Category: космос

О двух важных космических событиях, между которыми 60 лет

7 октября 1959 года, ровно 60 лет назад человечество впервые увидело, как выглядит обратная сторона Луны. Советский межпланетный космический корабль «Луна-3»  прислал снимки с обратной поверхности спутника Земли.

Космический аппарат был запущен 4 октября 1959 года и вот, как он выглядел

Конечная масса последней ступени ракеты-носителя «Восток-Л» с «Луной-3» составляла 1553 кГ Масса научной и измерительной аппаратуры с источниками питания — 435 кГ. Масса аппарата «Луна-3»: 278,5 кГ. Космический аппарат имел следующие системы: радиотехническую, телеметрическую, фототелеметрическую для ориентации относительно Солнца и Луны, энергетическую (с солнечными батареями), систему терморегулирования и комплекс научной аппаратуры, включая фотолабораторию.
7 октября 1959 года во время 40-минутного сеанса фотографирования, в начале которого станция находилась на расстоянии 66800 км,  двумя объективами — с фокусным расстоянием 200 мм и 500 мм  была заснята поверхность Луны,  невидимая с Земли. Изображения, после проявления плёнки на борту, были переданы с помощью фототелевизионной системы на Землю. Полученные снимки обеспечили Советскому Союзу приоритет в наименовании объектов на поверхности Луны, на карте появились кратеры Циолковский, Джордано Бруно, Менделеев, Склодовская-Кюри и другие, а также лунные Море Мечты и Море Москвы. В очередной раз было продемонстрировано первенство СССР в космических исследованиях.

И вот прошло 60 лет. 3 января 2019 года человечество теперь уже впервые увидело, как выглядит вблизи обратная сторона Луны. Китайский зонд "Чанъэ-4" успешно совершил прилунение и прислал снимки с поверхности спутника Земли. Первые фотографии обратной стороны Луны опубликовало в интернете Китайское национальное космическое управление (CNSA). Как сообщает CNSA, после посадки зонд развернул антенны и задействовал съемочную аппаратуру.

В 11:40 по пекинскому времени одна из камер запечатлела первое в истории человечества изображение крупным планом поверхности обратной стороны Луны и отправила его на Землю.
Как отмечают в CNSA, коммунистический Китай осуществил первую мягкую посадку аппарата, созданного человеком, на обратной стороне Луны. Была  установлена, при этом связь с Землей, открыв тем самым новую главу в исследовании естественного спутника нашей планеты. Это особенно важно, поскольку ученые считают обратную сторону Луны более древней, а место посадки "Чанъэ-4" - перспективным для изучения ранней истории как самой Луны, так и всей Солнечной системы.

30 лет успешному полету орбитального корабля «Буран»

Как-то так получилось, что 110 летний юбилей со дня рождения в мае этого года академика, члена Совета главных конструкторов ракетной и ракетно-космической техники, возглавляемого С. П. Королёвым, дважды Героя Социалистического Труда, Лауреата Ленинской премии Николая Алексеевича Пилюгина не был отмечен на государственном уровне.

Пилюгин Николай Алексеевич (1908-1982 гг.)

И вот сегодня в день 30летия успешного полета орбитального корабля «Буран», в котором бортовой компьютер космического челнока был разработан в НИИ автоматики и приборостроения (НИИАП), возглавлявшийся Н.А. Пилюгиным, я решил объединить эти две важные исторические даты. Именно в этом НИИ под руководством Н. А. Пилюгина (1963—1982) создавались инерциальные системы управления для боевых ракетных комплексов, ракет-носителей и космических аппаратов. Наиболее сложная задача была решена в НИИАП при  создании орбитального корабля «Буран» в соответствии с его назначением, сформулированным в тактико-техническом задании на разработку многоразовой космической системы «Энергия–Буран», утвержденном министром обороны СССР Д. Ф. Устиновым 8 ноября 1976 года. «Буран» предназначался для:
1.Комплексного противодействия мероприятиям вероятного противника по расширению использования космического пространства в военных целях.
2.Решения целевых задач в интересах обороны, народного хозяйства и науки.
3.Проведения военно-прикладных исследований и экспериментов в обеспечение создания больших космических систем с использованием оружия на известных и новых физических принципах.
4.Выведения на орбиты, обслуживание на них и возвращение на землю космических аппаратов, космонавтов и грузов.


