Текст
                    

ИЗДАТЕЛЬСКАЯ ПРОГРАММА ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКВЫ
РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ «РОСКОСМОС» РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ КОСМОНАВТИКИ ИМ. К.З.ЦИ0ЛК0ВСК0Г0 2015
Том 3 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ СТОЛИЧНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ 2015
УДК 629.76(470+571 )(091) ББК 39.62(2Рос)-1 И90 И 90 История развития отечественных автоматических космических аппаратов. - М.: ООО «Издательский дом «Столичная энциклопедия», 2015. - 752 стр. ISBN 978-5-903989-32-4 Редколлегия Председатель редколлегии Комаров И.А., Генеральный директор Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» Научный редактор Бармин И.В., генеральный конструктор Центра эксплуатации наземной космической инфраструктуры, президент Российской академии космонавтики им. К.Э.Циолковского, член-корреспондент РАН Члены редколлегии Александров А.А., ректор МГТУ им. Н.Э.Баумана, д.т.н., профессор Кирилин А.Н., генеральный директор АО «РКЦ «Прогресс», д.т.н„ профессор Ковалев А.П., и. о. генерального директора ФГУП «КБ «Арсенал» Коротеев А.С., генеральный директор ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша», академик РАН Леонов А.Г., генеральный директор - генеральный конструктор ОАО «ВПК «НПО машиностроения», д.т.н. Макриденко Л.А., генеральный директор АО «Корпорация «ВНИИЭМ», д.т.н. Микрин Е.А., первый заместитель генерального конструктора ОАО «РКК «Энергия», академик РАН Мисник В.П., генеральный директор - генеральный конструктор ОАО «Корпорация «Комета», д.т.н., профессор, член НТО Военно-промышленной комиссии Тестоедов Н.А., генеральный конструктор и генеральный директор ОАО «Информационные спутниковые системы им. акаде- мика М.Ф.Решетнева», д.т.н., профессор Хартов В.В., генеральный конструктор ФГУП «НПО им. САЛавочкина, д.т.н., профессор Составитель М.А.Первов, член-корреспондент Российской академии космонавтики им. К.Э.Циолковского Рецензент Афанасьев В.А., ведущий научный сотрудник ЦМ ВС РФ, к.и.н. Выпуск осуществлен при финансовой поддержке Департамента средств массовой информации и рекламы города Москвы УДК 629.76(470+571)(091) ББК 39.62(2Рос)-1 И90 На форзацах репродукция картины летчика-космонавта ААЛеонова «История развития отечественных автоматических космических аппаратов» - 3-й том многотомной серии «Развитие отече- ственной ракетно-космической науки и техники», выпускаемой Российской академией космонавтики им. К.Э.Циолковского и Издательским домом «Столичная энциклопедия» в рамках Издательской программы Правительства Москвы. Уже увидели свет следующие книги серии: «История развития отечественного ракетостроения» (1-й том, 2014 г.) и «История развития отече- ственной пилотируемой космонавтики» (2-й том, 2015 г.). В новой книге рассказывается об истории развития отечественных автоматических космических аппаратов с 1957 г. до наших дней. ISBN 978-5-903989-32-4 © МАПервов, составление, 2015 © ООО «Издательский дом «Столичная энциклопедия», оформление, 2015
ПРЕДИСЛОВИЕ Так много сделано и пройдено! Как мало еще достигнуто, Как много еще предстоит осуществить! С.П.Королев Уважаемый читатель! Перед Вами книга «История раз- вития отечественных автоматических космических аппара- тов» - третий том шеститомного издания «Развитие отече- ственной ракетно-космической науки и техники». Эра мировой практической космонавтики началась 4 октября 1957 г. запуском СССР первого автоматического космического аппарата - искусственного спутника Земли ПС-1. Именно в России в конце XIX в. выдающийся ученый К.Э.Циолковский впервые научно обосновал возможность осуществления космических полетов с помощью ракет. Успешным запуском первого АКА, созданного учеными, конструкторами и рабочими, наша страна внесла крупней- ший вклад в сокровищницу мировой науки и техники. В 1970-е гг. академик М.Ф.Решетнев писал: «Че- ловечество вышло в космос для того, чтобы изучить его, искать возможности для службы его землянам. Сегодня мы стоим на пер- вой ступени его познания и главная задача - научиться использовать то, что уже постигли, на благо людей. Космическая связь, нави- гация, геодезия, метеоро- логия - это то, что сегодня служит человечеству и без чего уже нельзя достойно жить. Полеты к ближним и дальним планетам, работа человека в космосе - это первые шаги в интересное будущее. Но служить космосу непросто - нужны самоотверженность, творчество, упорство, любовь к своему делу и вера в мечту». Прошло всего 58 лет с начала космической эры, а сколько сделано человечеством во имя познания, ос- воения и использования космического пространства ав- томатическими космическими аппаратами разного клас- са и назначения! Сегодня трудно найти область знаний и жизнедеятельности человека, где бы не использовались результаты создания, развития и эксплуатации отечествен- ных автоматических космических аппаратов. Отечествен- 5
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ные АКА обеспечивают непрерывную работу телевидения и радио, телефонной и телеграфной связи всех регионов России, обеспечивая связь с любым абонентом Земли, обладающим соответствующими наземными средствами. Наши АКА помогают ученым, капитанам кораблей, лет- чикам и штурманам с высокой точностью прокладывать трассы, изучать географию Земли, с высокой точностью определять местоположение любой точки, предсказывать погоду, спасать заблудившихся, терпящих бедствие на гро- мадных просторах планеты. Отличительной особенностью нашего времени являет- ся существенное влияние космонавтики - как науки и как отрасли промышленности - на социально-экономическое развитие общества, ее воздействие на процессы получения новых знаний и дальнейшее развитие средств производ- ства. Совсем недавно только три страны - СССР, США и Франция - обладали полным набором космических тех- нологий для создания ракет-носителей, автоматических космических аппаратов, необходимой наземной инфра- структуры. Сегодня к нам присоединились Китай, Индия, страны Евросоюза. Обладание космическими технология- ми сегодня - один из основных критериев экономического и научного развития государства. В книге представлены уникальные исторические мате- риалы, иллюстрации, обобщен опыт работы многих тысяч ученых, проектантов, конструкторов, технологов, испытате- лей, рабочих разных специальностей, создававших и создаю- щих ныне современные, конкурентоспособные отечественные автоматические космические аппараты для фундаментальных научных исследований, связи и телевещания, ретрансляции информации, навигации и координатометрии, дистанционно- го зондирования Земли, обзорного фотонаблюдения и карто- графирования, метеорологии и мониторинга, космического оптико-электронного наблюдения и обнаружения, исследова- ния природных ресурсов Земли, боевого управления, гидро- метеорологического, специального и двойного назначения. Деление книги на главы, в которых описываются собы- тия того или иного периода времени, является условным, так как разработка, производство и эксплуатация космиче- ских аппаратов и систем нередко выходили за определен- ные временные рамки. Авторы не претендуют на полноту охвата сложной и многогранной темы. Они лишь предпри- няли попытку обобщить и систематизировать основные имевшиеся и вновь появившиеся материалы и документы по истории создания и развития отечественных автомати- ческих космических аппаратов.
