Малые трудяги

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ

История запуска первого международного спутника "Интеркосмос-1"

Гелий Протасов    

"Малыши" на орбите

Прошло 36 лет со времени запуска в Советском Союзе первого интернационального спутника “Интеркосмос-1” типа “ДС”. В разработке научной аппаратуры для него принимали участие страны - члены СЭВ во главе с Советским Союзом.

В подготовке запуска и управлении этим спутником мне, как ведущему инженеру, пришлось принимать непосредственное участие. Это было до некоторой степени драматическое событие. Как в русской пословице - первый блин вышел комом, и этот ком пришелся почти полностью на мою голову. Теперь можно подробно рассказать об этом случае.

В то время я служил в Командном измерительном комплексе (КИКе) и участвовал в запуске и управлении беспилотными спутниками военного и научного назначения на полигонах Капустин Яр и Байконур.

В состав КИКа входил ряд научных (наземных) радиотелеметрических измерительных пунктов (НИПов), расположенных на территории СССР вдоль траектории полета спутника. Они были оснащены радиотехническими средствами для приема и обработки телеметрической информации о состоянии бортовых систем спутника, измерении параметров его орбиты и выдачи радиокоманд управления работой бортовых систем. На НИПах также могли устанавливаться дополнительные радиотехнические средства для приема специальной информации, ради которой запускался спутник. Такую информацию могли принимать и передавать и из других точек земного шара, находящихся вдоль орбиты полета спутника, со специально оборудованных судов. Время получения информации задавалось как работой бортового программного устройства, так и по команде с Земли. Особое значение эта информация имела при управлении и посадке пилотируемых спутников. Кроме того, телеметрическая информация со спутника могла приниматься на специально оборудованных морских судах, оперативно входящих в состав КИКа.

Спутник “Болгария-1300” дает представление, как выглядел “Интеркосмос-1”

Спутники типа “ДС” были разработаны одним из соратников академика С. П. Королева, Героем Социалистического труда В. М. Ковтуненко в ОКБ “Южное”, находящемся в Днепропетровске. Они создавались по заказу Академии наук СССР и предназначались для исследования различных физических процессов, происходящих на Земле, в атмосфере Земли, на Солнце, а также для изучения других явлений в космическом пространстве. Кроме того, на них проводилось испытание отдельных систем бортовой аппаратуры спутников. Ввиду сравнительно небольших размеров и массы спутников управленцы КИКа называли их неофициально “малышами”, или “малыми трудягами”. По сравнению с тяжелыми спутниками они запускались двухступенчатой ракетой разработки ОКБ “Южное” типа Р-16.

Для обеспечения энергопитания бортовых систем на спутнике устанавливались аккумуляторные батареи, которые во время полета подзаряжались от солнечных батарей. В зависимости от конструкции спутника и задач научного эксперимента панели солнечных батарей могли с помощью системы стабилизации ориентироваться на Солнце. Стабилизация осуществлялась с использованием гироскопической системы ориентации. При этом обычно спутник имел цилиндрическую форму. Такая конструкция и схема энергопитания была и у “Интеркосмоса-1”. В других случаях солнечные батареи располагались по всей поверхности спутника и система ориентации у них отсутствовала. При этом спутник имел шарообразную форму.

В зависимости от назначения спутника на них устанавливались различные научные и служебные приборы - ионные ловушки, магнитометры, счетчики Гейгера, инфракрасные датчики и т. д. Информация с них передавалась с помощью телеметрической аппаратуры “Трал-П”, записывающей ее на фотопленках наземных приборов НИПов.

Чтобы получить такую информацию, необходимо было проявить пленки и произвести дешифровку сигналов, а затем по линиям связи с НИПами передать полученные параметры в группу управления. На это уходило много времени. Позднее такая система была заменена более современной РТС-9, исключающей обработку фотопленок, но тем не менее дефицит времени на дешифровку сигналов и передачу информации остался. Особенно это сказывалось при принятии решений по управлению спутником в случае возникновения неисправностей в работе бортовых систем или наземных средств НИПов.

