1958. aasta septembris tegi Nõukogude Liit esimese katse saata automaatne planeetidevaheline jaam E-1 Kuule. Sellise eriti keerulise probleemi lahendamiseks pidi kosmosetööstus looma palju uusi tooteid ja süsteeme. Eelkõige oli vaja spetsiaalset juhtimis- ja mõõtmiskompleksi, mis oleks võimeline jälgima jaama lennu kulgu nii iseseisvalt kui ka sealt andmeid saades. Alles teisel päeval avaldati väga uudishimulik dokument, mis paljastas E-1 projekti põhikomponentide põhijooned.
Roskosmosesse kuuluv Venemaa kosmosesüsteemide ettevõte avaldas 10. aprillil ajaloolise dokumendi elektroonilise versiooni. Kõik soovijad saavad nüüd tutvuda E-1 Object Orbit raadio jälgimissüsteemi eskiisprojektiga. Dokumendi koostas mais 1958 uurimisinstituut nr 885 (praegu NA Pilyugini automatiseerimise ja mõõteriistade uurimis- ja tootmiskeskus). 184 originaalset masinakirjaga lehte annavad teavet projekti eesmärkide ja eesmärkide kohta, kuidas neid saavutada jne. Suurem osa dokumendist on pühendatud maapealse kompleksi tehnilisele kirjeldusele ja selle toimimise põhimõtetele.
Üks Krimmis kasutusele võetud antennidest
Juba sissejuhatuses märkisid dokumendi autorid ülesannete erakordset keerukust. Raketit ja aparaati E-1 tuli jälgida vahemaadel, mis olid kaks suurusjärku suuremad kui tol ajal tavalised vahemaad. Lisaks võivad disainerite tööd keeruliseks teha tööks eraldatud lühikesed tähtajad. Siiski on leitud meetodeid, kuidas jälgida raketi ja automaatjaama lendu Maalt, samuti meetodeid trajektoori hindamiseks ja telemeetria signaalide vastuvõtmiseks.
Maapealsete raadioelektrooniliste rajatiste osana olid olemas radarijaam, süsteem kosmoseaparaadilt andmete vastuvõtmiseks ja kaugjuhtimisseade. Uue süsteemi väljanägemist kujundades pidid NII-885 spetsialistid leidma raadioseadmete tööks optimaalsed vahemikud, määrama kompleksi koosseisu ja selle üksikute komponentide funktsioonid ning leidma ka kõige kasumlikumad kohad nende kasutamiseks.
Eskiisprojektis esitatud arvutused näitasid antenniseadmete vajalikke omadusi, mille ehitamine oli väga raske ülesanne. Leiti, et raadiosignaali edastamise ja vastuvõtmise nõutavaid omadusi näitavad maapealsed antennid, mille pindala on vähemalt 400 ruutmeetrit või läbimõõt vähemalt 30 m. Selliseid tooteid ei olnud meie riik; polnud võimalust neid kiiresti nullist luua. Sellega seoses tehti ettepanek kasutada sobivaid antennilehti või luua uusi sarnaseid tooteid. Plaaniti need paigaldada olemasolevatele pöörlevatele seadmetele, mis olid varem vastu võetud koos Ameerika radariga SCR-627 ja pildistatud saksa "Big Würzburgiga".
E-1 rajatise töö jälgimiseks on välja töötatud mitut tüüpi antennid. Erinevate probleemide lahendamiseks kasutati suurt kärbitud paraboolset helkurit ja sobivate mõõtmetega ristkülikukujulisi lõuendeid. Liigutatavatele tugedele paigaldamine võimaldas tagada ruumi maksimaalse katvuse ja seeläbi suurendada kompleksi üldisi võimalusi.
Mitmed instrumendikompleksid pidid töötama koos antennidega. Niisiis tehti ettepanek paigaldada saatja raadioelektroonilised seadmed mitmele standardse kaubiku kerega ZIL-131 sõidukile. Kaablite abil tuli see ühendada vastava antenniga. Vastuvõtvat kompleksi osa kavatseti paigutada alaliselt, antenniposti lähedal asuvasse eraldi hoonesse. Soovitud tulemuste saamiseks ja mõõtmiste korrektseks tegemiseks pidid kaks antenni olema üksteisest mitme kilomeetri kaugusel.
Teine antennipost
Tehti ettepanek varustada vastuvõtuantennid kosmoseobjekti automaatse jälgimissüsteemiga. Rongisisese saatja signaali analüüsides pidid sellised seadmed muutma antenni asendit, tagades parima vastuvõtu maksimaalse võimsuse ja minimaalsete häiretega. Antennide selline sihtimine pidi toimuma automaatselt.
Mõõtekompleksi osana oli vaja ette näha mitu eraldi sidesüsteemi. Mõned kanalid olid mõeldud andmete ülekandmiseks ühest komponendist teise, teised aga olid inimestele vajalikud. Arvutuste kohaselt seostati teadaolevate raskustega ainult kõneandmete edastamist ja see võib häirida kogu kompleksi õiget tööd.