ГЛАВА 1 ПЕРВЫЕ ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ ОСТАВИВ ПОЗАДИ США И ДРУГИЕ СТРАНЫ, ИСПОЛЬЗУЯ ПЕРЕДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, СОВЕТСКИЙ СОЮЗ ВЫВЕЛ НА ОРБИТУ ПЕРВЫЙ В МИРЕ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
История развития отечественных автоматических космических аппаратов М.СХомяса&, Ъ.&Чгртак., 8№М1ш)аро& ОАО «РКК «Энергия» СОЗДАНИЕ ПЕРВЫХ В МИРЕ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ Занимаясь созданием баллистических ракет дальнего действия, особенно меж- континентальной ракеты Р-7, С.П.Королев постоянно возвращался к идее практиче- ского освоения космоса. Его мечта приоб- ретала реальные очертания и была близка к осуществлению. Состоявшиеся встречи С.П.Королева с ведущими учеными страны по различным направлениям науки, особенно по геофизике и астрономии, определили основные задачи исследований в космическом простран- стве. 16 марта 1954 г. состоялось совещание у академика М.В.Келдыша, где был определен круг научных задач, реша- емых с помощью искусственных спутников Земли. Об этих планах поставили в известность Президента Академии наук СССР А.Н.Несмеянова. 27 мая 1954 г. С.П.Королев обратился к Д.Ф.Устинову с предложением о разработке ИСЗ и направил ему доклад- ную записку «Об искусственном спутнике Земли», подго- товленную М.К.Тихонравовым, в которой давался подроб- ный обзор состояния работ по ИСЗ за рубежом. При этом высказывалась основополагающая мысль о том, что «ИСЗ есть неизбежный этап на пути развития ракетной техники, после которого станут возможными межпланетные сообще- ния». Обращалось внимание на то, что за последние два- три года возросло внимание зарубежной печати к проблеме создания ИСЗ и межпланетным сообщениям. Заботились инициаторы работ по ИСЗ и о том, чтобы сообщить нужную информацию на этот счет и другим ответственным лицам, принимавшим решение, поскольку вопросы приоритета должны быть главным аргументом для всего последующе- го периода развития космонавтики. В августе 1954 г. Совет Министров СССР утвердил представленные В.А. Малыше- 8
Глава 1 Инициаторы предложения о запуске искусственного спутника Земли с использованием межконтинентальной баллистической ракеты Р-7. Фото 1970г. Сидят: В.Н.Гапковский, Г.Ю.Максимов, Л.Н.Солдатова, М.К.Тихонравов, И.М.Яцунский; стоят: Г.М.Москаленко, О.В.Гурко, И.К.Бажинов вым, Б.Л.Ванниковым, М.В.Хруничевым и К.Н. Рудневым предложения по проработке научно-теоретических вопросов, связанных с космическим полетом. Среди инициаторов постановки вопроса об ИСЗ постепенно зрела уверенность, что удастся добиться положительного реше- ния. По указанию С.П.Королева сотрудник ОКБ-1 И.В.Лавров подготовил предложе- ния по организации работ над космиче- скими объектами. Докладная записка на эту тему, датированная 16 июня 1955 г., со- держала многочисленные пометки С.П. Ко- ролева, которые позволяют судить о его отношении к отдельным положениям до- кумента. Больше всего ему понравилась мысль о том, что «создание ИСЗ будет иметь огромное политическое значение как свидетельство высокого уровня развития нашей отечественной техники». Важное значение для положительно- го решения вопроса имело совещание 30 августа 1955 г. у председателя ВПК В.М.Рябикова. С.П.Королев шел на за- седание к В.М.Рябикову с новыми предложениями. По его заданию начальник сектора ОКБ-1 Е.Ф.Рязанов подготовил данные о параметрах космического аппарата для полета к Луне. Для этого были предложены два варианта тре- тьей ступени ракеты Р-7 с компонентами топлива кисло- род-керосин и моноокись фтора - этиламины. Аппарат, доставляемый к Луне, должен был иметь массу 400 кг в первом варианте и 800-1000 кг - во втором. М.В.Келдыш поддержал идею создания трехступенчатой ракеты для ис- следования Луны, однако инженер-полковник А.Г.Мрыкин выразил озабоченность, что будут сорваны сроки разработ- ки ракеты Р-7 и что разработка спутника отвлечет внимание от основных работ, поэтому предложил отложить создание спутника до завершения испытаний ракеты Р-7. Постановле- ние о работах по ИСЗ было принято 30 января 1956 г. Это постановление предусматривало создание в 1957-1958 гг. и выведение ракетой типа Р-7 неориентированного ИСЗ (объ- ект «Д») массой 1000-1400 кг с аппаратурой для научных исследований массой 200-300 кг. Этим же постановлением общее научное руководство и обеспечение аппаратурой для исследований возлагалось на Академию наук СССР; создание ИСЗ как специального носителя аппаратуры для научных исследований - на Ми- нистерство оборонной промышленности (головной испол- нитель ОКБ-1); разработка комплекса системы управления, радиотехнической аппаратуры и телеметрических систем - на Министерство радиотехнической промышленности; создание гироскопических приборов - на Министерство судостроительной промышленности; разработка комплекса наземного пускового, заправочного и подъемно-транспорт- ного оборудования - на Министерство машиностроения; проведение пусков - на Министерство обороны. Разработку эскизного проекта ИСЗ поручили про- ектному отделу, руководимому С.С.Крюковым; научным консультантом стал М.К.Тихонравов. Над эскизным про- ектом работал сектор Е.Ф.Рязанова в составе И.В. Лаврова, В.В.Молодцова, В.И.Петрова, Н.П.Кутыркина, А.М. Сидо- рова, Л.Н.Солдатовой, М.С.Флорианского, Н.П. Белоусова, В.В. Носкова и др. К июлю 1956 г. эскизный проект был готов. Соответству- ющие проекты были разработаны смежными организация- ми. К моменту завершения проекта определился состав на- учных задач, решаемых спутником, что составило идейную основу новой разработки. С помощью спутника «Д» пред- усматривалось проведение научных исследований, включая измерение плотности и ионного состава атмосферы, корпу- скулярного излучения Солнца, магнитных полей, изучение космических лучей и т.д. Наряду с этими задачами плани- ровалось получение данных, относящихся к созданию более совершенных ориентированных ИСЗ, в частности по тепло- вому режиму спутника, торможению его в верхних слоях атмосферы и продолжительности обращения на орбите, особенностям движения относительно центра масс, точно- сти определения координат и параметров орбиты, вопросам энергопитания бортового оборудования с использованием солнечных батарей. Поставленные задачи определили кон- струкцию головной части ракеты и космического спутника «Д». Спутник имел герметичный корпус конической фор- мы со сферическим днищем. На участке выведения спут- ник был защищен сбрасываемым кожухом. На поверхности спутника располагались жалюзи системы терморегулиро- вания, состоящие из 16 отдельных секций, открывающих и закрывающих змеевики-радиаторы с помощью четырех электроприводов, управляемых системой электроавтомати- ки СТР. Кроме того, на поверхности спутника были смон- тированы солнечные батареи (четыре секции на боковой 9
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Торжественное собрание в Колонном зале Дома союзов, посвященное 100-летию со дня рождения КЭ.Циолковского, на котором С.П.Королев, выступая с докладом, заявил: «В ближайшее время с научными целями в СССР будут произведены первые пробные пуски искусственных спутников Земли». 1957 г. поверхности, четыре - на верхнем и одна - на нижнем днище). На спутнике впервые была установлена система управления бортовым комплексом с автоматическим элек- тронным программно-временным устройством и радиоре- лейным обменом данными «космический аппарат - Зем- ля» о состоянии систем спутника по замкнутому контуру В качестве основного компонента СУБК был применен ло- гический автомат в виде единого электрического комплекса для обработки команд управления, формирования и выдачи команд в системы распределения электроэнергии и подрыва пиротехнических средств. Бортовые системы к логическому автомату подключались с помощью кабельной сети. На Земле создавался комплекс средств, обеспечиваю- щих получение информации, передаваемой со спутника, наблюдение за его орбитой, а также передачу необходимых команд на борт спутника. Такой комплекс должен был вклю- чать достаточно большое количество измерительных пунктов (до 15), размещенных на территории СССР. При чрезвычай- но коротких сроках создания спутника для наблюдения за его полетом приходилось рассчитывать только на средства наблюдения, предназначенные для ракеты Р-7, ограничить время полезной работы спутника всего 7-10 сутками и не надеяться на достаточную точность измерений орбиты. Такой заранее ограниченный подход оправдывался тем, что