«НАРОД ПОБЕДИЛ ВОПРЕКИ СТАЛИНУ»

Малыши на орбите

Прошло 35 лет, когда в Советском Союзе был произведен запуск первого интернационального спутника «Интеркосмос-1» типа «ДС». В разработке научной аппаратуры этого спутника кроме советских ученых принимали участие исследовательские организации стран СЭВ.

В подготовке запуска и управлении этим спутником мне, как ведущему инженеру, довелось принимать непосредственное участие. Это было, до некоторой степени, драматическое событие. Как говорит русская пословица, «первый блин вышел комом». В значительной степени с этим «комом» пришлось возиться мне. Теперь можно рассказать об этом случае.

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

В состав КИКа входили наземные измерительные пункты - НИПы, расположенные на территории Советского Союза по трассе полета спутника. Они были оснащены радиотехническими средствами приема и обработки телеметрической информации о состоянии бортовых систем спутника, измерения параметров его орбиты и выдачи радиокоманд управлению работой бортовых систем.

На НИПах устанавливались и дополнительные радиотехнические средства для приема специальной информации, ради которой запускался спутник. Такую информацию могли принимать и передавать из других точек земного шара, расположенных по трассе полета спутника. Время получения информации задавалось работой бортового программного устройства или по команде с земли.

Кроме наземных НИПов телеметрическая информация о работе бортовых систем принималась на специально оборудованных судах. Особое значение эта информация имела при посадке пилотируемых спутников.

Спутники типа «ДС» были разработаны одним из соратников академика С.П. Коро-лева Героем Социалистического труда Ковту-ненко в ОКБ «Южное». ОКБ находилось в Днепропетровске.

Спутники «ДС» создавались по заказу Академии Наук СССР. Они предназначались для исследования различных физических процессов, происходящих на Земле, в атмосфере Земли, на Солнце, и изучения различных явлений в космическом пространстве. Кроме того, на них проводилось испытание отдельных систем бортовой аппаратуры спутника. Ввиду сравнительно небольших размеров и веса спутников управленцы КИКа называли их неофициально «малышами», или «малыми трудягами».

В зависимости от назначения спутника на них устанавливалась различная научная и служебная аппаратура - ионные ловушки, магнитометры, счетчики Гейгера, инфракрасная аппаратура и другие приборы.

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 ориентироваться в направлении на Солнце. Стабилизация осуществлялась с помощью гироскопической системы. В этом случае спутник имел обычно цилиндрическую форму. Такую систему энергопитания имел и спутник «Интеркосмос-1».

В других случаях солнечные батареи располагались по всей поверхности спутника и система ориентации отсутствовала. Это соответствовало шарообразной форме спутника.

Одной из необычных форм спутника «ДС» был спутник, созданный по заданию Физического института АН СССР, руководимого доктором наук, сыном известного академика Мандельштамом. Это его отец вместе с академиком Папалекси написали книгу «Занимательная физика», которая у нас, школьников сороковых годов, пользовалась большой популярностью.

Спутник, созданный по проекту ФИАНа, предназначался для исследования «солнечного ветра» и должен был ориентироваться по его направлению. Поэтому он имел форму волана. Эта конструкция была предложена одним из старейших сотрудников института инженером-полярником Касаткиным, который еще в тридцатые годы XX столетия изучал природу полярных сияний.

Полученные результаты по запуску спутника ФИАН показали, что он может действительно ориентироваться относительно «солнечного ветра». Это был, пожалуй, один из первых экспериментов в мире по исследованию «солнечного ветра». С подобными экспериментами мне больше ни разу не приходилось сталкиваться. При разработке программы полета «малышей» активное участие принимали и офицеры-управленцы КИКа.

Цифровое кодирование

Управление спутником «Интеркосмос-1», как и другими спутниками, проводилось с помощью командных, траекторных и телеметрических средств НИПов КИКа.

По радиокомандам происходило включение или выключение бортовых систем спутника. Прием научной информации и контроль работы бортовых систем осуществлялся с помощью наземных телеметрических станций типа «Трал-П», записывающих информацию на фотопленках.

Чтобы прочитать такую информацию, необходимо было проявить эти пленки и произвести дешифровку полученных сигналов. Затем по линиям связи передать данные в группу управления. На это уходило много времени. Позднее «Трал-П» был заменён более современной РТС-9 - без фотопленок, но необходимость дешифровки сигналов и передачи информации оставалась.

Особенно остро временные затраты сказывались при принятии решений по управлению спутником в случаях возникновения неисправностей в работе бортовых систем или наземных средств НИПов.

Для сокращения времени оперативно состояние бортовых систем спутника оценивалось по одному или нескольким параметрам. К таким параметрам относилось, в частности, изменение величины тока нагрузки на борту спутника при выдаче команд радиоуправления на включение или выключение бортовой аппаратуры. Кроме того, состояние бортовых систем определялось по оперативным докладам о качестве принимаемого сигнала наземными средствами НИПов.

