Die öffentliche Wahrnehmung der Geschichte ist eine verständliche Folge bemerkenswerter Ereignisse, die seit der Schule in den Köpfen der Menschen verankert sind. In diesem Sinne ist die Geschichte der Weltraumforschung der UdSSR ein Satellit, Gagarins Flug und eine Reihe verschiedener automatischer Raumstationen, die zu einem Epos verschmelzen. Die auffälligsten Kapitel sind Fotos der anderen Seite des Mondes, Mondrover und Landungen auf der Venus. Wir schlagen vor, über diese Wahrnehmung hinauszugehen und bekannte Ereignisse von innen mit den Augen sowjetischer Ingenieure zu betrachten, die vor genau 60 Jahren die erste Kommunikationslinie in der Geschichte der Menschheit mit Raumfahrzeugen geschaffen haben, die zum Mond fliegen. Das Archivdokument „Entwurf des Systems zur Funküberwachung der Umlaufbahn des Objekts„ E-1 “wird erstmals veröffentlicht und uns von der Holding" Russian Space Systems "(RCS) zur Verfügung gestellt.
Mehrere Generationen von Mitarbeitern des Unternehmens, das früher NII-885 hieß, hinterließen auf den ersten Seiten Spuren und forderten, das Original nicht zu zerstören und für die Geschichte aufzubewahren. Und jetzt ist die Zeit für dieses Dokument gekommen.
"E-1" ist der Index, der vom Special Design Bureau Nr. 1 (OKB-1) den Stationen zugewiesen wurde, die als erste zum Mond fahren sollten. Sergey Korolev schlug 1957 kurz nach dem Start des ersten Satelliten das Monderkundungsprogramm vor. Die Ereignisse entwickelten sich dann sehr schnell: Weniger als ein Jahr nach Sputnik-1 hatte die UdSSR bereits den ersten Versuch unternommen, den Apparat zum Mond zu bringen.
Nur sechs Monate vergingen von der Regierungsverordnung über die Schaffung einer Mondstation und einer dreistufigen 8K72-Rakete auf der Basis der R-7-Rakete bis zum ersten Versuch, die E-1 zu starten. Wissenschaftler und Ingenieure arbeiteten unter konstantem Zeitdruck.
Die Größe und Form der Fahrzeuge der E-1-Serie ähnelten denen des ersten Erdsatelliten. Ihre Aufgabe war es einfach, zum Mond zu "gelangen" und unterwegs Informationen über Radioaktivität, Magnetfelder und die Gaskomponente interplanetarer Materie zu sammeln. Dies warf mehrere sehr komplexe Aufgaben gleichzeitig auf, von denen die wichtigste die Schaffung einer Weltraumrakete und die Entwicklung ihrer Kontrolle über große Entfernungen war. Ihre Lösung sollte sowjetischen Wissenschaftlern die notwendige Erfahrung für die weitere Untersuchung der Planeten des Sonnensystems geben. Die Begeisterung war enorm, aber aus technischer Sicht schien die Aufgabe Ende der 1950er Jahre fast fantastisch:
"Die Bestimmung der Parameter der Raketenbewegung und die Übertragung von Informationen von ihr zur Erde muss in Entfernungen erfolgen, die zwei Größenordnungen größer sind als die Entfernungen, für die ähnliche Systeme bisher in der Jet-Technologie und in anderen verwandten Bereichen entwickelt wurden."
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Der Schlüssel und eine der schwierigsten technischen Aufgaben dieser Mission war das rechtzeitige Abstellen der Motoren. Die Wahl des richtigen Drehmoments hing von der Genauigkeit der Drehzahlbestimmung ab. Ein Fehler in seiner Bestimmung von nur einem Meter pro Sekunde lenkte die Flugbahn um 250 Kilometer ab. Es war notwendig, die Rakete zu einem genau definierten Zeitpunkt zu starten, ihre Flugbahn und Geschwindigkeit sehr genau zu steuern und den Befehl zu erteilen, die Triebwerke zum richtigen Zeitpunkt abzustellen.
So beschreibt es Boris Chertok in seinem Buch "Rockets and People":
„Mögliche Fehler des autonomen Systems beim Abschalten der Motoren der zweiten Stufe - vom Integrator der Längsbeschleunigungen - haben die zulässigen überschritten. Daher wurde von Anfang an beschlossen, den Motor durch Funksteuerung abzustellen, indem Geschwindigkeit und Koordinaten gemessen wurden."