В настоящее время телеметрическая информация с НИПов передается в группу управления с помощью ЭВМ в режиме непосредственного приема сигнала со спутника. Это значительно сократило общее время принятия решений при аварийных ситуациях.

Цифровое кодирование

Управление “Интеркосмосом-1”, как и другими спутниками, проводилось с помощью радиокомандных, орбитальных и телеметрических средств НИПов КИКа. По радиокомандам или в соответствии с бортовой программой спутника происходило включение или выключение его систем.

Для сокращения времени дешифровки поступающей информации и принятия дальнейшего решения на выдачу команд состояние бортовых систем спутника могло оперативно оцениваться по одному или нескольким параметрам. К ним относилось, в частности, изменение величины тока нагрузки при выдаче команд радиоуправления на включение или выключение бортовой аппаратуры. Кроме того, состояние бортовых систем определялось по оперативным докладам с НИПов о качестве и времени принимаемого сигнала наземными средствами.

Количество радиокоманд по управлению бортовыми системами спутника обычно не превышало десятка. С их помощью изменялись режимы работы как научной аппаратуры, так и служебных бортовых систем спутника. Команды выдавались через наземную передающую радиостанцию НИПов по телеграфному распоряжению группы управления.

Двухступенчатая ракета типа Р-16

В распоряжении указывался номер НИПа, номер рабочего витка, номер команды, время начала выдачи команды и ее продолжительность вплоть до секунды. В конце указывалась контрольная сумма всех цифр. Это было своеобразное цифровое кодирование распоряжения на выдачу команды. Обычно распоряжение составлялось вручную ведущим инженером по данному объекту и после двойной проверки через оперативного дежурного узла связи передавалось по телеграфу на соответствующий НИП. При передаче обязательно проводилась обратная проверка переданной телеграммы. Если узел связи подтверждал правильность приема распоряжения, то оно исполнялось. Когда же контрольная сумма расходилась с общей суммой цифр, то распоряжение НИПами не исполнялось. В этом случае составлялось новое распоряжение на выдачу радиокоманд.

Из этой схемы составления и передачи распоряжения видно, какая ответственность ложилась на “управленцев” при выдаче только одной команды. Таких же команд в распоряжении могло быть до десятка, особенно в аварийных ситуациях. Кроме того, их нужно было расписать по времени в зоне радиовидимости данного НИПа. Эти зоны определялись временем начала и конца выдачи радиокоманды НИПа при уверенном ее прохождении на борт спутника.

Зоны рассчитывались ВЦ вначале НИИ-4, а позднее КИКа по данным орбитальных измерений, осуществляемых наземными пунктами. Они выдавались в виде целеуказаний для каждого НИПа и зависели от наклонения и высоты орбиты полета спутника, а также от географической широты, на которой располагался данный НИП.

В целеуказаниях приводился номер НИПа, номер каждого витка, долгота и время прохождения спутником экватора. В них также указывался азимут для установки приемных антенн телеметрии и временные зоны выдачи радиокоманд при угле места нахождения спутника более 7°. Эти целеуказания в виде телеграмм за сутки или двое поступали на НИПы и в группу управления для составления программы полета на каждый виток работы со спутником. При нормальной работе бортовых систем спутника программа полета могла составляться заранее в соответствии с полученными целеуказаниями на сутки-двое вперед.

Искусство “управленца” же состояло в том, чтобы в аварийных ситуациях быстро и правильно оценить возникшую неисправность в работе комплекса “спутник - наземные средства”, принять правильное решение по ее устранению и свести к минимуму потерю полезной информации. Необходимо было также выбрать соответствующий НИП и задействовать его технические средства.

При этом нужно было быстро и без ошибок составить телеграмму, содержащую цифровые закодированные команды, и своевременно передать ее на выбранный НИП. На все эти операции отводилось не более 90 мин, что соответствовало одному периоду обращения спутника типа “ДС” вокруг Земли.