спутник «Д» был только предпосылкой для разработки ориентированного спутника («ОД»), снабженного системой ориентации, сбрасываемой капсулой для доставки результа- тов исследований с орбиты на Землю и легкой малогабарит- ной аппаратурой. К концу 1956 г. выяснилось, что есть реальная угроза срыва намеченных планов по запуску ИСЗ типа «Д» из-за трудностей создания научной аппаратуры и более низко- го удельного импульса тяги в пустоте двигателей ракеты Р-7 (304 вместо 309-310 кгс-с/кг по проекту). Правительством был установлен новый срок запу- ска - апрель 1958 г. В связи с этим ОКБ-1 внесло предложение о запуске простейшего спутника мас- сой порядка 100 кг в апреле-мае 1957 г., до нача- ла Международного геофизического года (июль 1957 г). В связи с новым предложением ОКБ-1 15 февраля 1957 г. было принято Постановление, предусматривающее выведение простейшего неори- ентированного спутника Земли (объект «ПС») на орбиту, проверку возможности наблюдения за ним на орбите и прием сигналов, передаваемых с объ- екта «ПС». Предполагалось выведение двух спутни- ков с использованием двух ракет Р-7 (8К71). Запуск спутников разрешался только после одного-двух пусков ракеты Р-7 с положительными результатами. Простейший спутник ПС-1 представлял собой контейнер сферической формы диаметром 580 мм. Его корпус состоял из двух полуоболочек со стыко- вочными шпангоутами, соединенных между собой 36 болтами. Герметичность стыка обеспечивалась резиновой прокладкой. После сборки контейнер заполнялся осушенным азотом до давления 1,3 кгс/см2. В верхней полуоболочке располагались две антенны длиной 2,4 м и две по 3,9 м, а также пружинный механизм, разво- дящий штыри на угол 35 ° от продольной оси контейнера. Антенны разрабатывала лаборатория М.В.Краюшкина. Снаружи верхняя полуоболочка была покрыта защит- ным экраном, а на ее внутренней поверхности находился кронштейн для крепления радиопередатчика (разработчик - В.И.Лаппо (НИИ-885), главный конструктор - М.С. Рязан- ский). Блок электропитания, состоящий из трех батарей на основе серебряно-цинковых элементов, был создан в Ин- ституте источников тока под руководством Н.С.Лидоренко. В состав аппаратуры ПС-1 входили также дистанционный переключатель, вентилятор системы терморегулирования, сдвоенное термореле и контрольные термо- и барореле. Радиопередатчик мощностью 1 Вт периодически излу- чал сигналы длительностью 0,4 с попеременно на волнах 7,5 и 15 м. Длительность сигналов изменялась при повышении (выше 50 °C) или понижении (ниже 0 °C) температуры и при падении давления ниже 0,35 кгс/см2 за счет срабатывания одного из контрольных термо- или барореле. Температура в ПС-1 поддерживалась вентилятором, срабатывающим от тер- мореле при температуре выше 23 °C. Источники энергопитания были рассчитаны на беспрерывную работу в течение двух не- дель. Общая масса ПС-1 составила 83,6 кг. Для стыковки ПС-1 с ракетой предусматривался специальный переходный отсек. Система отделения обеспечивала сброс головного обтекателя и отделение спутника от центрального блока ракеты. Работа производственников и конструкторов при из- готовлении первого ИСЗ проводилась одновременно из-за очень сжатых сроков. Основная трудность была в изго- товлении сферических полуоболочек гидровытяжкой, их сварке со шпангоутом и полировке наружных поверхностей: 10

История развития отечественных автоматических космических аппаратов Чертеж контейнера первого ИСЗ. Пояснительная подпись: «1. Установка приборов, испытания контейнера на герметичность, заправка газом, а также испытания аппаратуры на функционирование должны производиться по соответствующим техническим условиям и инструкциям. 2. В окончательно собранном контейнере должно быть проверено положение центра тяжести, при этом допустимое отклонение относительно продольной оси должно быть не более 3 мм. 3. Аппаратуру и штыри антенн транспортировать отдельно в специальной укупорке. 4. Определение центра тяжести производить без штырей антенн» Размещение аппаратуры в первом ИСЗ 1 - сдвоенное термореле системы терморегулирования ДТК-34 2 - радиопередатчик Д-200 3 - контрольное термореле и барореле 4-гермоввод 5-антенна 6 - блок питания 7 - штепсельный разъем 8 - пяточный контакт 9-вентилятор 10-диффузор 11 - дистанционный переключатель 12-экран 12
Глава 1 Компоновочная схема головной частя изделия 8К71ПС 1 - реактивное сопло 2-переходной отсек 3-спутник 4-обтекатель Принципиальная пневмосхема отделения спутника и отвода корпуса 1 - пиропатроны 2 - пироприставка 3-клапан 4-ЭПК 5 - дроссельная шайба 6-рессивер Государственная комиссия по запуску первого искусственного спутника Земли. Сидят (слева направо): ГРУдаров, И.Т.Булычев, А.Г.Мрыкин, М.В.Келдыш, С.П.Королев (технический руководитель), В.М.Рябиков (председатель комиссии), М.И.Неделин, Г.Н.Пашков, В.П.Глушко, В.П.Бармин; стоят: М.С.Рязанский, К.Н.Руднев, НАПилюгин, С.М.Владимирский, В.И.Кузнецов 13
История развития отечественных автоматических космических аппаратов на них не допускалась даже малейшая царапина, сварка швов должна была быть герметичной и контролировалась рентгеном, а герметичность собранного контейнера прове- рялась гелиевым течеискателем ПТИ-4. При экспериментальной отработке спутника прово- дились макетирование размещения бортовой аппаратуры, кабельной сети и механизмов: проверка на герметичность спутника после его сборки с помощью гелиевого течеиска- теля; отработка процессов сброса головного обтекателя и отделения спутника от ракеты-носителя (макетный образец спутника многократно стыковался и отстыковывался от PH с одновременным сбросом головного обтекателя); иссле- дование теплового режима в целях определения реальных температур спутника. Экспериментальная отработка спут- ника подтвердила высокую надежность его конструкции, аппаратуры, что позволило принять решение о его запуске. Подготовка спутника к полету на полигоне проводилась в монтажно-испытательном корпусе технической позиции PH, где было организовано для этого специальное рабо- чее место. Все системы спутника подвергались проверке на функционирование. Подготовка ракеты 8К71ПС на техниче- ской позиции шла под особым контролем и наблюдением, причем особое внимание уделялось контролю правильности прохождения команд на сброс головного обтекателя и от- деление спутника. Запуск ракеты с первым искусственным спутником Земли осуществлялся в соответствии с «Про- граммой проведения пробных запусков простейших не- ориентированных ИСЗ (объект «ПС») с помощью изделия 8К71 ПС», утвержденной Д.Ф.Устиновым, В.Д.Калмыковым, АННесмеяновым, В.М.Рябиковым, М.И.Неделиным. Пуск ракеты-носителя 8К71ПС № М1-ПС с первым ИСЗ состо- ялся 4 октября 1957 г. в 22 ч 28 мин по московскому време- ни (это был пятый пуск ракеты Р-7). Вторая ступень ракеты со спутником вышла на орбиту с перигеем 228 и апогеем 947 км и временем одного оборота вокруг Земли 96,2 мин. ИСЗ отделился от второй ступени ракеты-носителя на 315-й секунде после старта. СООБЩЕНИЕ ТАСС о запуске первого искусственного спутника Земли В течение ряда лет в Советском Союзе ведутся научно- исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию искусственных спутников Земли. Как уже сообща- лось в печати, первые пуски спутников в СССР были наме- чены к осуществлению в соответствии с программой науч- ных исследований Международного геофизического года. В результате большой напряженной работы научно-ис- следовательских институтов и конструкторских бюро создан первый в мире искусственный спутник Земли. 4 октября 1957 года в СССР произведен успешный запуск первого спутника. По предварительным данным, ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8000 метров в секунду. В настоящее время спутник описывает эллиптические траектории вокруг Земли, и его полет можно наблюдать в лучах восходящего и заходящего Солнца при помощи простейших оптических инструментов (биноклей, подзорных труб и т.