Ein abgeschnittener Reflektor der FIAN-Krim-Expedition.
Die extreme Komplexität der Lösung dieses Problems wird im Entwurfsentwurf des E-1 Object Orbit Radio Monitoring Systems angegeben:
"Ein solch komplexes Problem kann in relativ kurzer Zeit nur in Kombination mit einem Funksteuerungssystem gelöst werden, das am Ende des aktiven Abschnitts der Flugbahn die Messung von sechs Bewegungsparametern mit einer Genauigkeit sicherstellen muss, die ausreicht, um das Problem des Auftreffens auf den Mond zu lösen."
Den Ingenieuren zufolge war es unmöglich, die Genauigkeit der Bestimmung der Bewegungsparameter beizubehalten, die ursprünglich beibehalten werden sollten, aber die Genauigkeit hätte ausreichen müssen, um den Mond zu treffen. Darüber hinaus sollte die Luft-Boden-Funkverbindung Signale von den an Bord der E-1 installierten Telemetriesystemen RTS-12A (im aktiven Teil der Flugbahn) und RTS-12B (im passiven Teil der Flugbahn) übertragen.
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Die Schwierigkeit bei der Herstellung einer Funkverbindung, die direkt in dem von den Entwicklern als "schwächste Verbindung" E-1 "bezeichneten Dokument enthalten ist, bestand in dem Fehler bei der Signalübertragung durch die Erdatmosphäre, der die Bestimmung der Koordinaten und der Geschwindigkeit des Objekts beeinflusste. Dieses Problem ist immer noch relevant, insbesondere für Satellitennavigationssysteme, und Ende der 1950er Jahre begann seine Lösung gerade erst.
Das Modell der automatischen interplanetaren Station "Luna-3" wurde am 4. Oktober 1959 gestartet und übertrug erstmals ein Bild der anderen Seite des Mondes auf die Erde.
Aber es wurde noch schlimmer, als sie sich dem Mond näherten. Wenn die Auswirkungen des Einflusses der Erdatmosphäre und des Magnetfelds auf Radiowellen zumindest bekannt wären, dann wüsste niemand, was vom Mond zu erwarten ist:
"Wenn das Objekt" E-1 "in unmittelbarer Nähe zum Mond vorbeikommt, können aufgrund der Ionosphäre des Mondes, deren Existenz angenommen werden sollte, zusätzliche Fehler bei Funkmessungen seiner Koordinaten und Geschwindigkeit auftreten."
Der erste überzeugende Beweis für die Existenz der Ionosphäre um den Mond wurde in den 1970er Jahren von den sowjetischen Raumschiffen Luna 19 und Luna 22 erbracht.
Die Zusammensetzung des Mondbodens war sehr ungefähr bekannt:
„Bei der Berechnung der Werte des Reflexionskoeffizienten und der Verstärkung in Richtung des klingenden Funksenders aufgrund der Unregelmäßigkeiten der Mondoberfläche ist es erforderlich, die chemische Zusammensetzung und Struktur der Mondoberfläche zu kennen. In der Literatur ist die häufigste Meinung, dass die Mondoberfläche aus festen Vulkangesteinen besteht, deren Zusammensetzung der der Erde ähnelt und die mit einer etwa mehrere Millimeter dicken Staubschicht bedeckt sind. Ein experimenteller Test einer solchen Struktur wurde unter terrestrischen Bedingungen durchgeführt."