Количество радиокоманд по управлению бортовыми системами спутника обычно не превышало полутора десятков. С их помощью изменялись режимы работы как научной аппаратуры, так и служебных бортовых систем спутника. Выдача команд производилась с помощью наземной передающей радиостанции НИПа по телеграфному распоряжению группы управления.

В телеграфном распоряжении был указан номер рабочего витка, номер команды, начало выдачи команды и ее продолжительность. В конце указывалась контрольная сумма всех цифр. Это было своеобразное цифровое кодирование распоряжения на выдачу команд на борт спутника.

Обычно распоряжение составлялось ведущим инженером по данному объекту и после двойной проверки через оперативного дежурного узла связи передавалось по телеграфу на соответствующий НИП. При передаче таких телеграмм обязательно проводилась обратная проверка переданного распоряжения. Если узел связи подтверждал правильность приема распоряжения, оно исполнялось.

Когда же контрольная цифра не соответствовала сумме всех цифр, указанных в распоряжении, то оно НИПами не исполнялось. Требовалась перепроверка всех цифр данного распоряжения.

Из этой схемы составления и передачи распоряжения видно, какая ответственность ложилась на «управленцев» при выдаче только одной команды. Общее же количество команд в распоряжении могло быть до десятка, особенно при аварийных ситуациях. Кроме того, их нужно было расписать по времени с учетом зоны радиовидимости данного НИПа. Эта зона соответствовала углу места более семи градусов, при котором команды уверенно проходили на борт спутника.

Зоны рассчитывались вычислительным центром при проведении измерений траектории полета спутника вначале соответствующим НИИ, а позднее КИКа по данным орбитальных измерений, проводимых 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 был расположен данный НИП.

В целеуказаниях назывался номер НИПа, номер, время и долгота каждого витка при прохождении экватора, а также временные семиградусные зоны выдачи радиокоманд.

Эти целеуказания в виде телеграмм поступали на НИПы и в группу управления для составления программы полета на каждый виток работы со спутником.

Искусство «управленца» состояло в том, чтобы при аварийных ситуациях при работе со спутником 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 организовать работу его технических средств.

Для этого требовалось быстро и без ошибок составить цифровую телеграмму и отправить ее на выбранный НИП. На все эти операции отводилось времени не более 90 минут - одного периода обращения спутника «Интеркосмос-1» вокруг Земли.

«Интеркосмос-1» - «воскресший спутник»

Характерным примером управления спутником в аварийных ситуациях стала работа со спутником «Интеркосмос-1».

Этот спутник, как уже было сказано, предназначался для изучения атмосферы Земли. В разработке научной аппаратуры спутника принимали участие страны социалистического содружества.

Спутник был запущен в октябре 1970 года с полигона «Капустин Яр». Помимо научных целей запуска особое внимание уделялось ему как политическому событию. Необходимо было показать практическое сотрудничество по освоению космоса братскими социалистическими странами. Для приема научной информации на территории стран-участниц эксперимента были размещены приемные телеметрические станции типа РТС-9.

За подготовкой и запуском внимательно следили в ЦК КПСС, лично Л.И. Брежнев. Поэтому неудивительно, какая нервная обстановка сложилась в ОКБ Ковтуненко при разработке и подготовке этого спутника к полету. К предстоящим ноябрьским праздникам необходимо было показать наши очередные успехи в освоении космоса.

В конструкции спутника не было ничего принципиально нового. Он представлял собой уже ранее запускавшийся спутник, имеющий ориентируемые на Солнце солнечные батареи для подзарядки бортовых аккумуляторов. Новое состояло в том, что на нем был установлен ряд научных приборов, разработанных в странах СЭВ.

Запуск и работа подобных спутников, как правило, проходили успешно. Одним из элементов системы ориентации были гироскопические датчики угловых скоростей (ДУСы), с помощью которых и происходила стабилизация панелей солнечных батарей на Солнце.

При разработке программы полета мне пришлось выезжать в ОКБ «Южное», где создавался этот спутник. Я оказался невольным свидетелем, какая там царила напряженная обстановка, чтобы выдержать, уложиться в установленные сроки.

В результате спешки в систему ориентации солнечных батарей были установлены ДУСы, которые не отвечали нужным техническим требованиям. Других просто под рукой не было, а время поджимало. То есть опять понадеялись на русское «авось вывезет». Однако, «авось» на этот раз не вывезло.

