V září 1958 provedl Sovětský svaz první pokus o vyslání automatické meziplanetární stanice E-1 na Měsíc. Aby kosmický průmysl vyřešil takový problém, který byl obzvláště obtížný, musel vytvořit spoustu nových produktů a systémů. Zejména byl vyžadován speciální řídicí a měřicí komplex, schopný monitorovat průběh letu stanice, a to jak samostatně, tak přijímáním dat z ní. Jen druhý den byl zveřejněn velmi kuriózní dokument, který odhalil hlavní rysy pozemních komponent projektu E-1.
Ruská společnost Space Space Systems, součást Roscosmosu, zveřejnila 10. dubna elektronickou verzi historického dokumentu. Každý, kdo si přeje, se nyní může seznámit s návrhem návrhu radiového monitorovacího systému E-1 Object Orbit Radio. Dokument byl připraven v květnu 1958 Výzkumným ústavem č. 885 (nyní NA Pilyugin Research and Production Center for Automation and Instrumentation). 184 originálních stránek napsaných na stroji poskytuje informace o cílech a cílech projektu, o tom, jak jich dosáhnout atd. Většina dokumentu je věnována technickému popisu pozemního komplexu a zásadám jeho fungování.
Jedna z antén rozmístěných na Krymu
Již v úvodu autoři dokumentu zaznamenali výjimečnou složitost úkolů, které jsou po ruce. Střela a aparát E-1 musely být sledovány na vzdálenostech, které byly o dva řády vyšší, než byly v té době obvyklé vzdálenosti. Kromě toho by práci konstruktérů mohly komplikovat krátké termíny přidělené této práci. Byly však nalezeny metody pro sledování letu rakety a automatické stanice ze Země, stejně jako metody pro odhad trajektorie a příjem telemetrických signálů.
Jako součást pozemních radioelektronických zařízení měla být přítomna radarová stanice, systém pro příjem dat z kosmické lodi a zařízení pro dálkové ovládání. Při formování vzhledu nového systému museli specialisté NII-885 najít optimální rozsahy provozu rádiových zařízení, určit složení komplexu a funkce jeho jednotlivých komponent a také najít nejziskovější místa pro jejich nasazení..
Výpočty uvedené v návrhu návrhu ukázaly potřebné vlastnosti anténních zařízení, jejichž konstrukce byla velmi obtížným úkolem. Bylo zjištěno, že požadované charakteristiky vysílání a příjmu rádiového signálu budou ukazovat pozemní antény o rozloze nejméně 400 metrů čtverečních nebo průměru nejméně 30 m. V současné době neexistují žádné takové výrobky tohoto druhu. naše země; neexistoval způsob, jak je rychle vytvořit od nuly. V tomto ohledu bylo navrženo použít vhodné anténní listy nebo vytvořit nové podobné výrobky. Bylo plánováno namontovat je na stávající rotační zařízení, dříve přijímaná společně s americkým radarem SCR-627 a se zajatým německým „velkým Würzburgem“.
Pro sledování provozu zařízení E-1 byly vyvinuty antény několika typů. Řešení různých problémů bylo provedeno pomocí velkého zkráceného parabolického reflektoru a pomocí obdélníkových pláten s odpovídajícími rozměry. Montáž na pohyblivé podpěry umožnila zajistit maximální pokrytí prostoru a tím zvýšit celkové schopnosti komplexu.
S anténami mělo spolupracovat několik přístrojových komplexů. Na několika vozidlech ZIL-131 se standardními karoseriemi bylo navrženo instalovat rádiové elektronické zařízení vysílače. Pomocí kabelů musel být připojen k odpovídající anténě. Přijímací část komplexu měla být nasazena trvale, v samostatné budově poblíž anténního sloupku. Abychom dosáhli požadovaných výsledků a provedli měření správně, musely být obě antény od sebe vzdáleny několik kilometrů.
Další sloupek antény
Bylo navrženo vybavit přijímací antény automatickým sledovacím systémem pro vesmírný objekt. Při analýze signálu z palubního vysílače muselo takové zařízení změnit polohu antény a zajistit nejlepší příjem s maximálním výkonem a minimálním rušením. Takové zaměřování antén mělo být prováděno automaticky.
Jako součást měřicího komplexu bylo nutné zajistit několik samostatných komunikačních systémů. Některé kanály byly navrženy pro přenos dat z jedné komponenty do druhé, zatímco jiné byly potřeba pro lidi. Podle výpočtů byl pouze přenos hlasových dat spojen se známými obtížemi a mohl narušit správnou činnost celého komplexu.