О сложности решаемой задачи говорит хотя бы следующее требование при разработке систем управления орбитального корабля, которая обеспечивала совместную работу и анализ информации о множестве различных физических параметров, передаваемых от измерительных датчиков, систем контроля и диагностики, определяя неисправности и переходя на резервные режимы работы. Особое требование к повышенной надежности предъявлялось управляющей бортовой цифровой вычислительной машине (БЦВМ) «Бисер-4». По этой причине БЦВМ «Бисер-4» представляла собой четыре устройства, в виде отдельных вычислительных каналов, аппаратно синхронизируемые от пятикратно резервированного кварцевого генератора частотой 4МГц. С выходов 4 вычислительных каналов данные подавались на компаратор, на котором они  непрерывно сравнивались, что позволяло выявить неисправный канал. БЦВМ «Бисер-4» при весе в 33,6 кг. имела следующие характеристики:
1. Производительность, тысяч операций в секунду - 370
2. Число команд микропроцессора - 74
3. Емкость 32 разрядного ОЗУ  -  131072
4.  Емкость 32 разрядного ПЗУ  -  16384
5. Логический код обмена информацией с абонентами: последовательный , 36 – разрядные кодограммы
6.  Число линий связи подключения абонентов - 21
7. Тактовая частота обмена информацией с абонентами, МГц -  0,25
8. Энергопотребление, Вт -  270
9. Напряжение литания, В -  27
13. Температурный диапазон (градусы по Цельсию) от -10 до +50
В качестве микропроцессоров в БЦВМ били использованы отечественные БИС серии 582, изготовленные на Воронежском заводе полупроводниковых приборов (ВЗПП).

Большой объем программ, значительно превышающих объем ОЗУ «Бисер-4»  реализовался с помощью перезагрузки ОЗУ с магнитофона. С самого начала разработок БЦВМ, в стойке, в которой размещалась бортовая аппаратура «Бурана» были предусмотрены 8 мест, для размещения 8 БЦВМ типа «Бисер-4».
Разработка и отладка программного обеспечения БЦВМ «Бурана»  считались одной из наиболее сложных задач. Программное обеспечение создавалось в НИИАП  и в Институте  прикладной математики им. М. В. Келдыша. Для разработки бортового программного обеспечения был создан специализированный язык ДРАКОН который расшифровывается так - Дружелюбный Русский Алгоритмический Который  Обеспечивает Наглядность. (см http://tvroscosmos.ru/frm/vestidata/2008/vesti17_5_8_2.php ).

Наивысшим российским достижением  в области радиоуправления является запуск, полет и автоматическая посадка - советского крылатого орбитального корабля многоразового использования.  Система управления ОК включала в себя БЦВК с радиальной системой связи с периферийными абонентами и комплекс командных приборов. В состав БЦВК входили две идентичные по структуре и оборудованию вычислительные системы: центральная (ЦВС) и периферийная (ПВС), каждая из которых включала в себя четыре бортовые цифровые вычислительные машины, работающие синхронно по одинаковым программам, фактически резервирующие друг друга и представляющие четыре параллельных канала, на выходе каждого из которых имелась встроенная резервированная схема сравнения, контролирующая команды, выдаваемые абонентам. В создании этой уникальной космической системы было задействовано большое количество научных и производственных коллективов. Работы над многоразовым орбитальным кораблем были начаты в рамках подготовки «Комплексной программы НПО «Энергия». Создание по техническому заданию НПО «Энергия» несущей конструкции корабля - его планера, разработка всех средств спуска в атмосфере и посадки, в том числе тепловой защиты и бортовых систем, изготовление и сборка планера, создание наземных средств его подготовки и испытаний, а также воздушная транспортировка планера, корабля и ракетных блоков были поручены специально созданному для этих целей НПО «Молния» и Тушинскому машиностроительному заводу (ТМЗ). С исключительной энергией и с большим энтузиазмом, опираясь практически на вновь созданный коллектив, вел работы по кораблю «Буран» генеральный директор и главный конструктор НПО «Молния» Г.Е. Лозино-Лозинский (1910-2001).

