في سبتمبر 1958 ، قام الاتحاد السوفيتي بأول محاولة لإرسال المحطة الآلية بين الكواكب E-1 إلى القمر. لحل هذه المشكلة ، التي كانت صعبة بشكل خاص ، كان على صناعة الفضاء إنشاء الكثير من المنتجات والأنظمة الجديدة. على وجه الخصوص ، كانت هناك حاجة إلى مجمع خاص للتحكم والقياس ، قادر على مراقبة تقدم رحلة المحطة ، سواء بشكل مستقل أو عن طريق تلقي البيانات منها. قبل أيام فقط ، تم نشر وثيقة مثيرة للفضول ، تكشف عن السمات الرئيسية للمكونات الأساسية لمشروع E-1.
في 10 أبريل ، نشرت شركة أنظمة الفضاء الروسية ، وهي جزء من روسكوزموس ، نسخة إلكترونية من الوثيقة التاريخية. يمكن الآن لكل من يرغب في التعرف على مشروع تصميم نظام المراقبة الراديوية للأجسام المدارية E-1. تم إعداد الوثيقة في مايو 1958 من قبل معهد الأبحاث رقم 885 (الآن مركز أبحاث NA Pilyugin للأتمتة والأجهزة). توفر الصفحات المطبوعة الأصلية البالغ عددها 184 صفحة معلومات حول أهداف وغايات المشروع ، وكيفية تحقيقها ، وما إلى ذلك. تم تخصيص معظم الوثيقة للوصف الفني للمجمع الأرضي ومبادئ تشغيله.
أحد الهوائيات المنتشرة في القرم
في المقدمة بالفعل ، لاحظ مؤلفو الوثيقة التعقيد الاستثنائي للمهام المطروحة. كان لا بد من تتبع الصاروخ وجهاز E-1 على مسافات كانت أعلى بمقدار درجتين من المسافات المعتادة في ذلك الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون عمل المصممين معقدًا بسبب الفترات القصيرة المخصصة للعمل. ومع ذلك ، تم العثور على طرق لتتبع رحلة الصاروخ والمحطة الأوتوماتيكية من الأرض ، بالإضافة إلى طرق لتقدير المسار واستقبال إشارات القياس عن بعد.
كجزء من المرافق الإلكترونية الراديوية الأرضية ، كان من المفترض وجود محطة رادار ونظام لتلقي البيانات من مركبة فضائية وجهاز للتحكم عن بعد. عند تشكيل مظهر النظام الجديد ، كان على المتخصصين في NII-885 إيجاد النطاقات المثلى لتشغيل المعدات اللاسلكية ، وتحديد تكوين المجمع ووظائف مكوناته الفردية ، وكذلك العثور على الأماكن الأكثر ربحية لنشرها.
أظهرت الحسابات المقدمة في مشروع التصميم الخصائص الضرورية لأجهزة الهوائي ، والتي كان بناءها مهمة صعبة للغاية. لقد وجد أن الخصائص المطلوبة للإرسال والاستقبال للإشارة الراديوية ستظهر بواسطة هوائيات أرضية بمساحة لا تقل عن 400 متر مربع أو قطر لا يقل عن 30 مترًا. لم تكن هناك منتجات موجودة من هذا النوع في بلادنا؛ لم يكن هناك طريقة لإنشائها بسرعة من البداية. في هذا الصدد ، تم اقتراح استخدام ألواح هوائي مناسبة أو إنشاء منتجات مماثلة جديدة. تم التخطيط لتثبيتها على الأجهزة الدوارة الحالية ، والتي تم استلامها مسبقًا مع الرادار الأمريكي SCR-627 والرادار الألماني "Big Würzburg" الذي تم الاستيلاء عليه.
تم تطوير هوائيات من عدة أنواع لمراقبة تشغيل منشأة E-1. تم حل المشاكل المختلفة باستخدام عاكس قطع مكافئ كبير وباستخدام لوحات قماش مستطيلة ذات أبعاد مناسبة.أتاح التثبيت على دعامات متحركة ضمان أقصى تغطية للمساحة وبالتالي زيادة القدرات الإجمالية للمجمع.