п.). Согласно расчетам, которые сейчас уточняются прямыми наблюдениями, спутник будет двигаться на высотах до 900 ки- лометров над поверхностью Земли; время одного полного оборота спутника будет 1 час 35 мин, угол наклона орбиты к плоскости экватора равен 65 °. Над районом города Москвы 5 октября 1957 года спутник пройдет дважды - в 1 час 46 мин ночи и в 6 час 42 мин утра по московскому времени. Со- общения о последующем движении первого искусственного спутника, запущенного в СССР 4 октября, будут передаваться регулярно широковещательными радиостанциями. Спутник имеет форму шара диаметром 58 см и весом 83,6 кг. На нем установлены два радиопередатчика, непрерыв- но излучающие радиосигналы с частотой 20,005 и 40,002 ме- гагерц (длина волны около 15 и 7,5 метра соответственно). Мощности передатчиков обеспечивают уверенный прием радиосигналов широким кругом радиолюбителей. Сигналы имеют вид телеграфных посылок длительностью около 0,3 с, с паузой такой же длительности. Посылка сигнала одной ча- стоты производится во время паузы сигнала другой частоты. Научные станции, расположенные в различных точках Советского Союза, ведут наблюдение за спутником и опре- деляют элементы его траектории. Так как плотность разре- женных верхних слоев атмосферы достоверно неизвестна, в настоящее время нет данных для точного определения времени существования спутника и места его вхождения в плотные слои атмосферы. Расчеты показали, что вслед- ствие огромной скорости спутника в конце своего существо- вания он сгорит при достижении плотных слоев атмосферы на высоте нескольких десятков километров. В России еще в конце XIX века трудами выдающегося ученого К.Э.Циолковского была впервые научно обоснова- на возможность осуществления космических полетов при помощи ракет. Успешным запуском первого созданного человеком спутника Земли вносится крупнейший вклад в сокровищни- цу мировой науки и культуры. Научный эксперимент, осу- ществляемый на такой большой высоте, имеет громадное значение для познания свойств космического пространства и изучения Земли как планеты нашей Солнечной системы. В течение Международного геофизического года Совет- ский Союз предполагает осуществить пуски еще нескольких искусственных спутников Земли. Эти последующие спутни- ки будут иметь увеличенные габариты и вес, и на них будет проведена широкая программа научных исследований. Искусственные спутники Земли проложат дорогу к меж- планетным путешествиям, и, по-видимому, нашим современ- никам суждено быть свидетелями того, как освобожденный и сознательный труд людей нового, социалистического общества делает реальностью самые дерзновенные мечты человечества. «Правда», 5 октября 1957 г. 14
Глава 1 Спутник находился на орбите до 4 января 1958 г., совершив 1440 оборотов, центральный блок ракеты совершил 882 оборота вокруг Зем- ли и вошел в плотные слои атмосферы 2 дека- бря 1957 г. Запуск первого спутника Земли и его полет получил ошеломляющий мировой резо- нанс. Практически вся мировая пресса говорила об этом событии. После окончания работ с первым спутни- ком практически все участники работ по его запуску были отпущены в отпуск. Но уже 10 ок- тября 1957 г. по личной просьбе Н.С.Хрущева было принято решение о срочной подготовке и запуске нового спутника Земли к 40-летию Октября. Во исполнение этого решения про- ектный отдел предложил закрепить к пере- ходному отсеку центрального блока ракеты специальную раму, в состав которой вошли герметичная кабина с подопытным животным, герметичный корпус первого спутника с ра- диопередатчиком и прибор для исследования ультрафиолетового и рентгеновского излуче- ния Солнца. Спутник закрывался головным обтекателем, сбрасываемым в конце активного участка полета. Для передачи на Землю значительно увели- ченной информации на ракете устанавливалась многоканальная система «Трал», разработанная в КБ МЭИ под руководством А.Ф.Богомолова. Эта телеметрическая система после активно- го участка траектории с помощью специально- го программного устройства переключалась на передачу информации с систем спутника во время его орбитального полета. Ведущим кон- структором по спутнику ПС был М.С.Хомяков. В разработке проектной и конструкторской до- кументации на новый спутник принимали уча- стие К.Д. Бушуев, С.О.Охапкин, С.С. Крюков, Г.Г. Болдырев, Э.И. Корженевский, И.С. Прудни- ков, Я.П.Коляко, М.К. Тихонравов, НАКутыр- кин, И.В. Кузнецов, Б.С. Горбачев, В.В.Носков, Е.Ф. Рязанов, П.И. Ермолаев, П.Ф. Тюриков, Р.Ф.Аппазов, С.С. Лавров, И.В. Лавров, В.Н. Дуд- ников, Н.П. Герасимов, Ю.М.Фрумкин, Л.Н. Сол- датова, А.И. Нечаев, Б.П. Плотников, М.С. Илю- хина, В.И.Фрумсон и др. Изготовление спутника ПС-2 шло с целым рядом отступлений от при- нятых на производстве порядков. Отсутство- вали рабочие чертежи ПС-2 (были только чер- тежи трех сборок, без которых обойтись было совершенно невозможно). Выручала высо- кая квалификация слесарей-сборщиков, осо- бенно Ю.Д. Силаева, М.И. Воскобойникова, М.С.Клейменова и Н.П. Молокова, и непрерыв- ное дежурство на рабочих местах инженеров КБ. Аналог первого ИСЗ в музее РКК «Энергия» В память о начале космической эры на площадке 1 космодрома Байконур установлена стела по проекту испытателей космодрома ЕНКорнипова и В.В.Евтеева. Надпись гласит. «Здесь гением советского человека начался дерзновенный штурм космоса (1957г.)» 15
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Экспериментальная отработка спутника ПС-2 по объ- ему работ была аналогична работам со спутником ПС-1, за исключением того, что не проводилась отработка про- цесса отделения спутника от PH, т.к. спутник ПС-2 в полете не отделялся от PH. Герметичность спутника проверялась Второй ИСЗ массой 508,3 кг. На его борту впервые находилось живое существо - собака Лайка Аналог второго ИСЗ в музее РКК «Энергия» М.С.Хомяков в барокамере, макетирование происходило одновремен- но со сборкой штатного образца, все служебные системы и научная аппаратура спутника испытывались на функцио- нирование, а также тщательно проверялись кабина и систе- ма автоматики кормления собаки. После окончания всех проверок кабина была передана медицинской группе для установки источ- ников питания, пищи и посадки животного. Однако после установки в кабину источников питания при ма- лейших ее толчках начиналось искрение. Оказалось, что электрическая схема кабины была сделана одно- проводной, клеммы батарей не изолированы, а ка- бельная сеть изготовлена с применением металличе- ской экранной оплетки. Пришлось все это исправлять. Подготовка ракетно-космического комплекса на стартовой позиции проходила без замечаний. Пуск PH 8К71ПС № М1-2ПС (второй ИСЗ) был про- изведен 3 ноября 1957 г. в 7 ч 22 мин по москов- скому времени. Спутник совершил 2570 оборотов вокруг Зем- ли и прекратил существование 14 апреля 1958 г. По орбите ИСЗ впервые совершило полет живое существо - собака Лайка. Работы по подготовке к запуску спутника типа «Д» шли своим чередом. Для запуска спутника на базе ракеты Р-7 была разрабо- тана ракета 8А91 с некоторым форсированием тяги двигательных установок, в т.ч. управляющих двига- телей. Ракета-носитель 8А91 имела стартовую массу 268,6 т (на 5,9 т меньше, чем ракета Р-7) и изменен- ную циклограмму работы двигателей всех блоков. В 1957 г. и в I квартале 1958 г. материальную часть PH и спутника изготавливал завод 88. В про- цессе изготовления спутника главный конструктор пришел к выводу о необходимости организации внутри опытного завода специализированного кос- мического производства. Экспериментальная отработка спутника типа «Д» была идентична по объему и содержанию экспериментальной отработке спутника ПС-1. Подготовка спутника на технической позиции про- исходила в апреле 1958 г., при этом особое вни- мание уделялось проверке впервые примененных солнечных батарей. Первый пуск PH 8А91 со спут- ником типа «Д» был произведен 27 апреля 1958 г, но спутник не вышел на орбиту из-за аварии PH по причине возникновения продольных колебаний. После анализа этой аварии было решено прово- дить дросселирование двигателей в конце полета I ступени. 15 мая 1958 г. состоялся успешный пуск PH 8А91 № Б1-2: третий ИСЗ массой 1327 кг вышел на орбиту, близкую к расчетной, и просуществовал до 6 апреля 1960 г., т.е. в течение 692 суток, более чем в два раза превысив расчетное время. Разра- ботка конструкции, изготовление и запуски ракет- носителей с ПС-1, ПС-2 и «Д» положили начало 16
Глава 1 Рама третьего ИСЗ с приборами и блоками электропитания Корпус третьего ИСЗ в музее РКК «Энергия» Пристыковка третьего ИСЗ к ракете-носителю развитию принципиально новой техники в нашей стране - созданию космических аппаратов и ракет-носителей. В работах по экспериментальной и летной отработке спутников ПС-1, ПС-2 и «Д» активное участие принимали К.Д. Бушуев, Э.И. Корженевский, Г.Г. Болдырев, О.Г. Иванов- ский, Н.П. Белоусов, Е.Ф. Рязанов, В.А. Яздовский, В.Е. Ро- манов, З.И. Круглякова, ГЮ. Максимов, А.А. Ржанов, А.М. Си- доров, В.С. Градусов, О.И. Мамочкин, Н.Г. Сидоров, О.В. Сур- гучев, ГА. Фадеев, Ю.А. Богданович, В.В. Эстрович, Ю.Д. Си- лаев, М.Я. Клейменов, В.М. Арсентьев, Ю.П. Ильин, ИАРас- токина, А.А. Симонова, А.И.Осташев, Н.П. Голунский, К.П. Си- магин, Е.В. Шабаров, А.Н. Вольцифер, Б.Е. Гуцков, Ю.С. Кар- пов, В.К. Шевелев, М.В. Краюшкин. Всеми испытаниями PH и спутника на технической позиции руководил Б.Е.Черток, а на стартовой позиции - Л.А. Воскресенский и Е.В. Шабаров, от завода испытания обеспечивал Ф.А. Цыганов. 17