Struktura pozemního systému měla zahrnovat prostředky pro registraci signálu. Všechny telemetrické údaje a radarové indikátory byly navrženy pro záznam na magnetické médium. Součástí sady vybavení byla také fotografická příloha pro zachycení dat zobrazených na obrazovkách.
Jedna z kapitol publikovaného dokumentu je věnována výběru místa pro nasazení nových radarových zařízení. Výpočty ukázaly, že produkt E-1 poletí na Měsíc zhruba 36 hodin. Zařízení přitom muselo vystoupit nad horizont (vzhledem k jakémukoli bodu v SSSR se šířkou pod 65 °) jen párkrát. Bylo zjištěno, že nejvhodnější oblastí pro stanici je jih evropské části země. Bylo rozhodnuto vybudovat měřicí bod poblíž krymského města Simeiz, kde v té době již fungovalo radioastronomické zařízení Fyzikálního ústavu Akademie věd. Jeho technické prostředky by mohly být použity v novém projektu.
Návrh návrhu počítal s rozmístěním systémů měřicích bodů na hoře Koshka. Navíc se jeho jednotlivé součásti měly nacházet ve vzdálenosti až 5–6 km od sebe. V souladu s návrhy projektu by část elektronického zařízení měla být umístěna ve stacionárních budovách, zatímco jiná zařízení by mohla být namontována na podvozek automobilu.
Typ stanice E-1A
Pomocí terénních testů se simulátory produktu E-1 byly stanoveny optimální charakteristiky rádiových zařízení. Takže pro rádiové spojení Země-deska byla zjištěna optimální frekvence 102 MHz. Zařízení mělo na Zemi přenášet data na frekvenci 183,6 MHz. Zvýšení citlivosti pozemních přijímacích zařízení umožnilo snížit výkon vysílače na palubě E-1 na 100 W.
Navrhované principy fungování „systému rádiového monitorování oběžné dráhy objektu„ E-1 “byly na svou dobu velmi progresivní a odvážné. S pomocí řady radiotechnických systémů bylo nutné určit azimut a výškový úhel, které určují směr k meziplanetární stanici. Kromě toho bylo nutné určit vzdálenost mezi Zemí a objektem a také vzdálenost od objektu k Měsíci. Nakonec bylo nutné změřit rychlost pohybu E-1. Telemetrické signály měly pocházet z oběžné dráhy na Zemi.
V počáteční fázi letu měl být telemetrický přenos prováděn pomocí standardního vybavení nosné rakety 8K72 Vostok-L. Telemetrický systém RTS-12-A by mohl udržovat komunikaci se Zemí pomocí rádiového vysílače třetího stupně rakety. Po oddělení od ní měla stanice E-1 zahrnovat vlastní rádiové zařízení. Stanice mohla nějakou dobu, než vstoupila do oblasti pokrytí pozemních zařízení, zůstat „neviditelná“. Po několika minutách ji však pozemní měřicí bod vzal k doprovodu.
Bylo navrženo určit vzdálenost ke kosmické lodi a její rychlost letu pomocí pulzního záření a palubního transpondéru. S frekvencí 10 Hz měla pozemní měřicí stanice vysílat do stanice impulsy. Když signál přijala, musela na něj reagovat na vlastní frekvenci. Než uplynuly dva signály, mohly automaty vypočítat vzdálenost od stanice. Tato technika poskytovala přijatelnou přesnost a navíc nevyžadovala nepřijatelně vysoký výkon vysílače, jak by tomu mohlo být při použití standardního radaru se zpětným signálem.
Palubnímu zařízení bylo přiřazeno měření vzdálenosti mezi E-1 a Měsícem. Signály palubního vysílače, odražené od družice Země, by se mohly vrátit do automatické stanice. Na vzdálenosti necelých 3–4 tisíc km je už mohl sebevědomě přijímat a předávat do pozemního komplexu. Dále na Zemi byla vypočítána potřebná data.
Umístění pozemních zařízení komplexu
Pro měření rychlosti letu bylo navrženo použít Dopplerův efekt. Když E-1 prošel určitými částmi trajektorie, pozemní systém a kosmická loď si musely vyměňovat relativně dlouhé rádiové impulsy. Změnou frekvence přijímaného signálu mohl měřicí bod určit rychlost letu stanice.