Во время запуска спутника я был на полигоне как член Госкомиссии от КИКа. По каким-то причинам, связанным, видимо, с международным запуском спутника, Госкомиссию возглавлял академик Петров Борис Николаевич. Я знал его по работе в МАИ как заведующего кафедрой автоматики. Перед зданием штаба полигона Капустин Яр и на стартовой позиции развевались государственные флаги стран-участниц. Это был первый запуск на полигоне, в котором принимали участие иностранные представители.

После выведения спутника на орбиту я улетел в Москву для участия в управлении им в качестве ведущего инженера. Вместе с представителем Главного конструктора мы начали осуществлять разработанную ранее программу 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. Напряже-ние бортовых аккумуляторов падает, не происходит их подзарядка от солнечных батарей. Об этом мы телеграммой сообщили Главному конструктору с просьбой изменить режим работы, отключить все мощные потребители тока и работу всей научной аппаратуры.

Ответная телеграмма - «работать строго по программе». В течение последующих суток мы снова посылали подобные телеграммы, но ответ был прежним. Это, по всей видимости, было связано с заявлением Л.И. Брежнева, что социалистические страны осуществляют успешное сотрудничество в космосе.

По «закону подлости», когда 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. Первый блин выходил комом.

Наступил драматический момент. В высоких инстанциях потом говорили, что после доклада Брежневу о случившемся со спутником от него поступило указание: «Серьезно разобраться и доложить». От Министра обороны маршала Гречко пошла другая команда: «Разобраться и наказать виновных». В МО СССР и организациях промышленности началась тихая паника. Как говорят в авиации - «начался разбор полетов с оргвыводами», или иначе - «к ответу стройся». Все, кто мог, бросились искать свой «левый фланг», где можно укрыться от глаз начальства.

Руководство КИКа начало искать виновных в группе управления с явным намерением строго наказать. Жертвой охоты, естественно, обозначался ведущий инженер по этому спутнику.

В Москву был срочно вызван Главный конструктор и ряд ведущих разработчиков ОКБ «Южное». Они приняли личное участие в управлении спутником. Однако все их попытки «оживить» спутник к положительному результату не привели. Спутник продолжал молчать.

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

Действия группы управления были признаны правильными и своевременными. Госкомиссия сделала заключение, что причиной аварии спутника является 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 Ковтуненко решили узнать мое мнение по этому вопросу. Я ответил, что если мне дадут полные полномочия по управлению этим спутником на трое суток, то попытаюсь его «оживить». Такие полномочия мне были даны.

План работы со спутником состоял в следующем.

Ясно, что бортовые аккумуляторные батареи с подключенными к ним сильноточными бортовыми потребителями полностью разрядились. По этой причине их мощности не хватает для выполнения радиокоманд на отключение нагрузки. Поэтому в первую очередь необходимо отключить эти потребители.

Каким же образом это сделать при нарушении работы системы ориентации спутника и его хаотическом вращении? Мое предложение сводилось к следующему.

Необходимо «поймать» 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. Величины тока, поступающего от солнечных батарей, должно быть достаточно для прохождения радиокоманд на отключение бортовых потребителей спутника «Интеркосмос-1».

Контроль за отключением нагрузки осуществлять по периодическому включению маломощного бортового потребителя - радиопередатчика «Сигнал». Подобный радиопередатчик «бип-бип» был установлен на первом спутнике, запущенном Советским Союзом в 1957 году.

Чтобы получить совпадение во времени команды на отключение с соответствующим положением солнечных батарей, необходимо командной радиолинией выдавать их непрерывно в течение всей зоны радиовидимости НИПа. Разрешение на такой режим работы наземных средств от командования КИКа я получил.

Надо отметить, что нормальный режим работы передающей командной радиолинии «Коралл» составлял не более 5 сек. Здесь же она должна была работать непрерывно в течение 3-5 минут на всех НИПах, над которыми пролетал «Интеркосмос-1». В этом и была моя просьба к командованию КИКа - работать в нештатном режиме средствами НИПов.

Примерно через полутора суток работы в таком режиме с одного из НИПов поступило сообщение, что наземная станция зафиксировала работу бортового передатчика «Сигнал». Это говорило о том, что бортовые сильноточные потребители отключены и поставленный эксперимент прошел удачно. «Воскрешение спутника» состоялось.

Дальнейшая программа работы состояла в периодическом включении системы ориентации солнечных батарей и кратковременном включении научной аппаратуры. На телеметрические станции, установленные в странах СЭВ, стала поступать информация о физических параметрах околоземного космического пространства. Хотя ценность этой информации была невелика, но политическая задача интернационального сотрудничества в космосе была выполнена. КИК с честью решил свою задачу.

Для меня же высшей похвалой и наградой была опубликованная в газете «Правда» 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, установленного на борту спутника, и ведут ее обработку».

Какая на самом деле была сделана работа, об этом в газете не сообщалось. Теперь об этом можно рассказать. Все же не всегда первый блин получается комом!