"Интеркосмос-1" - "воскресший" спутник

Характерным примером управления спутником в аварийных ситуациях стал полет “Интеркосмоса-1”. Этот спутник был запущен в октябре 1969 г. с полигона Капустин Яр. Главной целью запуска было не столько получение научной информации странами - членами СЭВ, сколько политическая демонстрация успешного сотрудничества в деле освоения космоса социалистическим содружеством. Для приема научной информации на территории стран - участниц эксперимента были размещены приемные телеметрические станции типа РТС-9.

ЦК КПСС и лично Леонид Ильич Брежнев придавали данному запуску особое значение. Поэтому неудивительно, какая нервная обстановка царила в ОКБ Ковтуненко при разработке и подготовке спутника к полету. К предстоящим ноябрьским праздникам необходимо было продемонстрировать очередные успехи содружества стран СЭВ в освоении космоса.

В конструкции этого спутника не было ничего принципиально нового. Он представлял собой ранее уже запускавшийся спутник с ориентацией на Солнце панелей солнечных батарей для подзарядки бортовых аккумуляторов. Новое состояло в том, что на нем был установлен ряд научных приборов, разработанных в некоторых странах СЭВ. Запуск и работа подобных спутников, как правило, проходили успешно. Одним из элементов системы ориентации были гироскопические датчики угловых скоростей, с помощью которых происходила стабилизация ориентации панелей солнечных батарей на Солнце.

При разработке программы полета мне пришлось выезжать в ОКБ “Южное”, где создавался этот спутник. Я оказался невольным свидетелем напряженной обстановки, царившей там из-за жесткого требования уложиться в установленные сроки.

В результате спешки в систему ориентации солнечных батарей были установлены гироскопические датчики угловых скоростей (ДУСы), которые не отвечали полностью нужным техническим требованиям. Других просто под рукой не было, а время поджимало. То есть опять понадеялись на русское “авось”. Однако на этот раз “авось” не вывезло.

Во время запуска спутника я был на полигоне как член Госкомиссии от КИКа. Перед зданием штаба полигона Капустин Яр и на стартовой позиции развевались государственные флаги стран-участниц. Это был первый случай, когда на полигоне спутник запускали в присутствии иностранных делегаций.

После выведения на орбиту я, как ведущий инженер, отправился в Москву, чтобы продолжить дальнейшее управление этим спутником. Вместе с представителем Главного конструктора мы приступили к выполнению заранее разработанной программы полета и сразу же столкнулись с неприятностями.

Уже на первых витках полета телеметрический анализ показал, что спутник “не держит” Солнце. Показания датчиков ДУСов выходят из заданных параметров. Напряжение бортовых батарей падает, а подзарядки от солнечных батарей не происходит. Об этом мы телеграммой сообщили Главному конструктору с просьбой изменить режим работы, отключить все мощные потребители тока, в том числе и всю научную аппаратуру. Ответная телеграмма была: “Работать строго по программе”. Мы в течение последующих суток несколько раз обращались с подобной просьбой, но ответ был прежним. Это, по всей видимости, было связано с заявлением Леонида Брежнева, что социалистический лагерь осуществляет успешное сотрудничество в космосе.

По “закону подлости”, когда по радио было передано это сообщение, связь со спутником вообще прекратилась. Замолчал и передатчик “Сигнал”, который потреблял минимальное количество электроэнергии от бортовых аккумуляторов. Никакая комбинация радиокоманд на возобновление работы каких-либо бортовых систем не проходила. Спутник упорно молчал - “пошел первый блин комом”.

Наступил драматический момент. В некоторых высокопоставленных инстанциях потом говорили, что после доклада о случившемся со спутником Брежневу от него поступило указание: “Серьезно разобраться и лично доложить”. По линии Министерства обороны СССР от маршала Гречко была спущена уже другая команда: “Разобраться и наказать виновных”. После таких директив высшего руководства в МО СССР и соответствующих промышленных министерствах началась тихая паника. Как говорят в авиации, “начался разбор полетов с оргвыводами” или его вариант - “к ответу стройся”. Все, кто мог, бросились искать свой “левый фланг”.

Руководство КИКа принялось искать виновных в группе управления с намерением строго наказать. Виновником должен был стать ведущий инженер по этому спутнику. В Москву срочно вызвали Главного конструктора и ряд ведущих разработчиков ОКБ “Южное”. Они лично пытались восстановить управление спутником. Однако все их попытки “оживить” его оказались безрезультатными. Спутник продолжал молчать.