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Гении убедительно похожи, но и чересчур не похожи на нас. Их удобнее не принять, чем принять. Но ежели их принять, Впереди будут не отстойные затоны, а Оглушительное Половодье. 18
Глава 1 А.А.'Гафаров ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» ВКЛАД НИИ-1 - ЦЕНТРА КЕЛДЫША В СОЗДАНИЕ ПЕРВЫХ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ Хотя НИИ-1, преемник орга- низованного в 1933 г. знаменито- го Реактивного научно-исследо- вательского института - РНИИ, с февраля 1944 г. по март 1965 г. входил в состав Министерства авиационной промышленности, а затем Государственного комитета по авиационной технике, сотрудники института внесли значительный вклад с создание первых искусственных спутников Земли, в осуществление первого пилотируемого космического полета и во многие другие приоритетные достижения нашей страны в космосе. Это стало возможным благодаря деятельности избранного 30 ноября 1946 г. действительным членом Академии наук СССР и назначенного 2 декабря этого же года начальником НИИ-1 Мстислава Всеволодовича Келдыша, который с авгу- ста 1948 г. до 19 мая 1961 г., когда он был избран президен- том АН СССР, являлся научным руководителем института. Наследником НИИ-1 в настоящее время является Государ- ственный научный центр Российской Федерации - Феде- ральное государственное унитарное предприятие «Исследо- вательский центр имени М.В.Келдыша» (ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша») - головное научно-исследовательское предпри- ятие Федерального космического агентства (Роскосмоса) по ракетным двигателям и космическим энергосистемам. Под руководством М.В.Келдыша в деятельности инсти- тута был осуществлен переход от авиационной к ракетной тематике. Начало этому процессу было положено в 1948 г., когда Келдыша как крупного математика и механика при- гласили для консультации в НИИ-88, где в это время завер- шалась подготовка к летным испытаниям первой советской баллистической ракеты дальнего действия Р-1. Там он по- знакомился с С.П. Короле- вым, с той поры началась их творческая совместная работа и рожденная взаим- ной симпатией многолетняя человеческая дружба. Одним из первых со- вместных действий С.П. Ко- ролева и М.В.Келдыша стала разработка, а затем и реа- лизация программы иссле- М.В.Келдыш дований с помощью ракет верхних слоев атмосферы в научных и оборонных целях 30 декабря 1949 г. по этому поводу было издано поста- новление правительства. М.В.Келдыш участвовал в работах в качестве заместителя председателя учрежденной Президи- умом АН СССР в январе 1950 г. специальной комиссии по этой проблеме (председателем комиссии являлся президент АН СССР С.И.Вавилов). Так Келдыш и руководимый им кол- лектив НИИ-1 вплотную подошли к решению проблем ракет и космоса. Ключевую роль для организации работ по созданию первого спутника сыграл подготовленный Михаилом Клав- диевичем Тихонравовым 25 мая 1954 г. по заданию С.П. Ко- ролева и при активной поддержке М.В.Келдыша документ под названием «Докладная записка об искусственном спут- нике Земли». В этом документе, в частности, отмечалось: «В настоящее время имеются реальные технические возможности достижения с помощью изделий «Р» (услов- ное обозначение ракеты дальнего действия) скорости, до- статочной для создания искусственного спутника Земли. Наиболее реальным и осуществимым в кратчайший срок является создание искусственного спутника Земли в виде автоматического прибора, который был бы снабжен на- учной аппаратурой, имел бы радиосвязь с Землей и обра- щался вокруг Земли на расстоянии порядка 170-1100 км от ее поверхности. Такой прибор будем называть простейшим спутником. Простейший спутник мыслится как аппарат без людей, движущийся по эллиптической орбите и предназначенный для научных целей. Вес такого спутника мог бы быть по- рядка 2000-3000 кг, включая научную аппаратуру. Как бу- дет видно из дальнейшего, пути реализации простейшего спутника в настоящее время принципиально ясны. Без со- мнения, некоторые вопросы потребуют дальнейших иссле- дований, но, во всяком случае, можно говорить о создании технического проекта простейшего спутника...». Следует отметить появление впервые в данном доку- менте термина «простейший спутник», который относился 19
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Г.И.Петров В.С.Авдуевский Л.В.Козлов В.Б.Черенков к автоматическому аппарату массой 2000-3000 кг, имею- щему простейшую конструкцию по сравнению со спутником для полета человека. Содержание этого термина претерпело значительное изменение ко времени запуска первых искус- ственных спутников Земли. Автор докладной записки М.К.Тихонравов, соратник С.П.Королева еще по работам в ГИРД и РНИИ, во вре- мя подготовки этого документа был сотрудником НИИ-4 Министерства обороны СССР, созданного в соответствии с Постановлением от 13 мая 1946 г. «Вопросы реактивно- го вооружения», а до выхода этого постановления работал в НИИ-1. Докладная записка явилась обобщением резуль- татов многолетних научно-исследовательских работ, прове- денных в НИИ-4 под руководством М.К.Тихонравова, а так- же под руководством М.В.Келдыша в Отделении прикладной математики Математического института имени В.А.Стеклова АН СССР и в НИИ-1. В 1955 г. член Президиума Академии наук СССР М.В.Келдыш был назначен председателем специальной комиссии Президиума Академии наук СССР по искусствен- ному спутнику Земли. С этого момента и как руководитель комплексных научно-технических разработок, и как предсе- датель многих экспертных комиссий по космическим объ- ектам М.В.Келдыш нес особую ответственность за ход вы- полнения космической программы СССР. Первым документом особой государственной важно- сти, который Келдыш подписал вместе с руководителями промышленности, Академии наук СССР и главными кон- структорами ракетной техники, явились предложения по организационно-техническим мероприятиям в обеспечение создания ИСЗ на базе ракеты Р-7, представленные в Пре- зидиум ЦК КПСС 3 сентября 1955 г. Следует отметить, что в этом документе в качестве одного из направлений раз- работки мероприятий по секретности работ по ракете Р-7 предлагалась «параллельная организация работ по созда- нию малого спутника Земли, который может быть исполь- зован для демонстрации и для систематических исследова- ний научных проблем». 30 января 1956 г. за № 149-88сс вышло Постановление Совета Министров СССР «О создании объекта «Д», которое фактически проложило дорогу в космос для всего челове- чества. Начинался этот исторический документ так: «Придавая большое научное и оборонное значение соз- данию искусственного спутника Земли, Совет Министров Союза ССР ПОСТАНОВЛЯЕТ: 1. Принять предложение Академии наук СССР (п. Не- смеянова, Топчиева, Келдыша), Министерства оборонной промышленности (п. Устинова, Ветошкина), Министерства радиотехнической промышленности (п. Калмыкова, Влади- мирского), Министерства машиностроения (п Смелякова, Паршина), Министерства авиационной промышленности (т. Дементьева), Министерства обороны СССР (т. Жукова), Специального комитета Совета Министров СССР (т. Ря- бикова) и главных конструкторов п. Королева, Глушко, Рязанского, Пилюгина, Кузнецова, Бармина о создании в 1957-1958 гг. на базе разрабатываемого изделия Р-7 искус- ственного спутника Земли (объект «Д») весом 1000-1400 кг с аппаратурой для научных исследований весом 200-300 кг. Срок первого пробного пуска объекта «Д» установить - 1957 год...... Важно отметить, что в соответствии с п. 46) данного по- становления наряду с разработкой и изготовлением объекта «Д» предусматривалось провести научно-исследователь- ские работы и эскизную проработку объекта «ОД» (ориен- тированного объекта «Д»). Таким образом, первый спутник изначально создавался как неориентированный. Несомненный интерес представляет п. 6 постановления, которым предписывалось: «6. В целях обеспечения в дальнейшем пусков с наимень- шими затратами искусственных спутников Земли для науч- ных исследований поручить Академии наук СССР совместно с Министерством оборонной промышленности и Министер- ством обороны СССР рассмотреть возможность создания в период 1956-1958 гг. искусственного спутника Земли ма- лых размеров (объект «МПС») для систематических научных исследований и в двухмесячный срок представить в Совет Министров СССР предложения по этому вопросу.» Наконец, следует отметить п. 8 постановления: «8. В целях наиболее полного использования возмож- ностей объекта «Д» обязать Академию наук СССР (п. Не- смеянова, Топчиева) организовать при Президиуме Ака- демии наук СССР Комиссию по осуществлению научного руководства при создании объекта «Д» во главе с академи- ком Келдышем и с участием ведущих ученых». 20