Его ближайшим помощником был первый заместитель генерального директора и главный конструктор Г.П.Дементьев. Большой вклад в создание планера корабля «Буран» внесли директор ТМЗ С.Г.Арутюнов и его заместитель И.К.Зверев. Кроме того,  в  создании орбитального корабля принимали участие большое число отечественных предприятий. Отметим лишь некоторые:
НПО АП (Н.А.Пилюгин, В.А.Лапыгин) - система управления;
НИИ КП (Л.И.Гусев, М.С.Рязанский) - радиокомплекс;
НПО ИТ (О.А.Сулимов) - телеметрические системы;
НПО ТП (А.С.Моргулев, В.В.Сусленников) - система сближения и стыковки;
МНИИ РС (В.И.Мещеряков) - системы связи;
ВНИИ РА (Г.Н.Громов) - система измерения параметров движения при посадке;
МОКБ "Марс" (А.С.Сыров) - алгоритмы участка спуска и посадки;
ЛИИ (А.Д.Миронов, К.К.Васильченко) - летающие лаборатории, горизонтальные летные испытания;
ИПМ РАН (А.Е.Охоцимский) - средства разработки и отладки математического обеспечения;
Уральский электрохимический комбинат (А.И.Савчук, В.Ф.Корнилов) - электрохимический генератор;
Уральский электрохимический завод (А.А.Соловьев, Л.М.Кузнецов) - автоматика электрохимического генератора; И многие и многие другие.

Первый и, к сожалению, единственный беспилотный полет ОК «Буран» был запланирован непродолжительным: два витка, или 206 минут полета. В грузовом отсеке корабля в качестве полезной нагрузки размещался блок дополнительных приборов с телеметрической аппаратурой и дополнительными аккумуляторами. В соответствии с его задачами и программой были задействованы состав и режимы работы бортовых и наземных систем (см. https://www.youtube.com/watch?v=EiSB-ivQiy8&feature=youtu.be)

Наземный комплекс управления, мозговым центром которого является ЦУП, в первом полете ОК «Буран» задействовал шесть наземных станций слежения, четыре плавучие станции и систему связи и передачи данных, состоящую из сети наземных и спутниковых широкополосных и телефонных каналов связи.
В 6 часов 00 минут по московскому времени МРКК «Энергия-Буран» отрывается от стартового стола и почти сразу же уходит в низкую облачность. Проходит 8 минут участка выведения. В 6 ч 08 минут 03 секунды завершается работа РН, и ОК «Буран» начинает первый самостоятельный полет. Высота над поверхностью Земли составляет около 150 км, и, как это предусмотрено баллистической схемой полета, выполняется довыведение ОК на орбиту собственными средствами. Первый маневр происходит в зоне связи наземных станций слежения, второй - над Тихим океаном. Передача телеметрической информации о втором маневре проходит по трассе «ОК - плавучая станция слежения в Тихом океане - стационарный спутник связи - ретрансляционная станция «Орбита» в Петропавловске-Камчатском - высокоэллиптический спутник связи - подмосковный ретрансляционный пункт – ЦУП» протяженностью более 120000 км. Правильность заданной ориентации ОК  подтверждается как принимаемой телеметрической информацией, так и «картинкой» с бортовой телекамеры, размещенной по продольной оси ОК за остеклением кабины. Четко работает командная радиолиния, исполняются передаваемые из ЦУП команды на управление телеметрической и телевизионной системами ОК. Проходит полтора часа полета, БЦВК рассчитывает и сообщает в ЦУП параметры тормозного маневра для схода с орбиты. В 9 часов 11 минут, когда ОК находился на высоте 50 км, стали поступать доклады: «Есть прием телеметрии!», «Есть обнаружение корабля средствами посадочных локаторов!», «Системы корабля работают нормально!». В этот момент он находился в 550 км от взлетно-посадочной полосы и, хотя его скорость уменьшилась, она все же в 10 раз превышала скорость звука. До посадки оставалось чуть больше 10 минут... И в 9 часов 24 минуты 42 секунды после выполнения орбитального полета и прохождения почти 8000 км в верхних слоях атмосферы, опережая всего на 1 секунду расчетное время, «Буран», борясь с сильным встречно-боковым ветром, мягко коснулся взлетно-посадочной полосы и после небольшого пробега в 9 часов 25 минут 24 секунд замер в ее центре. Над ним, прощаясь, пронесся самолет сопровождения... Необычно красивая, правильная и изящная посадка 80-тонного корабля! Просто не верится, что полет беспилотный. Кажется, что самый хороший летчик не смог бы посадить «Буран» лучше.
Осуществленная успешно система  «Энергия-Буран», опередившая свое время, доказала триумф  советской космонавтики и промышленности. Это был грандиозный проект. В его создании принимали участие 86 министерств и ведомств и 1286 предприятий СССР. Однако в политическом отношении советские ученные, инженеры и рабочие, создавшие уникальную систему «Энергия-Буран», все-таки опоздали с первым полетом космического челнока. В 1985 году к власти приходит Горбачев, который своим  политиканством и предательством  привел к разрушению отечественной промышленности и развалу СССР. Это  отразилось  и на крахе проекта «Энергия-Буран». С 1991 года эту систему перевели из Программы вооружений в Государственную космическую программу для решения народнохозяйственных задач. В 1992 уже полностью был собран второй экземпляр орбитального корабля, но запуск его не состоялся, потому, что наступили лихие девяностые. Проект был законсервирован, а в 2003 и вообще закрыт. Это стало трагедией для людей, посвятивших более 10-ти лет решению этой грандиозной задачи. Единственным утешением для них стало «межправительственное соглашение о стыковке корабля «Спейс Шаттл» со станцией «Мир» в июне 1995 года, наши инженеры использовали подготовленные технические материалы по стыковке корабля «Буран» со станцией «Мир». И хотя во время этой стыковки были подтверждены все технические решения по «Бурану», было обидно наблюдать, что стыковался не «Буран», а американский «Шаттл». Впрочем орбитальная станция «Мир» в 2001 году была  сведена с орбиты и затоплена в Тихом океане. А почти готовый «Буран» был в 2004 году  продан в технический музей немецкого города Зинсхайм.
Свой первый и единственный космический полет «Буран» совершил 15 ноября 1988 года, сделав два витка вокруг Земли, после чего произвел посадку в автоматическом режиме  с использованием бортового компьютера, в отличие от «Шаттла», который традиционно совершал последнюю стадию посадки на ручном управлении. Полет «Бурана» в космос и спуск его на Землю в автоматическом режиме под управлением бортового компьютера с отклонением от графика на секунду  и  с ювелирной точностью посадки с отклонением на 5 метров – это действительно триумф отечественной науки и техники. Тогда, тридцать лет назад, полет «Бурана» обсуждал весь мир и все газеты пестрели заголовками «Русское чудо». И этот первый и последний полет «Бурана» был занесен в книгу рекордов Гиннеса,  который до сих пор не побит ни американцами, ни китайцами. Что же касается России, то  завод, на котором в СССР собирался «Буран», в этом году был выставлен на «Авито», как банкрот  на продажу.


