De publieke perceptie van de geschiedenis is een begrijpelijke opeenvolging van opmerkelijke gebeurtenissen die sinds school in de hoofden van mensen zijn vastgelegd. In die zin is de geschiedenis van de ruimteverkenning van de USSR een satelliet, de vlucht van Gagarin en een reeks verschillende automatische ruimtestations, die samensmelten tot één epos, waarvan de meest opvallende hoofdstukken foto's zijn van de andere kant van de maan, maanrovers en de landing op Venus. We stellen voor om verder te gaan dan deze waarneming en de bekende gebeurtenissen van binnenuit te bekijken, door de ogen van Sovjetingenieurs, die precies 60 jaar geleden de eerste communicatielijn in de geschiedenis van de mensheid creëerden met ruimtevaartuigen die naar de maan vlogen. Het archiefdocument "Ontwerp van het systeem voor radiobewaking van de baan van het object" E-1 "wordt voor de eerste keer gepubliceerd, aan ons verstrekt door de Russian Space Systems Holding (RCS).
Verschillende generaties werknemers van de onderneming, die voorheen NII-885 heette, lieten sporen achter op de eerste pagina's en eisten het origineel niet te vernietigen en voor de geschiedenis te bewaren. En nu is de tijd voor dit document gekomen.
"E-1" is de index die door het Special Design Bureau No. 1 (OKB-1) is toegekend aan de stations die als eerste naar de maan zouden gaan. Sergey Korolev stelde in 1957 het verkenningsprogramma voor de maan voor, kort na de lancering van de eerste satelliet. De gebeurtenissen ontwikkelden zich toen zeer snel: minder dan een jaar na Spoetnik-1 had de USSR al de eerste poging gedaan om het apparaat naar de maan te lanceren.
Slechts zes maanden gingen voorbij vanaf het regeringsdecreet over de oprichting van een maanstation en een drietraps 8K72-raket op basis van de R-7-raket tot de eerste poging om de E-1 te lanceren. Wetenschappers en ingenieurs werkten in een staat van constante tijdsdruk.
De grootte en vorm van de voertuigen uit de E-1-serie waren vergelijkbaar met die van de eerste aardse satelliet. Hun taak was gewoon om naar de maan te "gaan", en onderweg informatie te verzamelen over radioactiviteit, magnetische velden en de gascomponent van interplanetaire materie. Dit bracht verschillende zeer complexe taken tegelijk met zich mee, waarvan de belangrijkste het maken van een ruimteraket en de ontwikkeling van zijn controle over enorme afstanden was. Hun oplossing moest Sovjetwetenschappers de nodige ervaring geven voor verdere studie van de planeten van het zonnestelsel. Het enthousiasme was enorm, maar vanuit technisch oogpunt aan het eind van de jaren vijftig leek de taak bijna fantastisch:
"De bepaling van de parameters van de raketbeweging en de overdracht van informatie ervan naar de aarde moet worden uitgevoerd op afstanden die twee orden van grootte groter zijn dan de afstanden waarvoor tot dusver soortgelijke systemen zijn ontwikkeld in de straaltechnologie en in andere gerelateerde gebieden."
Mis het moment niet
Promotie video:
De belangrijkste en een van de moeilijkste technische taken van deze missie was het tijdig uitschakelen van de motoren. De keuze van het juiste koppel was afhankelijk van de nauwkeurigheid van de snelheidsbepaling. Een fout in de bepaling van slechts één meter per seconde deed het traject met 250 kilometer afwijken. Het was nodig om de raket op een welbepaalde tijd te lanceren, zijn baan en snelheid zeer nauwkeurig te regelen en het commando te geven om de motoren op het juiste moment uit te zetten.
Hier is hoe Boris Chertok het beschrijft in zijn boek "Rockets and People":
“Mogelijke fouten van het autonome systeem voor het uitschakelen van de motoren van de tweede trap - van de integrator van longitudinale versnellingen - overschreden de toegestane fouten. Daarom is er vanaf het allereerste begin voor gekozen om het radiobesturingssysteem te gebruiken om de motor uit te zetten door de snelheid en coördinaten te meten."