كان من المفترض أن تعمل العديد من مجمعات الأجهزة مع الهوائيات. لذلك ، في العديد من المركبات ZIL-131 ذات هياكل الشاحنة القياسية ، تم اقتراح تثبيت المعدات الإلكترونية اللاسلكية لجهاز الإرسال. بمساعدة الكابلات ، كان لا بد من توصيله بالهوائي المقابل. تم التخطيط لنشر جزء الاستقبال من المجمع بشكل دائم ، في مبنى منفصل بالقرب من مركز الهوائي. للحصول على النتائج المرجوة وإجراء القياسات بشكل صحيح ، يجب أن يكون الهوائيان على بعد عدة كيلومترات.
آخر هوائي آخر
تم اقتراح تزويد هوائيات الاستقبال بنظام تتبع آلي لجسم فضائي. عند تحليل الإشارة من جهاز الإرسال الموجود على متن الطائرة ، كان على هذه المعدات تغيير موضع الهوائي ، مما يوفر أفضل استقبال بأقصى قدرة وأقل تداخل. كان من المقرر تنفيذ هذا التصويب من الهوائيات تلقائيًا.
كجزء من مجمع القياس ، كان من الضروري توفير عدة أنظمة اتصالات منفصلة. تم تصميم بعض القنوات لنقل البيانات من مكون إلى آخر ، في حين أن البعض الآخر كان مطلوبًا للأشخاص. وفقًا للحسابات ، كان نقل البيانات الصوتية فقط مرتبطًا بالصعوبات المعروفة ويمكن أن يتداخل مع التشغيل الصحيح للمجمع بأكمله.
كان من المفترض أن يتضمن هيكل النظام الأرضي وسائل تسجيل الإشارة. تم اقتراح تسجيل جميع بيانات القياس عن بعد ومؤشرات الرادار على وسط مغناطيسي. أيضًا ، تضمنت مجموعة المعدات مرفقًا للصور لالتقاط البيانات المعروضة على الشاشات.
تم تخصيص أحد فصول الوثيقة المنشورة لاختيار موقع لنشر مرافق الرادار الجديدة. أظهرت الحسابات أن منتج E-1 سوف يطير إلى القمر لمدة 36 ساعة تقريبًا. في الوقت نفسه ، كان على الجهاز أن يرتفع فوق الأفق (بالنسبة إلى أي نقطة في الاتحاد السوفيتي مع خط عرض أقل من 65 درجة) بضع مرات فقط. وجد أن المنطقة الأكثر ملاءمة للمحطة هي جنوب الجزء الأوروبي من البلاد. تقرر بناء نقطة قياس بالقرب من مدينة سيميز القرم ، حيث كان مرفق علم الفلك الراديوي التابع لمعهد الفيزياء التابع لأكاديمية العلوم يعمل بالفعل في ذلك الوقت. يمكن استخدام وسائله التقنية في مشروع جديد.
ينص مشروع التصميم على نشر أنظمة نقاط القياس على جبل كوشكا. علاوة على ذلك ، كان من المفترض أن تكون مكوناته الفردية موجودة على مسافة تصل إلى 5-6 كم من بعضها البعض. وفقًا لمقترحات المشروع ، يجب وضع بعض المعدات الإلكترونية في مبانٍ ثابتة ، بينما يمكن تركيب أجهزة أخرى على هيكل السيارة.
نوع المحطة E-1A
بمساعدة الاختبارات الميدانية باستخدام أجهزة محاكاة المنتج E-1 ، تم تحديد الخصائص المثلى لمعدات الراديو. لذلك ، بالنسبة للوصلة الراديوية من الأرض إلى اللوحة ، وجد أن التردد الأمثل هو 102 ميجاهرتز. كان من المفترض أن ينقل الجهاز البيانات إلى الأرض بتردد 183.6 ميجاهرتز. جعلت زيادة حساسية أجهزة الاستقبال الأرضية من الممكن تقليل قدرة المرسل على متن E-1 إلى 100 W.
كانت المبادئ المقترحة لتشغيل "نظام المراقبة الراديوية لمدار الجسم" E-1 "لوقتها تقدمية وجريئة للغاية. بمساعدة عدد من أنظمة الهندسة الراديوية ، كان من الضروري تحديد زاوية السمت والارتفاع ، والتي تحدد الاتجاه إلى المحطة بين الكواكب. بالإضافة إلى ذلك ، كان من الضروري تحديد المسافة بين الأرض والجسم ، وكذلك المسافة من الجسم إلى القمر. أخيرًا ، كان من الضروري قياس سرعة حركة E-1. يجب أن تأتي إشارات القياس عن بعد من المدار إلى الأرض.