Kontakt
Um die E-1-Mission durchführen zu können, musste die Funkverbindung mit dem Gerät in einer Entfernung von Hunderttausenden von Kilometern aufrechterhalten werden. Dies erforderte leistungsstarke terrestrische Sende- und Empfangsantennen mit einer effektiven Fläche von mindestens 400 Quadratmetern. Zu dieser Zeit gab es keine speziell für diese Zwecke entwickelten Antennen, geschweige denn Kommunikationssysteme, und sowjetische Wissenschaftler improvisierten. Zunächst musste ich zugeben, dass die Ausrüstung, die ich zur Erfüllung der Aufgabe haben möchte, nicht und nicht sein wird:
„Eine solche effektive Fläche besitzt ein Parabolreflektor mit einem Durchmesser von mindestens 30 Metern. Derzeit haben wir keine Betriebsantennen mit solchen Parametern. Es ist auch unmöglich, solche Antennen und insbesondere rotierende Vorrichtungen in Azimut und Höhe für sie innerhalb des für die E-1-Anlage vorgesehenen Zeitrahmens zu entwickeln und herzustellen. In dieser Hinsicht ist es notwendig, eine kompromisslose technische Lösung zu finden. Derzeit stellt die heimische Industrie keine rotierenden Geräte her, die die Rotation von 12 mal 12 Antennen in Azimut und Höhe ermöglichen. Bei einem begrenzten Zeitraum für die Entwicklung und Herstellung von Erdantennen ist es daher ratsam, rotierende Geräte von erfassten Radarstationen "Big Würzburg" oder SCR-627 zu verwenden.
Parabolreflektor mit einem Durchmesser von 7,5 Metern vom erfassten Radar "Großwürzburg".
"Big Würzburg" - Leitstationen für Kampfflugzeuge, die zusammen mit einer vollständigen Konstruktionsdokumentation von sowjetischen Spezialisten aus Deutschland herausgenommen wurden. Das amerikanische Radar SCR-627 mit einer Leistung von 225 Kilowatt wurde während des Großen Vaterländischen Krieges im Rahmen von Lend-Lease an die UdSSR geliefert. Beide Antennen erforderten erhebliche Verbesserungen.
Gleichzeitig wurde ein sehr wichtiges Problem für das nördliche Land mit der Platzierung eines neuen Komplexes gelöst. Es war notwendig, den Punkt mit der maximalen Höhe des Objekts "E-1" über dem Horizont zu wählen. Der südliche Teil des europäischen Territoriums der UdSSR war für diese Anforderung geeignet. Die Krim-Expedition von FIAN in der Stadt Simeiz wurde ausgewählt. Es gab bereits zwei Reflektoren mit einer effektiven Fläche von 70 bzw. 120 Quadratmetern und einen Parabolreflektor des erfassten Big Würzburg-Radars, auf dessen rotierendes Gerät eine neue Antenne angebracht werden konnte (die darauf installierte Antenne mit einem Durchmesser von 7 Metern wurde als unzureichend angesehen):
Installationsdiagramme der Bodenstation zum Empfangen und Senden von Informationen an "E-1".
„Die reale Möglichkeit, vorgefertigte radioastronomische Antennengeräte des Physikalischen Instituts der Akademie der Wissenschaften im Bereich der Stadt Simeiz (Krim) mit einigen Änderungen zu verwenden, ermöglicht es, dort einen Messpunkt zu platzieren. In diesem Fall überwachen Funkmittel drei Abschnitte des passiven Teils der Flugbahn: den Anfang - gemäß dem Funksteuerungssystem, den mittleren - 12 + 200.000 Kilometer und das Ende - 320 + 400.000 Kilometer gemäß den Messungen des Funküberwachungssystems. Die Geräte zur Messung von Reichweite, Geschwindigkeit und Telemetrie, deren Antennen auf der Basis von Drehgeräten wie "Big Würzburg" und SCR-627 hergestellt werden, befinden sich auf dem Berg Koshka.
Der empfangende Teil der Bodenausrüstung sollte dauerhaft montiert werden, und der sendende Teil sollte auf dem Fahrgestell eines ZIL-151-Fahrzeugs platziert werden.
Installationsdiagramme der Bodenstation zum Empfangen und Senden von Informationen an "E-1". Der Empfangs- und Aufzeichnungsteil der Bodenausrüstung wurde dauerhaft montiert, und die Sendevorrichtungen - auf dem Fahrgestell eines ZIL-151.
In der UdSSR erschien der erste Kommunikationspunkt in der Geschichte der Menschheit mit einer interplanetaren Raumstation, die bis zur Schaffung eines neuen Weltraumkommunikationszentrums in der Nähe von Evpatoria die wichtigste war. In Simeiz erfuhren sie vom Fall des ersten künstlichen Apparats auf dem Mond und erhielten das erste Foto von der anderen Seite des Mondes.