Сегодня имя Николая Алексеевича  Пилюгина носит ведущий российский разработчик и производитель систем управления ракетно-космической техникой «Научно-производственный центр автоматики и приборостроения» (бывший НИИАП).  Я не удивлюсь, если и этот НИИ после серьезной недавней неудачи по управлению запуском ракеты «Союз» в космос с космонавтами на борту обанкротят и продадут, как Тушинский машиностроительный завод.

60 лет назад был запущен первый в мире искусственный спутник Земли

4 октября 1957 года СССР вывел на орбиту Земли первый искусственный спутник. Спутник получил название ПС-1, а на орбиту его выводила ракета-носитель Р-7.

Сам спутник был небольшим, его диаметр составляет 58 сантиметров, а весил спутник 83,6 килограмма. ПС-1 оснастили четырьмя антеннами (благодаря которым он и получил свой узнаваемый внешний вид), с целью передачи сигналов. Он состоял из двух отполированных алюминиевых (вернее, использовался сплав алюминия) полусфер, которые были соединены между собой болтами. Края герметизировались резиновой прокладкой. Внутри спутника размещался блок питания (серебряно-цинковые аккумуляторы, вес которых составлял 50 килограммов), а также передатчик, вентилятор, система терморегулирования, различные датчики.
Практически сразу же после отделения спутника от второй ступени ракеты-носителя ПС-1 начал передавать сигнал, который был услышан не только специалистами, но и радиолюбителями практически всех стран. С этого момента и начался отсчет космической эры человечества. На этом сайте можно услышать звуки из космоса первой в мире рукотворной планеты https://ipleer.fm/artist/6799402-Pervyj_Iskusstvennyj_Sputnik_Zemli/

Радиопередатчик мощностью 1 Вт периодически излучал сигналы длительностью 0,4 с попеременно на волнах 7,5 и 15 м. Длительность сигналов изменялась при повышении (выше 50°С) или понижении (ниже 0°С) температуры и при падении давления ниже 0,35 кгс/см за счет срабатывания одного из контрольных термо или барореле, Температура в ПС-1 поддерживалась вентилятором, срабатывающим от термореле при температуре выше 23°С. Ниже приведена электрическая схема передатчика спутника, выполненного на лампах 2П19Б.