في المرحلة الأولى من الرحلة ، كان من المقرر إجراء إرسال القياس عن بعد باستخدام المعدات القياسية لمركبة الإطلاق 8K72 Vostok-L.يمكن لنظام القياس عن بعد RTS-12-A أن يحافظ على الاتصال بالأرض باستخدام جهاز الإرسال اللاسلكي للمرحلة الثالثة للصاروخ. بعد الانفصال عنها ، كان من المفترض أن تشتمل محطة E-1 على معدات الراديو الخاصة بها. لبعض الوقت ، قبل دخول منطقة التغطية للمنشآت الأرضية ، يمكن أن تظل المحطة "غير مرئية". ومع ذلك ، بعد بضع دقائق ، أخذتها نقطة قياس الأرض لمرافقتها.
تم اقتراح تحديد المسافة إلى المركبة الفضائية وسرعة طيرانها باستخدام الإشعاع النبضي وجهاز الإرسال والاستقبال على متن الطائرة. بتردد 10 هرتز ، كان من المفترض أن ترسل محطة القياس الأرضية نبضات إلى المحطة. بعد أن تلقت الإشارة ، كان عليها الرد عليها على ترددها الخاص. بحلول الوقت الذي يستغرقه مرور إشارتين ، يمكن للآلات الآلية حساب المسافة إلى المحطة. قدمت هذه التقنية دقة مقبولة ، وعلاوة على ذلك ، لم تتطلب قدرة إرسال عالية بشكل غير مقبول ، كما هو الحال عند استخدام رادار قياسي مع إشارة عودة.
تم تخصيص قياس المسافة بين E-1 والقمر للمعدات الموجودة على متن الطائرة. يمكن أن تعود إشارات جهاز الإرسال الموجود على متن الطائرة ، المنعكسة من القمر الصناعي الأرضي ، إلى المحطة الأوتوماتيكية. على مسافات تقل عن 3-4 آلاف كيلومتر ، يمكنها بالفعل استقبالهم بثقة ونقلهم إلى المجمع الأرضي. على الأرض ، تم حساب البيانات اللازمة.
وضع المرافق الأرضية للمجمع
لقياس سرعة الطيران ، تم اقتراح استخدام تأثير دوبلر. عندما مر E-1 على طول أجزاء معينة من المسار ، كان على النظام الأرضي والمركبة الفضائية تبادل نبضات لاسلكية طويلة نسبيًا. عن طريق تغيير تردد الإشارة المستقبلة ، يمكن أن تحدد نقطة القياس سرعة طيران المحطة.
سمح نشر نقطة القياس بالقرب من بلدة سميز بالحصول على نتائج عالية جدًا. خلال الرحلة التي استغرقت 36 ساعة ، كان من المفترض أن تقع محطة E-1 في منطقة رؤية هذا الجسم ثلاث مرات. كانت المرحلة الأولى من التحكم مرتبطة بالجزء الأولي من القسم السلبي من المسار. في الوقت نفسه ، تم التخطيط لاستخدام معدات التحكم اللاسلكي. علاوة على ذلك ، تمت مراقبة الرحلة على مسافة 120-200 ألف كيلومتر من الأرض. وللمرة الثالثة عادت المحطة إلى منطقة الرؤية عندما حلقت على مسافة 320-400 ألف كيلومتر. تم التحكم في مرور الجهاز عبر القسمين الأخيرين بواسطة الرادار ووسائل القياس عن بعد.
تمت الموافقة على مشروع تصميم نظام المراقبة الراديوية في مدار الجسم E-1 في اليوم الأخير من شهر مايو 1958. سرعان ما بدأ تطوير وثائق التصميم ، وبعد ذلك بدأ إعداد المرافق الحالية لاستخدامها في مشروع جديد. وتجدر الإشارة إلى أنه لم يتم العثور على جميع الهوائيات المتاحة في القرم لتكون مناسبة للاستخدام في برنامج لونا. كان لابد من تجهيز بعض أعمدة الهوائي بألواح قماشية كبيرة الحجم جديدة تمامًا. أدى هذا إلى حد ما إلى تعقيد المشروع وتحويل توقيت تنفيذه ، ولكنه مع ذلك جعل من الممكن الحصول على النتائج المرجوة.