Den Mond erreichen Der erste "Mond", wie seine Schöpfer "E-1" nannten, hatte nicht einmal Namen, nur einen Index. Nur zwei der sieben Fahrzeuge haben einen Platz in der Geschichte erhalten, diejenigen, die es geschafft haben, den Mond zu erreichen. Luna 1 (der vierte Versuch, E-1 zu starten) fand 6.000 Kilometer vom Mond entfernt statt. Bei der Ausgabe des Befehls zum Abschalten des Motors der dritten Stufe (Block "E"), der von der Erde ausgegeben wurde, wurde der Zeitpunkt des Signaldurchgangs vom Kommandoposten zur Station nicht berücksichtigt.
Drehvorrichtung vom Typ "627" mit einem darauf installierten 10x6-Meter-In-Phase-Riemen.
Trotzdem war es ein großer Erfolg für die UdSSR, die auf der ganzen Welt gefeiert wurde, aber die Macher der Funklinie waren unglücklich: Die Funksteuerung funktionierte nicht perfekt und traf den Mond nicht. Was passiert ist, wurde von Boris Chertok perfekt beschrieben:
„Aber das Radioteam war zu spät! Dann stellten sie natürlich fest, dass die Bodenfunkstationen - RUPs - schuld waren. Die dritte Stufe traf zusammen mit dem Mondcontainer und dem Wimpel nicht auf den Mond, der Fehlschlag betrug 6.000 Kilometer - ungefähr das Eineinhalbfache des Monddurchmessers. Die Rakete trat in ihre unabhängige Umlaufbahn um die Sonne ein, wurde zum Satelliten und zum weltweit ersten künstlichen Planeten des Sonnensystems. Der Start im Januar war für uns alle eine sehr gute Probe- und Trainingseinheit. Die Arbeit der dritten Stufe wurde zum ersten Mal vollständig getestet. Es erwies sich als sehr nützlich, das Funkkommunikationssystem zu überprüfen, die Telemetrie des Containers zu empfangen, die Ergebnisse der operativen Bestimmung seiner Koordinaten zu verarbeiten und das Zusammenspiel des Komplexes von Messinstrumenten, des Orbit Control Service und der Rechenzentren herzustellen. Alle Bordausrüstung funktionierte gut."
Abgeschnittener Parabolreflektor der FIAN-Krim-Expedition.
Die vom Gerät übertragenen Daten ermöglichten es, das Fehlen eines Magnetfelds auf dem Mond festzustellen, das Strahlungsniveau zu messen und die Parameter des Sonnenwinds zu untersuchen. Der Bordfunkkomplex übertrug Signale zur Erde, bis er mehr als 500.000 Kilometer entfernt war, und verstummte erst, als die Batterien vollständig leer waren: 62 Stunden nach dem Start, obwohl sie nur für 40 Stunden ausgelegt waren.
Dies war jedoch kein vollständiger Erfolg. Die Führung der UdSSR forderte, dass die ersten vor den Amerikanern an die Oberfläche des Mondes gelangen. Dies wurde zum dafür am besten geeigneten politischen Zeitpunkt erreicht - während Chruschtschows Besuch in den Vereinigten Staaten im September 1959.
Dieser Zufall war jedoch eher ein Unfall. Insgesamt startete die UdSSR im Jahr zuvor sechs Stationen in Richtung Mond. In vier Fällen ereigneten sich Unfälle in den ersten fünf Minuten des Trägerraketenfluges.
Das Gerät "Luna-2".
Ein weiterer Start fand nicht statt, da ein fehlerhaftes Startfahrzeug von der Startrampe entfernt wurde. Aber im September war der Start erfolgreich und genau zum festgelegten Zeitpunkt (nur 1 Sekunde später als geplant). Alle Systeme funktionierten einwandfrei und am 14. September um 00:02:24 Uhr wurden alle Signale an der Station in Simeiz und an den Telemetriestationen von Baikonur abrupt abgeschaltet - Luna-2 stürzte in den Erdsatelliten.
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Wir laden Sie ein, die elektronische Version des Dokuments durchzublättern und den Geist der sowjetischen Ingenieure der Mitte des letzten Jahrhunderts zu spüren, die mit viel weniger Ressourcen und Fähigkeiten als ihre amerikanischen Kollegen den ersten Teil des Mondrennens gewinnen konnten.
Verfasser: Vladimir Koryagin