Состоялось заседание Госкомиссии под председательством генерал-полковника А. Г. Карася, начальника ЦУКОС (Центрального управления космических средств МО СССР). На нем вновь в адрес группы управления прозвучали обвинения в якобы неправильном управлении спутником. Но после представления наших телеграмм и ответов на них эти обвинения были полностью сняты.

Действия группы управления были признаны правильными и своевременными. Госкомиссия пришла к заключению, что причиной аварии спутника стал выход из строя системы ориентации солнечных батарей и полный разряд его бортовых аккумуляторов. Работу со спутником КИКу предлагалось прекратить.

После заседания Госкомиссии генерал Карась и главный конструктор Ковтуненко спросили мое мнение по этому вопросу. Я ответил, что можно попробовать его “оживить”, но для этого мне понадобятся полные полномочия по управлению спутником на трое суток. Такие полномочия мне были даны.

Мой план работы состоял в следующем. Было ясно, что бортовые аккумуляторные батареи с подключенными к ним сильноточными бортовыми потребителями полностью разрядились. По этой причине не хватало их мощности для выполнения радиокоманд даже на отключение нагрузки. Поэтому в первую очередь необходимо было изыскать способ и все-таки отключить эти потребители.

Каким же образом это сделать при нарушении работы системы ориентации спутника и его хаотическом вращении? Мое предложение сводилось к следующему. Надо выбрать такое положение спутника при его вращении, когда панели солнечных батарей будут “смотреть” на Солнце, и в этот момент подать команду на отключение токовой нагрузки от аккумуляторов. Тока, поступающего непосредственно от солнечных батарей, должно хватить для прохождения радиокоманд на отключение потребителей.

Контролировать же отключение нагрузки можно по периодическому включению маломощного бортового радиопередатчика “Сигнал”. Подобный радиопередатчик, выдававший знаменитое “бип-бип”, был установлен на первом спутнике, запущенном Советским Союзом в 1957 г.

Чтобы получить совпадение выдачи команд на отключение энергопотребителей с положением солнечных батарей, “смотрящих” на Солнце, следует выдавать их по командной радиолинии непрерывно в течение прохождения всей зоны радиовидимости всех НИПов. Разрешение на такой режим работы наземных средств я от командования КИКа получил. Надо отметить, что нормальный режим работы передающей командной радиолинии станции “Коралл” на выдачу одной команды составлял не более 5 с. Здесь требовалась непрерывная работа в течение 3-5 мин на всех НИПах, через которые проходила орбита “Интеркосмоса-1”. В этом и была моя просьба к командованию КИКа - работать в нештатном режиме со средствами НИПа.

Примерно через 36 ч работы в таком режиме с одного из НИПов поступило сообщение, что наземная станция зафиксировала ответ с бортового передатчика “Сигнал”. Это свидетельствовало о том, что бортовые сильноточные потребители отключены и поставленный эксперимент прошел удачно. “Воскрешение” спутника произошло.

В дальнейшем производились периодическое включение системы ориентации солнечных батарей и кратковременное подключение научной аппаратуры. На телеметрические станции, установленные в ряде стран СЭВ, стала поступать информация со спутника. Хотя ценность ее была невелика, но тем не менее основная политическая задача интернационального сотрудничества в космосе была выполнена. КИК с честью справился с возникшей проблемой.

Для меня же высшей похвалой и наградой была опубликованная в “Правде” заметка “"Интеркосмос-1" трудится на орбите”. В ней говорилось: “К 10 утра 22 октября спутник “ Итеркосмос-1” совершил 120 витков вокруг Земли. Его бортовая аппаратура функционирует нормально. Наземные станции ГДР, СССР, ЧССР принимают научную информацию со специального передатчика, уставленного на борту спутника, и ведут ее обработку”. Какая на самом деле была проделана работа, об этом в газете не сообщалось. Сейчас же можно сказать: “Первый блин не всегда выходит комом!”

Версия для печати