تم الإطلاق الأول لمركبة الإطلاق 8K72 Vostok-L مع المركبة الفضائية E-1 رقم 1 على متنها في 23 سبتمبر 1958. في الثانية 87 من الرحلة ، حتى قبل الانتهاء من المرحلة الأولى ، انهار الصاروخ. انتهت عمليات الإطلاق في 11 أكتوبر و 4 ديسمبر أيضًا بحادث. فقط في 4 يناير 1959 ، كان من الممكن إطلاق جهاز E-1 رقم 4 بنجاح ، والذي حصل أيضًا على تسمية "Luna-1". ومع ذلك ، لم تكتمل مهمة الرحلة بالكامل. بسبب خطأ في إعداد برنامج الرحلة ، قطعت المركبة الفضائية مسافة كبيرة من القمر.
وفقًا لنتائج إطلاق الجهاز الرابع ، تمت مراجعة المشروع ، والآن تم تقديم منتجات E-1A إلى البداية. في يونيو 1959 ، ماتت إحدى هذه المحطات مع صاروخ. في أوائل سبتمبر ، جرت عدة محاولات فاشلة لإطلاق مركبة الإطلاق التالية بمركبة سلسلة Luna.تم إلغاء عدد من عمليات الإطلاق على مدار عدة أيام ، ثم تمت إزالة الصاروخ من منصة الإطلاق.
خيار آخر لنشر أنظمة الرادار
أخيرًا ، في 12 سبتمبر 1959 ، دخلت المركبة الفضائية 7 ، المعروفة أيضًا باسم Luna-2 ، مسارها المحسوب بنجاح. في الوقت المقدر مساء يوم 13 سبتمبر ، سقط على القمر ، في الجزء الغربي من بحر الأمطار. سرعان ما اصطدمت المرحلة الثالثة من مركبة الإطلاق بالقمر الطبيعي للأرض. لأول مرة في التاريخ ، ظهر منتج من أصل أرضي على سطح القمر. بالإضافة إلى ذلك ، تم تسليم شعارات معدنية تحمل شعار الاتحاد السوفيتي إلى سطح القمر الصناعي. نظرًا لعدم توقع الهبوط الناعم ، تم تدمير المحطة الآلية بين الكواكب ، وتناثرت شظاياها ، جنبًا إلى جنب مع الشعارات المعدنية ، على التضاريس.
بعد الهبوط الصعب الناجح للمحطة على القمر ، تم إلغاء عمليات إطلاق أخرى للمركبة الفضائية E-1A. سمح الحصول على النتائج المرجوة لصناعة الفضاء السوفيتية بمواصلة العمل والبدء في إنشاء أنظمة بحث أكثر تقدمًا.
نظام المراقبة الراديوية لمدار الجسم E-1 ، المصمم خصيصًا للعمل مع المحطات الأوتوماتيكية ، كان قادرًا على العمل مرتين فقط كجزء من برنامج البحث الأول وفقًا لجدول الموظفين. اجتازت المركبات E-1 رقم 4 و E-1A رقم 7 على طول المسار. في نفس الوقت ، انحرف الأول عن المسار المحسوب وغاب عن القمر ، والثاني ضرب الهدف بنجاح. بقدر ما هو معروف ، لم تكن هناك شكاوى حول تشغيل مرافق التحكم الأرضية.
كان لإنجاز العمل على موضوع E-1 وإطلاق مشاريع بحثية جديدة تأثير معين على المرافق الخاصة في سيميز. في المستقبل ، تم تحديثها وصقلها مرارًا وتكرارًا وفقًا لأحدث إنجازات الصناعة الإلكترونية الراديوية ومع مراعاة المتطلبات الجديدة. كفلت نقطة القياس عددًا من الدراسات وعمليات إطلاق بعض المركبات الفضائية. وهكذا ، قدم مساهمة كبيرة في استكشاف الفضاء الخارجي.
حتى الآن ، تمت دراسة التاريخ المبكر لبرنامج الفضاء السوفيتي جيدًا إلى حد ما. تم نشر العديد من الوثائق والحقائق والمذكرات والمعروفة. ومع ذلك ، لا تزال بعض المواد المثيرة للاهتمام مصنفة ومن وقت لآخر تصبح عامة. هذه المرة ، قامت إحدى مؤسسات صناعة الفضاء بمشاركة البيانات حول التصميم الأولي لمجمع التحكم والقياس المحلي الأول المصمم للعمل مع المحطات بين الكواكب. نأمل أن يصبح هذا تقليدًا وستشارك الصناعة المستندات الجديدة قريبًا.
