Ювелирная работа советских инженеров: РКС рассекречивают технологию системы для сборки первой орбитальной станции «Салют»

Уникальные исторические документы, раскрывающие ранее неизвестные подробности освоения космоса, продолжает публиковать холдинг «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос»). Сегодня на сайте компании размещены электронные выдержки из 300-страничного документа 1962 года «Универсальная система определения орбиты глобальных ракет, искусственных спутников Земли и космических объектов».

Подготовленный 60 лет назад инженерами научно-исследовательского института 885 (НИИ-885, сегодня – РКС) эскизный проект содержит подробную информацию, которая подтверждает возможность построения высокоточной универсальной радиотехнической системы для оперативного управления ракетами и космическими аппаратами. Авторы проекта считали, что новая бортовая аппаратура могла быть создана в короткий срок на базе существующих и отработанных принципов и технических решений.

Заместитель генерального директора – генеральный конструктор РКС по наземным системам и комплексам Владимир ДЕНЕЖКИН: «Документ, который сегодня публикуется, наглядно показывает, как сложен процесс создания новых технологий. Это кропотливая работа, которая требует глубоких знаний в профессии, умения брать на себя ответственность, смотреть вперед, рисковать, предлагать и реализовывать самые смелые решения. Этот исторический опыт помогает молодым инженерам понять, как тяжело, методом проб и ошибок, даются победы в космосе. Удача в работе становится настоящей наградой, появляется чувство сопричастности к большому делу, осознание, что создаешь совершенно новое и уникальное, такое до тебя еще никто в мире не делал, и это может стать настоящим технологическим и научным прорывом».

4 октября 1957 года с помощью переоборудованной межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 в космос был выведен первый искусственный спутник Земли. Лидерство СССР в космосе стало вызовом для США, которые после создания атомной бомбы в 1945 году были уверены в своем военно-стратегическом преимуществе. По мнению советского и российского ученого-конструктора, одного из ближайших соратников С.П. Королёва, Бориса Чертока, «история второй половины XX века определяется «холодной войной» – военной и идеологической конфронтацией между двумя сверхдержавами». «Атомные бомбы и баллистические ракеты дальнего действия создавались как основное оружие для третьей мировой войны. Однако они оказались эффективным средством ведения «холодной войны» и сдерживающим фактором для ее перехода в «горячую», – писал Б.Е. Черток в своих мемуарах «Ракеты и люди».

Советская космическая отрасль была активным участником этого процесса, работая как на оборону страны, так и развивая гражданский сегмент освоения космоса. На базе Р-7 были созданы следующие модификации ракет-носителей, которые использовались в космических запусках, в том числе пилотируемых – «Спутник», «Полет», «Луна», серия «Восток» и «Союз». Для контроля космической техники, становившейся все более совершенной и выполняющей все более сложные задачи, требовались новые системы управления.

Также с каждым годом в геометрической прогрессии увеличивалось число космических аппаратов. По мнению разработчиков, системы того времени уже не позволяли эффективно управлять объектами на орбите, поскольку имели серьезный недостаток – вели измерения параметров движения из нескольких пунктов. Это давало нужную точность, но требовало большого времени для измерений. Например, искусственные спутники Земли передавали информацию только после нескольких витков, а затем следовала длительная обработка данных в координационно-вычислительном центре.

Ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан ЭЙСМОНТ: «Это наглядный пример того, когда результат достигался за счет применения концептуальных подходов и оригинальных решений. У Советского Союза было преимущество в двигателестроении, но отставание в электронике. Надежности удавалось добиваться за счет многократного резервирования систем, но за это приходилось расплачиваться увеличением размеров и массы аппаратуры. Учитывая эту особенность, чтобы добиться баланса в системах управления, разработчики приняли решение использовать в равной степени наземные системы и бортовую аппаратуру. Принципиально важен и тот момент, что спутник заранее выходил на связь и оперативно передавал информацию на наземные пункты, это позволяло получать данные значительно быстрее. По тем временам это было настоящим технологическим прорывом. Это и предопределило на долгие годы развитие технологии. Интересно, что по этой концепции создавались не только советские системы определения орбиты, но и большинство зарубежных».

В состав системы, согласно проекту, входил комплекс измерительных радиосредств, оборудование обработки данных и аппаратура программно-командной радиолинии. Наземные средства находились в одном измерительном пункте, что позволяло автономно и оперативно определять местоположение объекта, прогнозировать его дальнейшее движение. Главной задачей системы являлась передача экспресс-информации о параметрах орбиты и целеуказания для последующих сеансов связи с объектом. Технические ноу-хау позволяли оперативно определять и прогнозировать направление движения, выдавать разовые команды и контролировать техническое состояние бортовой аппаратуры и ее работу. Ориентировочный вес самой аппаратуры, по расчетам специалистов, не превышал 52 килограмм.

Заместитель начальника отделения разработки перспективной аппаратуры навигации РКС Рудольф БАКИТЬКО: «Радиосвязь с объектами и измерения движения должны были вестись на дальности до 2500 км при высоте полета от 150 до 1500 км. Работоспособность новой универсальной системы определения орбиты не нарушалась даже в случае потери объектом ориентации, и она в любой ситуации обеспечивала автоматическое вхождение в связь без дополнительных целеуказаний. Защитить канал информации от взлома рассчитывали с помощью новейших методов криптографии. Конечно, сегодня достигнутые показатели по объему переданной информации и количеству переданных команд выглядят незначительными, но тогда это было настоящим технологическим прорывом. Но самое важное, разработка позволяла получать данные со спутника на первом витке, что значительно ускорило передачу информации. Сделано это было за счет ювелирного совершенствования бортовой аппаратуры».

Первоначально система разрабатывалась с целью определения траекторий глобальных ракет при их полигонных испытаниях и орбит искусственных спутников Земли. Кроме того, планировалось использовать ее для точного прогнозирования движения дальних космических объектов, например, космического аппарата Л-1 при его облете Луны с последующим возвращением на Землю, а также при сборке объектов в космосе.

Несмотря на то, что проект так и не был реализован, все наработки были использованы при создании перспективной системы радиоуправления для вывода объектов в открытый космос. Предложенные в 1962 году технологии легли в основу радиотехнических систем, с помощью которых стыковали элементы первой в истории орбитальной станции «Салют» и которые используются до настоящего времени.