Een afgeknotte reflector van de FIAN-expeditie naar de Krim.
De extreme complexiteit van de oplossing van dit probleem wordt vermeld in het conceptontwerp van het E-1 Object Orbit Radio Monitoring System:
"Zo'n complex probleem kan alleen in relatief korte tijd worden opgelost in combinatie met een radiobesturingssysteem, dat aan het einde van het actieve deel van het traject moet zorgen voor de meting van zes bewegingsparameters met voldoende nauwkeurigheid om het probleem van het raken van de maan op te lossen."
Volgens de ingenieurs was het onmogelijk om de nauwkeurigheid te behouden van het bepalen van de parameters van de beweging, die oorspronkelijk bedoeld waren, maar het had voldoende nauwkeurigheid moeten zijn om de maan te raken. Bovendien moest de lucht-grondradioverbinding signalen verzenden van de telemetriesystemen RTS-12A (op het actieve deel van het traject) en RTS-12B (op het passieve deel van het traject) geïnstalleerd aan boord van de E-1.
De verbinding met het onbekende
De moeilijkheid bij het creëren van een radioverbinding, die rechtstreeks in het document wordt genoemd door de ontwikkelaars "de zwakste schakel" E-1 ", bestond in de fout in de signaaloverdracht door de atmosfeer van de aarde, die de bepaling van de coördinaten en snelheid van het object beïnvloedde. Dit probleem is nog steeds relevant, vooral voor satellietnavigatiesystemen, en aan het einde van de jaren vijftig was de oplossing nog maar net begonnen.
Het model van het automatische interplanetaire station "Luna-3", gelanceerd op 4 oktober 1959 en voor het eerst een afbeelding van de andere kant van de maan naar de aarde gestuurd.
Maar het werd nog erger toen ze de maan naderden. Als de effecten van de invloed van de atmosfeer en het magnetisch veld van de aarde op radiogolven op zijn minst bekend waren, dan wist niemand wat hij van de maan kon verwachten:
"Wanneer het object" E-1 "in het gebied van de onmiddellijke nabijheid van de maan passeert, kunnen er extra fouten optreden in radiometingen van zijn coördinaten en snelheid vanwege de ionosfeer van de maan, waarvan het bestaan moet worden aangenomen."
Het eerste overtuigende bewijs van het bestaan van de ionosfeer rond de maan werd in de jaren zeventig geleverd door het Sovjetruimtevaartuig Luna 19 en Luna 22.
De samenstelling van de maanbodem was bij benadering bekend:
“Bij het berekenen van de waarden van de reflectiecoëfficiënt en de winst in de richting van de sonderende radiozender vanwege de onregelmatigheden van het maanoppervlak, is het noodzakelijk om de chemische samenstelling en structuur van het maanoppervlak te kennen. In de literatuur is de meest voorkomende mening dat het maanoppervlak bestaat uit massief vulkanisch gesteente, vergelijkbaar in samenstelling met dat van de aarde, die bedekt zijn met een laag stof van ongeveer enkele millimeters dik. Een experimentele test van een dergelijke structuur werd uitgevoerd onder aardse omstandigheden."