Maapealse süsteemi struktuur pidi sisaldama signaalide registreerimise vahendeid. Kõik telemeetriaandmed ja radariindikaatorid tehti ettepanek salvestada magnetväljale. Seadmete komplekt sisaldas ka fotode manust ekraanidel kuvatavate andmete jäädvustamiseks.
Avaldatud dokumendi üks peatükk on pühendatud uute radarirajatiste kasutuselevõtu koha valimisele. Arvutused näitasid, et E-1 toode lendab Kuule umbes 36 tunniks. Samal ajal pidi seade horisondist kõrgemale tõusma (mis tahes NSV Liidu punkti suhtes, mille laiuskraad oli alla 65 °) vaid paar korda. Leiti, et jaamale kõige mugavam piirkond on Euroopa Euroopa osa lõunaosa. Mõõtepunkt otsustati rajada Krimmi linna Simeizi lähedale, kus sel ajal juba töötas Teaduste Akadeemia füüsikainstituudi raadioastronoomia rajatis. Tema tehnilisi vahendeid saab kasutada uues projektis.
Eskiisprojekt nägi ette mõõtmispunktisüsteemide kasutuselevõtmise Koshka mäel. Pealegi pidid selle üksikud komponendid paiknema üksteisest kuni 5-6 km kaugusel. Vastavalt projekti ettepanekutele tuleks osa elektroonikaseadmetest paigutada statsionaarsetesse hoonetesse, teised seadmed aga auto šassiile.
Jaama tüüp E-1A
Välitestide abil toote E-1 simulaatoritega määrati raadioseadmete optimaalsed omadused. Niisiis leiti, et Maa-parda raadioside jaoks on optimaalne sagedus 102 MHz. Seade pidi edastama andmeid Maale sagedusega 183,6 MHz. Maapealsete vastuvõtuseadmete tundlikkuse suurenemine võimaldas vähendada saatja võimsust E-1 pardal 100 W-ni.
Objekti "E-1" orbiidi raadioseire süsteemi väljapakutud tööpõhimõtted olid oma aja kohta väga edumeelsed ja julged. Mitmete raadiotehnikasüsteemide abil oli vaja määrata asimuut ja tõusunurk, mis määravad suuna planeetidevahelisse jaama. Lisaks oli vaja kindlaks määrata kaugus Maa ja objekti vahel, samuti kaugus objektist Kuuni. Lõpuks oli vaja mõõta E-1 liikumiskiirust. Telemeetria signaalid oleksid pidanud tulema orbiidilt Maale.
Lennu algfaasis pidi telemeetriaülekanne toimuma kanderaketi 8K72 Vostok-L standardvarustuse abil. Telemeetriasüsteem RTS-12-A suudab säilitada side Maaga, kasutades raketi kolmanda astme raadiosaatjat. Pärast sellest eraldumist pidi E-1 jaam sisaldama oma raadioseadmeid. Enne maapealsete rajatiste levialasse sisenemist võib jaam mõnda aega jääda "nähtamatuks". Mõne minuti pärast viis maapinna mõõtmispunkt ta aga saatjaks.
Tehti ettepanek määrata kaugus kosmoselaevast ja selle lennukiirus impulsskiirguse ja pardatransponderi abil. Sagedusega 10 Hz pidi maapealne mõõtmisjaam saatma jaama impulsse. Pärast signaali saamist pidi ta sellele oma sagedusega reageerima. Selleks ajaks, kui kahe signaali läbimiseks kulus, oskasid automaadid jaama kaugust arvutada. See tehnika andis vastuvõetava täpsuse ja pealegi ei nõudnud lubamatult suurt saatja võimsust, nagu see võiks juhtuda tavalise radari kasutamisel tagasiside signaaliga.
E-1 ja Kuu vahelise kauguse mõõtmine määrati pardaseadmetele. Rongisisese saatja signaalid, mis peegelduvad Maa satelliidilt, võivad naasta automaatjaama. Vähem kui 3-4 tuhande km kaugusel võis ta neid juba enesekindlalt vastu võtta ja maapealsesse kompleksi edastada. Edasi Maal arvutati vajalikud andmed.
Kompleksi maapealsete rajatiste paigutamine
Lennukiiruse mõõtmiseks tehti ettepanek kasutada Doppleri efekti. Kui E-1 möödus trajektoori teatud osadest, pidid maapealne süsteem ja kosmoseaparaat vahetama suhteliselt pikki raadioimpulsse. Vastuvõetud signaali sagedust muutes saaks mõõtepunkt määrata jaama lennukiiruse.