Глава 1 Приложение № 2 к постановлению содержало «План разработки и изготовления объекта «Д». Пункт 15 этого плана предусматривал проведение работы по теме «Иссле- дование теплового режима объектов «Д» и «ОД». Головной исполнитель темы - НИИ-1 Министерства авиационной промышленности. Содержание работы: «а) разработка методики расчета теплового режима: рас- чет температуры различных элементов конструкций и при- боров с учетом внутренних и внешних источников энергии; б) методика расчета теплового режима с учетом устройств для стабилизации температуры; в) проведение расчетов и выдача рекомендации по соз- данию регулирующих установок, по компоновке и конструк- ции, обеспечивающих оптимальный тепловой режим». Установленные сроки выполнения этих работ: предва- рительный отчет -1 квартал 1956 г.; окончательный отчет - II квартал 1957 г. Кроме того, в соответствии с подпунктом г) на НИИ-1 возлагались разработка и изготовление датчиков в части разработки системы размещения датчиков. Работы по тепловым режимам первых ИСЗ прово- дились в НИИ-1 в Лаборатории газодинамики, теплооб- мена и теплозащиты, руководимой одним из соратников М.В.Келдыша - Георгием Ивановичем Петровым. В период проведения этих работ Г.И.Петров являлся членом-корре- спондентом АН СССР, а в дальнейшем стал академиком. Ведущим исполнителем работ был в тот период канди- дат технических наук, а впоследствии академик Всеволод Сергеевич Авдуевский. Активными, инициативными и изо- бретательными участниками этих работ были инженеры Л.В.Козлов и В.Б.Черенков. В соответствии с планом работ по постановлению, пер- вый отчет с результатами работ «Исследование тепловых ре- жимов искусственного спутника Земли» появился в 1956 г., а в 1957 г. было выпущено еще два отчета на эту тему. НИИ-1 был определен в качестве одного из головных исполнителей по разделу 11 «Исследование и разработка по стабилизации и ориентации объекта «ОД», а также в каче- стве соисполнителя работ по разделу 13 «Исследования и разработки по системам и средствам спуска с орбиты ре- зультатов научных наблюдений». Предварительные отчеты по этим разделам были запланированы на I квартал 1957 г., действующие макеты систем ориентации - на II квартал 1958 г., а эскизные проекты - на III квартал 1958 г. Участие НИИ-1, который с 10 марта 1952 г. стал Научно- исследовательским институтом реактивных двигателей для управляемых ракет, в работах по стабилизации и ориентации объектов «ОД» связано в первую очередь с деятельностью М.В.Келдыша и Б.В.Раушенбаха. В 1955 г. научный руководитель НИИ-1 академик М.В. Келдыш согласился с предложением Б.В. Раушенбаха, начальника отдела лаборатории 6 НИИ-1, начать разработку вопросов управления летательными аппаратами в косми- ческом пространстве. Вот как об этом вспоминал академик Раушенбах: Б.В.Раушенбах АЛ.Ваничев «Для Мстислава Всеволодовича Келдыша было харак- терно стремление поддерживать новые работы, если они казались ему перспективными, даже если эти работы не соответствовали тематике института. Именно эта принципи- альная позиция М.В.Келдыша способствовала возникнове- нию и успешному развитию в институте тематики, связанной с созданием первых (не только в отечественной, но и миро- вой технике) систем управления ориентацией космических аппаратов». Первоначально к указанной работе были привлече- ны инженер ДАКнязев и аспирант Е.А.Токарь. В 1956 г. М.В.Келдыш утвердил первый фундаментальный отчет Раушенбаха и Токаря «Об активной системе стабилизации искусственного спутника Земли». Результаты проработок обсуждались как в НИИ-1, так и на семинаре, которым ру- ководил академик А.Ю.Ишлинский. Некоторые общие пред- варительные результаты были изложены в сводном отчете ОПМ МИАН и НИИ-1 «Предварительное исследование про- блемы создания ориентированного спутника Земли», вы- шедшем в 1956 г. Основное внимание в работах НИИ-1 было уделено вопросам разработки систем активной ориентации, в то время как в ОПМ практически занимались лишь пассив- ными гравитационными системами ориентации. В результате интенсивных исследований к концу 1956 г. в НИИ-1 была разработана схема системы активной ориен- тации искусственного спутника Земли «ОД», рассмотрен и решен ряд узловых вопросов создания таких систем. Было проведено сравнение исполнительных органов двух типов (реактивных двигателей и реактивных маховых масс), выяв- лены преимущества и недостатки каждого из них, показано, что теоретически оптимальной является комбинированная система исполнительных органов. Результаты, полученные в 1956-1957 гг„ оказали боль- шое влияние на последующее развитие систем ориентации и не потеряли актуальности до настоящего времени. Так, например, чрезвычайно интересным был гироскопический датчик угла рысканья, который впоследствии получил на- звание гироорбитанта и до настоящего времени находит самое широкое применение в системах ориентации искус- ственных спутников Земли. 28 января 1957 г. группа государственных деяте- лей, включая С.П.Королева и М.В.Келдыша, представила 21
История развития отечественных автоматических космических аппаратов в Президиум ЦК КПСС докладную записку о готовности к запуску упрощенного искусственного спутника Земли. В докладной записке отмечалось: «... ученые и конструкторы, работающие над созданием объекта «Д», в целях опробования намеченной схемы спут- ника и получения предварительных данных о торможении ракет в верхних слоях атмосферы и о влиянии ионосферы на распространение радиоволн, внесли предложение, не ожидая пусков объекта «Д», провести два пробных пуска изделий Р-7, приспособленных для несения упрощенных (с уменьшенным весом головной части) малых спутников Земли». Постановлением от 15 февраля 1957 г. Президиум ЦК КПСС принял предложение о запуске ИСЗ с помощью ракеты Р-7 в начале Международного геофизического года. Так официально был дан старт работам по созданию пер- вых космических объектов, получивших среди участников этих работ наименование «простейшие спутники» - ПС. Результаты выполненных в НИИ-1 работ по тепловым режи- мам этих аппаратов были изложены в отчете «Определение внешних тепловых потоков для ПС-1 и ПС-2. Методика рас- чета теплового режима ПС-1 и ПС-2. Методика моделиро- вания теплового режима в земных условиях». А вот что вспоминал о тех днях Г.И.Петров: «В работе, проводимой сразу после запуска первого спутника, естественно, вставало множество вопросов, кото- рые требовали спешного решения, в частности, при посылке в космос знаменитой Лайки - тридцативаттной собачки. Для того чтобы рассчитать необходимый отвод тепла из аппа- рата, нам необходимо было знать, сколько его выделяется в нем. Поскольку радиоаппаратура выделяет тепло и мощ- ность его исчисляется в ваттах, то и собачку мы тоже оце- нивали по вапам, т.е. по тому количеству тепла, которое она выделяет. Собачка Лайка выделяла около тридцати вап. Некоторые вопросы приходилось решать на ходу. Помню, в субботу, по-моему, вечером спешно надо было приехать в КБ... Мстислав Всеволодович сам сел за руль и повез нас в КБ... Нам нужно было срочно решать вопрос об изменении размещения приборов, чтобы освободить пространство для Лайки, и она имела возможность выгнуть спинку. Много было таких вопросов, которые приходилось решать прямо на ходу. Работали очень много...». Менее чем через месяц, 3 ноября 1957 г., был успешно запущен ПС-2 - второй искусственный спутник с собакой Лайкой на борту. А15 мая 1958 г. вышел в космос объект «Д» - третий искусственный спутник Земли в истории чело- вечества, созданный в нашей стране. За вклад в создание ракеты Р-7 и первых ИСЗ Ленин- ская премия была присуждена М.В.Келдышу и начальнику Лаборатории жидкостных ракетных двигателей НИИ-1 Алек- сандру Павловичу Ваничеву. Высокими правительственны- ми наградами была отмечена группа сотрудников НИИ-1.