Contact
Om de E-1-missie uit te voeren, was het nodig om radiocommunicatie met het apparaat op een afstand van honderdduizenden kilometers te onderhouden. Dit vereiste krachtige terrestrische zend- en ontvangstantennes met een effectief oppervlak van minimaal 400 vierkante meter. Er waren in die tijd geen antennes die speciaal voor dergelijke doeleinden waren gemaakt, laat staan communicatiesystemen, en Sovjetwetenschappers improviseerden. Om te beginnen moest ik toegeven dat de apparatuur die ik zou willen hebben om de taak te voltooien niet:
“Zo'n effectief gebied is in het bezit van een parabolische reflector met een diameter van minimaal 30 meter. Momenteel hebben we geen werkende antennes met dergelijke parameters. Het is ook onmogelijk om dergelijke antennes en in het bijzonder roterende apparaten in azimut en hoogte voor hen te ontwikkelen en te vervaardigen binnen het tijdsbestek dat is voorzien voor de E-1-faciliteit. In dit opzicht is het noodzakelijk om een technische compromisoplossing te vinden. Momenteel produceert de huishoudelijke industrie geen roterende apparaten die de rotatie van 12 bij 12 antennes in azimut en hoogte mogelijk maken. Daarom is het, met een beperkte periode voor de ontwikkeling en fabricage van terrestrische antennes, raadzaam om roterende apparaten te gebruiken van vastgelegde "Big Würzburg" of SCR-627 radarstations ".
Parabolische reflector met een diameter van 7,5 meter van de gevangen "Greater Würzburg" radar.
"Big Würzburg" - begeleidingsstations voor gevechtsvliegtuigen, die, samen met een complete set ontwerpdocumentatie, door Sovjet-specialisten uit Duitsland werden gehaald. De Amerikaanse radar SCR-627 met een capaciteit van 225 kilowatt werd tijdens de Grote Patriottische Oorlog onder Lend-Lease aan de USSR geleverd. Beide antennes moesten aanzienlijk worden verbeterd.
Tegelijkertijd werd met de plaatsing van een nieuw complex een zeer belangrijk vraagstuk voor het noordelijke land opgelost. Het was nodig om het punt te kiezen met de maximale hoogte van het object "E-1" boven de horizon. Het zuidelijke deel van het Europese grondgebied van de USSR was geschikt voor deze eis. Er werd gekozen voor de Krim-expeditie van FIAN in de stad Simeiz. Er waren al twee reflectoren met een effectief oppervlak van respectievelijk 70 en 120 vierkante meter, en er was een parabolische reflector van de gevangen Big Würzburg-radar, op het roterende apparaat waarvan het mogelijk was om een nieuwe antenne te plaatsen (de daarop geïnstalleerde antenne met een diameter van 7 meter werd als onvoldoende beschouwd):
Installatieschema's van het grondstation voor het ontvangen en verzenden van informatie naar "E-1".
“De reële mogelijkheid om kant-en-klare radioastronomische antenneapparaten van het Physical Institute of the Academy of Sciences in de buurt van de stad Simeiz (Krim) te gebruiken met enkele aanpassingen, maakt het mogelijk om daar een meetpunt te plaatsen. In dit geval zullen radiomiddelen drie secties van het passieve deel van het traject bewaken: het begin - volgens het radiobesturingssysteem, het midden - 12 + 200 duizend kilometer en het einde - 320 + 400 duizend kilometer volgens de metingen van het radiobewakingssysteem. De apparatuur voor het meten van bereik, snelheid en telemetrie, waarvoor antennes worden gemaakt op basis van roterende apparaten zoals "Big Würzburg" en SCR-627, zullen op de berg Koshka worden geplaatst."
Het ontvangende deel van de grondapparatuur moest permanent worden gemonteerd en het zendgedeelte zou op het chassis van de ZIL-151-auto worden geplaatst.
Installatieschema's van het grondstation voor het ontvangen en verzenden van informatie naar "E-1". Het ontvangende en opnamegedeelte van de grondapparatuur was permanent gemonteerd, en de zendapparatuur - op het chassis van een ZIL-151-auto.
Dus in de USSR verscheen het eerste communicatiepunt in de geschiedenis van de mensheid met een interplanetair ruimtestation, dat het belangrijkste was tot de oprichting van een nieuw ruimtecommunicatiecentrum nabij Evpatoria. In Simeiz leerden ze over de val van het eerste door mensen gemaakte apparaat op de maan en ontvingen ze de eerste foto van de andere kant van de maan.