Передатчик для ИСЗ создавался в НИИ-885 (директор и главный конструктор тогда Рязанский М.С.), в лаборатории распространения радиоволн, которой руководил Константин Иосифович Грингауз, а непосредственно разработчиком был  молодой инженер Вячеслав Иванович Лаппо, работавший в лаборатории Грингауза.
В данном сообщении мне хотелось бы исправить одно недоразумение, которое многими авторами растиражировано в интернете о том, что передатчик первого советского спутника земли был собран на стержневых лампах. И даже журнал «Радио» допустил ошибку в публикации о передатчике первого  спутника земли, приведя его схему на трех лампах 2П19Б, назвав их стержневыми. (см. «Радио» 4, 2013г.).Так вот лампы 2П19Б имели  витые сетки и не являлись стержневыми.

В книге «Капля нашего мира» Ярослав Голованов пишет: «Вячеслав Иванович Лаппо - конструктор радиопередатчика ПС - вспоминает, как однажды Королев ночью пришел к нему в лабораторию и попросил дать послушать сигналы спутника. Лаппо объяснил, что давление и температура внутри спутника контролируются с помощью изменения длины радиопосылки. «Понимаете, если что случится, перед смертью он будет пищать по-другому», - сказал Лаппо. Королеву это очень понравилось. Он с удовольствием послушал сигналы «бип-бип»…
Первый в истории человечества спутник просуществовал как космическое тело сравнительно недолго - 92 суток, совершив 1440 оборотов вокруг Земли.  Но его эхо сигналов  слышно по сей день. Ведь это было началом великой эпохи  освоения космоса.

А вот как Голованов описывает ночь старта ракеты со спутником: «Стояла глухая осенняя ночь. Стартовая площадка освещалась прожекторами. Казалось, что это их жгучие лучи заставляют ракету слегка дымиться, - парил жидкий кислород. С наблюдательного пункта было видно, как вдруг исчез белый дымок: закрылись дренажные клапаны, начался наддув баков. И вот дрогнула темнота, где-то внизу забилось пламя, блеснуло на миг из бетонного канала, клубы дыма и пыли закрыли на секунду огнедышащий хвост ракеты, но вот она вырвалась и полетела вверх, заливая светом ночную степь. Спутник стартовал 4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут по московскому времени.
Радиостанция была оборудована в автофургоне, стоящем метрах в 800 от старта. В фургон набилась масса народа, все хотели услышать голос из космоса. У приемников и магнитофонов сидел Слава Лаппо, ждал сигнала. И вдруг услышал, сначала далекое, размытое, потом все более громкое, четкое: «бип-бип-бип...» Раздалось дружное «Ура!», заглушая радостный голос Рязанского, который кричал по телефону Королеву в командный бункер: «Есть! Есть сигнал!»...
Я вспоминаю как много народа выходило на улицы, тогда чтобы увидеть искусственную звездочку  перемещавшуюся по ночному небу. Я тогда жил в Сталинграде и видел, как  толпы людей собирались в центре города героя на главной площади Павших Борцов и когда кто-то первый восклицал об увиденном на небе спутнике все люди в едином и радостном порыве дружно кричали УРА!
Уже значительно позже, участвуя в испытаниях на полигоне в Кап. Яре мне приходилось видеть запуски ракет. Поэтому хочу привести несколько строк, написанных мною под впечатлением этих стартов, которые мне довелось наблюдать там. Когда многометровая громадина, удаляясь от земли превращается в светящуюся точку, можно было видеть на лицах всех причастных к этому чуду нескрываемую радость, восторг и смятение. Но главное - у всех ощущение необычного по остроте чувства гордости за нашу великую державу, за мощный интеллектуальный потенциал нашего народа. Я думаю, все со мной согласятся, что Космос – это не только техника, это еще и поэзия, и музыка.
Звучит орган - симфония страстей
Взрывает зал
Преображает все вокруг.
Звучит орган -
И мир наш очень мал,
Чтобы вместить ему волшебный этот звук.
Звучит орган - токката ре минор,
Я слушаю объятый страхом,
Что вдруг прервется эта ширь, этот простор,
Прервется музыка написанная Бахом.
Звучит орган - уже так много лет,
Но я не знаю звуков современнее чем эти.
Звучит орган - как гром ракет
В зарю стартующих с нашей планеты.
60 лет назад в космос был запущен первый в мире искусственный спутник Земли. Это был подвиг советского народа. После победы в Великой Отечественной войне прошло всего 12 лет. Но наша страна не только восстановила свою промышленность, но и добилась этого выдающегося мирового достижения. Слава советской науке, сумевшей возвестить всему человечеству о начале новой космической эры.
С праздником, коллеги!