ГЛАВА 2 ПЕРВЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ МЕЖПЛАНЕТНЫЕ СТАНЦИИ НАЧАЛО ИЗУЧЕНИЯ ЛУНЫ АВТОМАТИЧЕСКИЕ МЕЖПЛАНЕТНЫЕ СТАНЦИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАРСА, ВЕНЕРЫ, ЛУНЫ ПРИЛУНЕНИЕ ПРОДОЛЖЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ ЛУНЫ
История развития отечественных автоматических космических аппаратов 'В.И.Леиюпае^, ЛЯНЪульне^, ЪЛ.Сасом^ ОАО «РКК «Энергия» НАЧАЛО ИЗУЧЕНИЯ ЛУНЫ Запуск первых искусственных спутников Земли показал, что летательные аппараты могут в течение длительного вре- мени функционировать в космическом пространстве, однако для решения конкретных задач межпланетных полетов необ- ходимо иметь ракету-носитель, способную вывести на орбиту искусственного спутника Земли не только космический аппа- рат, но и разгонную ступень, которая обеспечивала бы старт его с околоземной орбиты и вторую космическую скорость (более 11,2 км/с). Постановлением от 20 марта 1958 г. пред- усматривалась разработка лунной станции и трехступенчатой ракеты 8К72 на базе ракеты Р-7 с целью достижения второй космической скорости и доставки лунной станции на Луну (первый вариант) или облет ею Луны (второй вариант). Время на проектно-конструкторскую разработку, изготовление и от- работку было минимальным: нужно было сохранить приори- тет СССР в освоении космоса и исследовании Луны. Эскизный проект третьей ступени ракеты Р-7, названной блоком «Е», был выпущен в 1958 г. Ракетный блок «Е» имел начальную массу 8 т, массу полезной нагрузки 350-450 кг, тягу двигателя 5 тс и компоненты топлива кислород-керосин. Стабилизация блока «Е» осуществлялась специальными со- плами на отработанном газе (после турбонасосного агрега- та) по командам автономной системы управления. Впервые предусматривалось поперечное деление ступеней ракеты с запуском двигателя в условиях космического пространства. Работа по созданию двигателя 8Д714 для ракетного блока «Е» проводилась совместно ОКБ-154 (САКосберг) и ОКБ-1 (М.В.Мельников). При этом проектная разработка принципиальной схемы двигателя и испытания высотного двигателя с органами управления и регулирования прово- дились в ОКБ-1. Как головная организация ОКБ-1 несло от- ветственность за: - разработку компоновки, проведение сборки и обеспе- чение поставки двигателя; - разработку, экспериментальную отработку и испытания (автономные и в составе двигателя) следующих агрегатов двигателя: камеры сгорания с высотным насадком сопла, силовой схемы, рамы и узлов крепления двигателя, орга- нов управления с газораспределительным дросселем, газо- проводов и рулевых реактивных сопел, клапанов продувки при запуске, блока продувки и клапана слива при выклю- чении камеры сгорания, пиротехнического зажигательного устройства и приспособления для опрессовки двигателя. Для высотных испытаний камеры сгорания, органов управления и двигателя в целом с органами и элементами систем управления и регулирования в ОКБ-1 была создана газодинамическая эжекторная установка. Главный конструктор СЛКоролев и Президент АН СССР М.В.Кепдыш Размещение лунной межпланетной станции на ракетном блоке «Е» 24
Глава 2 Проводилась экспериментальная отработка схемы одно- ступенчатого «пушечного запуска кислородной камеры сго- рания по схеме ракетного блока «Е». При создании ЖРД были решены многие научно-технические проблемы, такие как запуск в условиях космического пространства, обеспе- чивающий надежное отделение последней ступени ракеты по схеме «горячего поперечного деления; создание новых органов управления, использующих отработанный газ после турбины двигателя для получения малых управляющих ре- активных сил (моментов). Большой творческий вклад в разработку двигателя внес- ли М.В.Мельников, И.И.Райков, БАСоколов, В.Г. Борздыко, М.М.Викторов, В.П.Григорьев, Г.Г.Головинцева, В.Н. Емелья- нов, ФАКирьянов, ФАКоробко, Г.В.Костылев, А.Ал.Моро- зов, А.Ан.Морозов, Э.В.Овечко-Филиппов, Ю.К. Семенов, Н.М. Синицын. В разработке блока «Е» участвовали П.И. Ермола- ев, С.С. Крюков, Я.П.Коляко, ПАЕршов, В.М. Протопопов, И.П. Фирсов, Л.Г.Садовая, АЛФролов, А.И. Нечаев, Б.А. Ро- дионов, ААРжанов, ААРябов, И.А. Белянин, В.М.Удовен- ко, ВАФоняев, Г.Н.Дегтяренко, В.В.Симакин, А.Д. Гуль- ко, Б.Е. Гуцков, АНВольцифер, О.Н. Воропаев, В.И. Реше- тов, НАСиулин, НАЗадумин, П.Ф. Шульгин, В.Д.Осипов, Ю.В. Кротов и др. Систему управления блока разрабатывал НИИ-885 (НА Пилюгин). Ракетный блок «Е» обеспечивал выведение межпла- нетных станций Е1 (для пролета вблизи Луны), Е1А (для достижения поверхности Луны), Е2, Е2А, ЕЗ (облет Луны, фотографирование обратной ее стороны и передача изо- бражения на Землю) на траекторию полета к Луне и сообще- ние им второй космической скорости. Отделение станции происходило после выключения двигательной установки блока «Е». Межпланетные станции первой группы с индексами Е1 и Е1А различались между собой в основном настройкой применяемой научной аппаратуры, а конструктивно были подобны первому спутнику ПС-1, но имели большие разме- ры (герметичный корпус станций имел сферическую фор- му), тепловой режим обеспечивался путем обдува венти- лятором с передачей тепла к корпусу, внешняя поверхность которого была обработана с обеспечением необходимых оптических коэффициентов излучения и поглощения. В корпусе установили трубчатую ферму, на которой раз- мещались аппаратура радиокомплекса и автоматики, науч- ная аппаратура для исследования метеорных частиц, изме- рений магнитного поля Земли и Луны, газовой компоненты межпланетного вещества и корпускулярного излучения Солнца, регистрации тяжелых ядер в первичном космиче- ском излучении, интенсивности и вариаций интенсивности космических лучей, фотонов; также на ней размещались источники тока (серебряно-ртутные батареи) и вымпелы, свидетельствующие о принадлежности аппарата Советскому Союзу. Снаружи корпуса располагались штыревые и лен- точные антенны, штанга с датчиком магнитометра, ионные ловушки, датчики микрометеоритов и другие приборы. Первый посланец Земли к Луне - межпланетная станция «Мечта» («Пуна-1») - пролетела на расстоянии 5-6 тысяч километров от Луны и стала спутником Солнца Корпус межпланетной станции заполнялся газообраз- ным азотом при давлении 1,3 кгс/см2. На блоке «Е» уста- навливалось устройство для создания натриевого облака, позволяющего наблюдать за ним с Земли. При экспериментальной отработке станции Е1 особое внимание уделялось надежности ее отделения от ракеты- носителя, обеспечению необходимого теплового режима и надежности функционирования приборного состава. Для этих целей создали установку для отработки разде- ления и тепловой макет станции. На установке разделения было проведено несколько десятков отстрелов, определя- лась величина навески пиропатрона и безударность вы- хода станции из опорного конуса, а на тепловом макете в специальном стенде НИИ-229 определялись тепловые параметры станции. Проводились также проверка станции на герметичность и отработка механизмов раскрытия ан- тенн. В лабораториях смежных организаций отрабатыва- лись электрические характеристики бортовых приборов и их функционирование. В целях экономии времени и затрат материальной ча- сти трехступенчатая ракета отрабатывалась одновременно с выполнением лунной программы. Постановление от 2 сен- тября 1958 г. предусматривало запуск космической ракеты к Луне в сентябре 1958 г. Тогда же, в сентябре 1958 г., были утверждены программы пусков станции Е1 (вариант попада- ния) и станции Е2А (вариант облета). 25
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Первый пуск ракеты-носителя 8К72 со станцией Е1 состоялся 23 сентября 1958 г. Однако полет завершился аварией ракеты-носителя на 87-й секунде из-за возникно- вения возрастающих продольных колебаний. Суть явления состояла в том, что продольные колебания конструкции с низкой (из-за малой упругости) частотой передавались че- рез гидравлический траст в ДУ, которая возбуждала ответ- ные колебания давления в камере сгорания, вследствие чего возникало резонансное явление, приводящее к разрушению ракеты-носителя в полете. При повторном пуске 12 октября 1958 г. ракета опять потерпела аварию на 104-й секунде по той же причине. Аварийная комиссия во главе с членом-корреспондентом Академии наук СССР Б.Н.