Bereik de maan De eerste "maan", zoals hun makers "E-1" noemden, hadden niet eens namen, alleen een index. Slechts twee van de zeven voertuigen hebben een plaats in de geschiedenis gekregen, degenen die de maan wisten te bereiken. Luna-1 (de vierde poging om E-1 te lanceren) vond plaats op 6000 kilometer van de maan. Bij het geven van het commando om de motor van de derde trap (blok "E") uit te schakelen, die werd afgegeven vanaf de aarde, werd geen rekening gehouden met de tijd van signaalpassage van de commandopost naar het station.
Een keerinrichting van het type "627" met daarop een 10x6 meter in-phase band.
Niettemin was het een groot succes voor de USSR, die over de hele wereld werd gevierd, maar de makers van de radiolijn waren ongelukkig: de radiobesturing werkte niet perfect en raakte de maan niet. Wat er gebeurde, werd perfect beschreven door Boris Chertok:
'Maar het radioteam was laat! Toen kwamen we er natuurlijk achter dat de radiocontrolestations op de grond - REG's - de schuldige waren. De derde fase, samen met de maancontainer en de wimpel, raakte de maan niet, de misser was 6000 kilometer - ongeveer anderhalf keer de diameter van de maan. De raket kwam in zijn onafhankelijke baan rond de zon, werd een satelliet en werd 's werelds eerste kunstmatige planeet van het zonnestelsel. De lancering in januari was voor ons allemaal een zeer goede repetitie en training. Het werk van de derde trap werd voor het eerst volledig getest. Het bleek erg nuttig te zijn om het radiocommunicatiesysteem te controleren, de telemetrie van de container te ontvangen, de resultaten van de operationele bepaling van de coördinaten te verwerken, de interactie vast te stellen van het complex van meetinstrumenten, de baancontroledienst en rekencentra. Alle apparatuur aan boord werkte goed."
Afgeknotte parabolische reflector van de FIAN-expeditie naar de Krim.
De gegevens die door het apparaat werden verzonden, maakten het mogelijk om de afwezigheid van een magnetisch veld op de maan vast te stellen, het stralingsniveau werd gemeten en de parameters van de zonnewind werden onderzocht. Het boordradiocomplex zond signalen naar de aarde totdat het met meer dan 500 duizend kilometer werd verwijderd en viel pas stil toen de batterijen helemaal leeg waren: 62 uur na de lancering, ondanks het feit dat ze slechts voor 40 uur waren ontworpen.
Dit was echter geen volledig succes. De leiding van de USSR eiste dat de eersten, vóór de Amerikanen, naar de oppervlakte van de maan zouden komen. Dit werd bereikt op het meest geschikte politieke moment hiervoor - tijdens het bezoek van Chroesjtsjov aan de Verenigde Staten in september 1959.
Dit toeval was echter eerder een ongeluk. In totaal lanceerde de USSR in het jaar daarvoor zes stations richting de maan. In vier gevallen hebben zich ongevallen voorgedaan in de eerste vijf minuten van de vlucht van de draagraket.
Het apparaat "Luna-2".
Een andere lancering vond niet plaats vanwege het verwijderen van een defect lanceervoertuig van het lanceerplatform. Maar in september was de start succesvol en precies op het afgesproken tijdstip (slechts 1 seconde later dan gepland). Alle systemen werkten perfect en om 00:02:24 op 14 september werden alle signalen op het station in Simeiz en op de telemetriestations van Baikonur abrupt afgesneden - Luna-2 stortte neer op de satelliet van de aarde.
* * *
We nodigen je uit om door de elektronische versie van het document te bladeren en de geest te voelen van Sovjet-ingenieurs van het midden van de vorige eeuw, die, met veel minder middelen en capaciteiten dan hun Amerikaanse tegenhangers, in staat waren om het eerste deel van de maanrace te winnen.
Auteur: Vladimir Koryagin
