synlighedszonen for dette objekt tre gange. Den første fase af kontrollen var relateret til den indledende del af den passive sektion af banen. Samtidig var det planlagt at bruge radiostyringsudstyr. Ydermere blev flyvningen overvåget i en afstand af 120-200 tusinde km fra Jorden. For tredje gang vendte stationen tilbage til synlighedszonen, når den fløj i en afstand på 320-400 tusinde km. Apparatets passage gennem de to sidste sektioner blev styret af radar- og telemetri -midler.
”Udkastet til design af E-1-objektets kredsløbsradioovervågningssystem blev godkendt den sidste dag i maj 1958. Snart begyndte udviklingen af designdokumentation, hvorefter forberedelsen af eksisterende faciliteter til brug i et nyt projekt begyndte. Det skal bemærkes, at ikke alle tilgængelige antenner på Krim viste sig at være egnede til brug i Luna -programmet. Nogle antennestolper skulle udstyres med helt nye overdimensionerede lærreder. Dette komplicerede til en vis grad projektet og ændrede tidspunktet for dets implementering, men gjorde det ikke desto mindre muligt at opnå de ønskede resultater.
Den første lancering af 8K72 Vostok-L affyringsvogn med E-1 nr. 1 rumfartøjet om bord fandt sted den 23. september 1958. På det 87. sekund af flyvningen, selv før afslutningen af den første etape, faldt raketten sammen. Lanceringerne 11. oktober og 4. december endte også i en ulykke. Først den 4. januar 1959 var det muligt med succes at lancere E-1 nr. 4-apparatet, som også modtog betegnelsen "Luna-1". Flyvningens mission blev imidlertid ikke fuldstændigt gennemført. På grund af en fejl ved udarbejdelsen af flyveprogrammet passerede rumfartøjet en betydelig afstand fra Månen.
Ifølge resultaterne af lanceringen af den fjerde enhed blev projektet revideret, og nu blev E-1A-produkter sendt til start. I juni 1959 døde en af disse stationer sammen med en raket. I begyndelsen af september blev der gjort flere mislykkede forsøg på at lancere det næste lanceringskøretøj med Luna -serien. Et antal opsendelser blev aflyst over flere dage, og derefter blev raketten fjernet fra affyringsrampen.
En anden mulighed for implementering af radarsystemer
Endelig, den 12. september 1959, kom rumfartøj 7, også kendt som Luna-2, med succes ind i sin beregnede bane. Anslået tid om aftenen den 13. september faldt han på månen i den vestlige del af Rainsøen. Snart kolliderede tredje etape af affyringsvognen med Jordens naturlige satellit. For første gang i historien dukkede et produkt af jordisk oprindelse op på månen. Desuden blev metalvimpler med Sovjetunionens emblem leveret til satellitens overflade. Da der ikke var forventet en blød landing, blev den automatiske interplanetariske station ødelagt, og dens fragmenter sammen med metalvimpler blev spredt over terrænet.
Efter en vellykket hård landing af stationen på månen blev yderligere opsendelser af E-1A-rumfartøjet aflyst. At opnå de ønskede resultater tillod den sovjetiske rumindustri at fortsætte arbejdet og begynde at skabe mere avancerede forskningssystemer.
”Systemet med radioovervågning af E-1-objektets bane, der er bygget specielt til at arbejde med automatiske stationer, kunne kun arbejde to gange som en del af det første forskningsprogram i henhold til personalets tidsplan. Hun passerede køretøjerne E-1 nr. 4 og E-1A nr. 7 langs banen. På samme tid afveg den første fra den beregnede bane og savnede månen, og den anden ramte med succes målet. Så vidt vides, var der ingen klager over driften af jordkontrolfaciliteter.
Afslutningen af arbejdet med E-1-temaet og lanceringen af nye forskningsprojekter havde en vis indvirkning på særlige faciliteter i Simeiz. I fremtiden blev de gentagne gange moderniseret og forfinet i overensstemmelse med de seneste resultater inden for radioelektronisk industri og under hensyntagen til nye krav. Målepunktet har sikret en række undersøgelser og opsendelser af visse rumfartøjer. Således gav han et betydeligt bidrag til udforskningen af det ydre rum.
På nuværende tidspunkt er den tidlige historie om det sovjetiske rumprogram blevet ret godt undersøgt. Forskellige dokumenter, fakta og erindringer er blevet offentliggjort og kendt. Ikke desto mindre er nogle interessante materialer stadig klassificeret og bliver fra tid til anden offentlige. Denne gang delte en af virksomhederne i rumindustrien data om det foreløbige design af det første indenlandske kontrol- og målekompleks designet til at arbejde med interplanetære stationer. Forhåbentlig vil dette blive en tradition, og branchen vil snart dele nye dokumenter.