Mõõtepunkti kasutuselevõtt Simeizi linna lähedal võimaldas saavutada väga kõrgeid tulemusi. 36-tunnise lennu ajal pidi E-1 jaam selle objekti nähtavuse tsooni langema kolm korda. Juhtimise esimene etapp oli seotud trajektoori passiivse lõigu esialgse osaga. Samal ajal oli kavas kasutada raadiojuhtimisseadmeid. Lisaks jälgiti lendu Maast 120-200 tuhande km kaugusel. Kolmandat korda naasis jaam nähtavustsooni, kui lendas 320-400 tuhande km kaugusel. Seadme läbimist kahe viimase sektsiooni kaudu kontrolliti radari ja telemeetria abil.
„Objekti E-1 orbiidi raadioseiresüsteemi eskiisprojekt kinnitati 1958. aasta mai viimasel päeval. Peagi alustati projekteerimisdokumentatsiooni väljatöötamist, misjärel alustati olemasolevate rajatiste ettevalmistamist kasutamiseks uues projektis. Tuleb märkida, et kõiki Krimmis saadaolevaid antenne ei leitud sobivaks kasutamiseks programmis Luna. Mõned antennipostid tuli varustada täiesti uute ülisuurte lõuenditega. See tegi projekti mingil määral keeruliseks ja muutis selle rakendamise ajastust, kuid võimaldas siiski soovitud tulemusi saavutada.
Esimene kanderakett 8K72 Vostok-L koos kosmoselaevaga E-1 nr 1 toimus 23. septembril 1958. aastal. Lennu 87. sekundil, isegi enne esimese etapi lõppu, kukkus rakett kokku. Õnnetusega lõppesid ka stardid 11. oktoobril ja 4. detsembril. Alles 4. jaanuaril 1959 õnnestus edukalt käivitada aparaat E-1 nr 4, mis sai ka nimetuse "Luna-1". Lennu missioon ei olnud aga täielikult lõpule viidud. Lennuprogrammi koostamise vea tõttu möödus kosmoselaev Kuust märkimisväärsel kaugusel.
Neljanda seadme turuletoomise tulemuste kohaselt vaadati projekt läbi ja nüüd esitati starti E-1A tooted. 1959. aasta juunis suri üks neist jaamadest koos raketiga. Septembri alguses tehti mitu ebaõnnestunud katset Luna seeria sõidukiga järgmist kanderaketti käivitada. Mitmed stardid tühistati mitme päeva jooksul ja seejärel eemaldati rakett stardiplatvormilt.
Teine võimalus radarisüsteemide kasutuselevõtmiseks
Lõpuks sisenes 12. septembril 1959 kosmoselaev 7, tuntud ka kui Luna-2, edukalt oma arvutatud trajektoori. Hinnanguliselt 13. septembri õhtul langes ta Kuule, Vihmamere lääneosas. Peagi põrkas kanderaketi kolmas etapp kokku Maa loodusliku satelliidiga. Esimest korda ajaloos ilmus Kuule maapealse päritoluga toode. Lisaks toimetati satelliidi pinnale Nõukogude Liidu embleemiga metallvimplid. Kuna pehmet maandumist ei oodatud, hävitati automaatne planeetidevaheline jaam ja selle killud koos metallist vimplitega olid maastikul laiali.
Pärast jaama edukat rasket maandumist Kuule tühistati kosmoselaeva E-1A edasised stardid. Soovitud tulemuste saavutamine võimaldas Nõukogude kosmosetööstusel tööd jätkata ja hakata looma arenenumaid uurimissüsteeme.
“Spetsiaalselt automaatjaamadega töötamiseks loodud E-1 objekti orbiidi raadioseire süsteem sai töötada vastavalt personaligraafikule esimese uurimisprogrammi raames vaid kaks korda. Ta möödus sõidukitest E-1 nr 4 ja E-1A nr 7 mööda trajektoori. Samal ajal kaldus esimene arvestuslikust trajektoorist kõrvale ja jättis kuu vahele ning teine tabas edukalt sihtmärki. Teadaolevalt ei olnud maapealsete juhtimisrajatiste töö kohta kaebusi.
E-1 teemaga seotud tööde lõpuleviimine ja uute uurimisprojektide käivitamine mõjutasid teatud määral Simeizi erirajatisi. Tulevikus uuendati ja täiustati neid korduvalt vastavalt raadioelektroonikatööstuse uusimatele saavutustele ja arvestades uusi nõudeid. Mõõtepunkt on taganud teatud uuringute ja teatud kosmoselaevade stardi. Seega andis ta olulise panuse avakosmose uurimisse.
Nüüdseks on Nõukogude kosmoseprogrammi varajane ajalugu üsna hästi uuritud. Avaldatud ja teada on mitmesuguseid dokumente, fakte ja mälestusi. Sellegipoolest on mõned huvitavad materjalid endiselt salastatud ja aeg -ajalt avalikuks. Seekord jagas üks kosmosetööstuse ettevõtetest andmeid esimese kodumaise juhtimis- ja mõõtmiskompleksi eelprojekti kohta, mis oli kavandatud töötama planeetidevaheliste jaamadega. Loodetavasti saab sellest traditsioon ja tööstusharu jagab peagi uusi dokumente.