Nasazení měřicího bodu poblíž města Simeiz umožnilo získat velmi vysoké výsledky. Během 36hodinového letu měla stanice E-1 třikrát spadnout do viditelné zóny tohoto objektu. První fáze řízení souvisela s počáteční částí pasivního úseku trajektorie. Současně bylo plánováno použití rádiového řídicího zařízení. Dále byl let monitorován ve vzdálenosti 120-200 tisíc km od Země. Stanice se potřetí vrátila do viditelné zóny při letu na vzdálenost 320-400 tisíc km. Průchod aparátu posledními dvěma sekcemi byl řízen radarem a telemetrickými prostředky.
"Návrh návrhu rádiového monitorovacího systému oběžné dráhy objektu E-1 byl schválen poslední květnový den roku 1958." Brzy začal vývoj projektové dokumentace, po které začala příprava stávajících zařízení pro použití v novém projektu. Je třeba poznamenat, že ne všechny dostupné antény na Krymu byly shledány vhodnými pro použití v programu Luna. Některé sloupky antény musely být vybaveny zcela novými předimenzovanými plátny. To do určité míry komplikovalo projekt a posunulo načasování jeho realizace, ale přesto umožnilo dosáhnout požadovaných výsledků.
První start nosné rakety 8K72 Vostok-L s kosmickou lodí E-1 č. 1 se uskutečnil 23. září 1958. V 87. vteřině letu, ještě před dokončením prvního stupně, se raketa zhroutila. Starty 11. října a 4. prosince také skončily nehodou. Teprve 4. ledna 1959 bylo možné úspěšně spustit přístroj E-1 č. 4, který také obdržel označení „Luna-1“. Mise letu však nebyla plně dokončena. Kvůli chybě při sestavování letového programu sonda prošla značnou vzdálenost od Měsíce.
Podle výsledků spuštění čtvrtého zařízení byl projekt revidován a nyní byly na start předloženy výrobky E-1A. V červnu 1959 jedna z těchto stanic zemřela spolu s raketou. Na začátku září bylo provedeno několik neúspěšných pokusů o spuštění další nosné rakety s vozidlem řady Luna. Několik odpalů bylo během několika dnů zrušeno a poté byla raketa odstraněna ze startovací rampy.
Další možnost nasazení radarových systémů
Nakonec 12. září 1959 sonda 7, známá také jako Luna-2, úspěšně vstoupila do své vypočítané trajektorie. V odhadovanou dobu večer 13. září spadl na Měsíc, v západní části Moře dešťů. Brzy došlo ke srážce třetího stupně nosné rakety s přirozeným satelitem Země. Poprvé v historii se na Měsíci objevil produkt pozemského původu. Na povrch satelitu byly navíc dodány kovové vlajky se znakem Sovětského svazu. Protože se neočekávalo měkké přistání, byla automatická meziplanetární stanice zničena a její úlomky spolu s kovovými prapory byly rozházeny po terénu.
Po úspěšném tvrdém přistání stanice na Měsíci byly další starty kosmické lodi E-1A zrušeny. Dosažení požadovaných výsledků umožnilo sovětskému vesmírnému průmyslu pokračovat v práci a začít vytvářet pokročilejší výzkumné systémy.
"Systém rádiového monitorování oběžné dráhy objektu E-1, vybudovaný speciálně pro práci s automatickými stanicemi, dokázal v rámci prvního výzkumného programu podle plánu zaměstnanců pracovat pouze dvakrát." Po trase projela vozidla E-1 č. 4 a E-1A č. 7. Současně se první odchýlil od vypočítané trajektorie a minul měsíc a druhý úspěšně zasáhl cíl. Pokud je známo, nebyly žádné stížnosti na provoz pozemních kontrolních zařízení.
Dokončení prací na tématu E-1 a zahájení nových výzkumných projektů mělo určitý dopad na speciální zařízení v Simeizu. V budoucnu byly opakovaně modernizovány a vylepšovány v souladu s nejnovějšími úspěchy radioelektronického průmyslu as přihlédnutím k novým požadavkům. Měřicí bod zajistil řadu studií a startů určitých kosmických lodí. Významně tak přispěl k průzkumu vesmíru.
Počáteční historie sovětského vesmírného programu byla nyní poměrně dobře prostudována. Byly publikovány a známy různé dokumenty, fakta a paměti. Přesto jsou některé zajímavé materiály stále utajovány a čas od času se dostanou na veřejnost. Tentokrát jeden z podniků vesmírného průmyslu sdílel data o předběžném návrhu prvního tuzemského řídicího a měřicího komplexu určeného pro spolupráci s meziplanetárními stanicemi. Naštěstí se z toho stane tradice a průmysl bude brzy sdílet nové dokumenty.