Петровым сумела в короткий срок досконально разобраться в физике этого явления и выработать рекомендации по его устранению. Так впервые в мировой практике ракетостроения появился демпфер продольных колебаний, встроенный в топливную маги- страль двигательной установки. Пуск 4 декабря 1958 г. вновь завершился аварией на 245-й секунде полета из-за дефекта мультипликатора насо- са перекиси водорода. Успех пришел 2 января 1959 г. Ракета 8К72 № Б1-6 стар- товала в 19 ч 41 мин 25 с. Старт и полет всех трех ступеней ракеты прошли нормально, но из-за больших ошибок систе- мы радиоуправления станция массой 361,3 кг прошла мимо Луны на расстоянии 5000 км и вышла на гелиоцентрическую орбиту. Научная аппаратура функционировала на удалении до 500000 км. Впервые была осуществлена связь на столь большом расстоянии. Руководство страны дало высокую оценку достижениям науки, техники, труду коллектива ра- ботников, участвовавших в создании межпланетной станции «Луна-1» («Мечта»), и гигантский научно-технический прогресс, достигнутый трудящимися первой в мире страны победившего социа- лизма. Центральный Комитет Коммунистической партии Со- ветского Союза и Совет Министров СССР горячо поздрав- ляют ученых, инженеров, техников, рабочих, весь коллектив работников, участвовавших в создании и запуске космиче- ской ракеты. Дорогие товарищи! Партия, Правительство и все совет- ские люди высоко ценят ваш самоотверженный труд и выра- жают твердую уверенность в том, что вы еще не раз порадуе- те нашу любимую Родину и все прогрессивное человечество новыми открытиями и достижениями мирового значения. Слава труженикам советской науки и техники, пролагаю- щим новые пути к раскрытию тайн природы и покорению ее сил на благо человечества! Центральный Комитет КПСС, Совет Министров СССР «Правда», 4 января 1959 г. Пуск 18 июня 1959 г. завершился аварией на 152-й се- кунде из-за отказа гирогоризонта. Авария ракеты-носите- ля при этом запуске создала жесткие условия дальнейшей работы: необходимо готовить одновременно две ракеты на технической позиции, чтобы обеспечить наивыгоднейшие сроки запуска станции, одновременная работа на техниче- ской позиции и стартовом комплексе исключалась из-за от- сутствия второй испытательной команды. 12 сентября 1959 г. состоялся очередной пуск раке- ты 8К72 № ИЗ-7Б, который позволил полностью выпол- нить программу по достижению поверхности Луны. При- несли плоды тщательная подготовка материальной части Ученым, инженерам, техникам, рабочим, всему коллективу работников, участво- вавших в создании и запуске косми- ческой ракеты Создание многоступенчатой космической ракеты и успеш- ный ее запуск в сторону Луны 2 января 1959 года знаменуют собой величайшее достижение советской науки и техники. Первый межпланетный по- лет советской космической ра- кеты открывает славную стра- ницу в изучении космического пространства и демонстрирует человечеству творческий гений свободного советского народа Межпланетная станция «Луна-2» (Е1А) 26
Глава 2 . । < 7 , <j . нпя1.₽ь 1 ич *> м COBFIY к X С' XI- АЛ/* 1 ЧЕСКИХ РЬХ ПУБЛ К Вымпелы, доставленные на Луну межпланетной станцией «Луна-2» и меры по обеспечению требуемой точности траектории: скорость в конце активного участка траектории выдержана с точностью до нескольких метров в секунду, а отклонение вектора скорости по направлению не превышало одной де- сятой градуса. В средствах массовой информации было опубликовано сообщение о полете межпланетной станции «Луна-2», до- ставившей на поверхность Луны вымпел СССР. Это произо- шло 14 сентября 1959 г. в 00 ч 02 мин 24 с по московскому времени, а 15 сентября 1959 г. участники этого события принимали поздравления. Ученым, конструкторам, инженерам, техникам, рабочим и всему коллективу участников создания и запуска второй советской космической ракеты на Луну Центральный Комитет Коммунистической партии Со- ветского Союза и Совет Министров Союза ССР горячо по- здравляют ученых, конструкторов, инженеров, техников и рабочих, принимавших участие в создании и запуске второй советской космической ракеты на Луну. Дорогие товарищи! Своим творческим самоотверженным трудом вы еще раз показали всему миру силу и мощь научных и технических достижений страны социализма. Запуск второй советской космической ракеты, достигшей 14 сентября по- верхности Луны, знаменует собой новую эру в завоевании че- ловечеством космического пространства; впервые в истории осуществлен полет с Земли на другое небесное тело. Мы уверены, что новая славная победа советской науки и техники послужит великому делу укрепления мира во всем мире, развитию дружественных отношений между всеми на- родами. Слава советским ученым, конструкторам, инженерам, техникам и рабочим, прославляющим своим трудом нашу великую социалистическую Родину, иду- щую под мудрым руководством ленин- ской партии к новым победам в строи- тельстве коммунизма! Центральный Комитет КПСС, Совет Министров СССР «Правда», 15 сентября 1959 г. Следующий этап лунной программы выполнялся станциями Е2, Е2А и ЕЗ, ко- торые должны были сфотографировать и передать на Землю фотоснимки об- ратной, невидимой земному наблюдате- лю, стороны Луны. Конструктивно эти станции изго- товили в виде герметичного сварного цилиндрического контейнера из алюми- ниевого сплава со сферическими дни- щами. На наружной поверхности устанавливались панели солнечных батарей, жалюзи системы терморегулирования, антенны радиокомплекса, иллюминаторы, датчики научной аппаратуры, датчики и микродвигатели системы ориента- ции. Внутри на раме разместили аппаратуру радиокомплек- са, автоматики, научных исследований, фототелевизионное устройство «Енисей» и буферные батареи электропитания. Станцию Е2 должны были укомплектовать фототелеви- зионной аппаратурой и радиокомплексом, изготовленным в КБ главного конструктора А.Ф.Богомолова (ОКБ МЭИ), а станцию Е2А - фототелевизионной аппаратурой, изготов- ленной в КБ главного конструктора Е.С.Губенко (СКБ-567), и радиокомплексом разработки НИИ-885. К разработке приняли станцию Е2А. Фототелевизионное изображение обратной стороны Луны, переданное станцией «Луна-3» 27
История развития отечественных автоматических космических аппаратов arnusarwveciw межпланетная станция Е2А 1 - ленточные антенны 2 - воздуховод вентилятора 3 - протонная ловушка 4 - малая солнечная батарея 5-масс-спектрометр 6 - солнечные датчики переворота 7 - прибор для регистрации метеорных частиц 8 - штыревые антенны 9-лунные датчики 10 - крышка иллюминатора 11-большая солнечная батарея 12-жалюзи 13-привод системы Система ориентации станции Е2А включала комплект из восьми датчиков положения Солнца, блок датчиков положе- ния Луны, блок датчиков угловой скорости, систему испол- нительных органов (микродвигатели, работающие на сжатом азоте) и счетно-решающий блок, преобразующий сигналы дат- чиков в команды. Это была первая система активной ориента- ции космического аппарата. Общая разработка, изготовление и испытание системы ориентации проводились в НИИ-1 МАП (руководитель - Б.В.Раушенбах). После перехода коллектива Б.В.Раушенбаха в ОКБ-1 проектно-конструкторские работы были продолжены: по системе ориентации - Е.А.Башкиным, по системе реактивных двигателей - Д.А. Князевым, по иссле- дованиям динамики и расчетам - В.П. Легостаевым. Большой вклад в разработку элементов системы внесли В.А. Николаев, АМПациора, Б.П. Скотников, Ю.В.Спаржин, М.М. Тюлькин, А.В. Чуканов, Е.Н. Токарь и др. Объем экспериментальной от- работки станции Е2А, аналогичный объему и целям экспери- ментальной отработки станции Е1, дополнительно включал отработку новой системы ориентации. Запуск межпланетной станции Е2А состоялся 4 октября 1959 г. Система ориентации была включена после сближения с Луной, когда станция находилась в заданном положении от- носительно Луны и Солнца. Расстояние до Луны составляло 60000—70000 км. После экспонирования всех кадров систе- му ориентации отключили. Полученные фотокадры были переданы по телевизионному каналу на Землю. Станция прекратила существование 20 апреля 1960 г. в плотных слоях атмосферы. В средствах массовой информации прошло со- общение о полете межпланетной станции «Луна-3». Первые изображения обратной стороны Луны принимались времен- ным пунктом измерения и управления в Крыму на горе Кошка вблизи Симеиза. Автоматическая станция ЕЗ имела целевую задачу: сфо- тографировать боковую часть Луны с захватом ее видимой и невидимой стороны с Земли для осуществления точной привязки при картографировании невидимой части Луны. Аналог станции «Пуна-3» в музее РКК «Энергия» терморегулирования 14-пневмоблок системы ориентации 15- солнечные датчики 16-управляющие сопла Два пуска (15 и 19 апреля 1960 г.) ракеты-носителя 8К72 со станцией ЕЗ были аварийными из-за отказа ракеты-носителя. В разработке проектов межпланетных автоматиче- ских станций по программе изучения Луны активное уча- стие принимали Г.Ю. Максимов, В.В. Молодцов, В.К.Алгу- нов, Л.И. Дульнев, А.А. Кочкин, А.А. Дашков, В.Н. Кубасов, В.И.Фрумсон. 28
Глава 2 О Б. Н. Петров. Р.Д.Соколов. С.ДМлм'ген/са ОАО РКК «Энергия» АВТОМАТИЧЕСКИЕ МЕЖПЛАНЕТНЫЕ СТАНЦИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАРСА, ВЕНЕРЫ И ЛУНЫ С.П.Королев, являясь продолжателем учения К.Э. Циол- ковского, стремился претворить в жизнь его идеи об освое- нии человеком космического пространства, начиная с Луны и ближайших планет Солнечной системы. Исследование космического пространства с помощью автоматических ап- паратов позволило бы получить более точные физические характеристики межпланетного пространства, а также пла- нет Марс и Венера. Более достоверное и точное знание этих характеристик было необходимо для разработки межпла- нетных пилотируемых кораблей. Кроме того, конструкция и системы автоматических аппаратов должны были стать про- тотипами для будущих пилотируемых кораблей. Перспекти- ва создания на базе ракеты Р-7 многоступенчатого носителя космических аппаратов открывала новые возможности для исследования Луны и ближайших планет Солнечной систе- мы - Венеры и Марса. На основании проектных проработок С.П.Королев со- вместно с М.В.Келдышем после обсуждения этих проблем на Совете главных конструкторов внесли в правительство соответствующие предложения. Предложения были поддер- жаны, и Постановлением от 10 декабря 1959 г. «О развитии исследования космического пространства» положено нача- ло созданию космической ракеты для полета к другим пла- нетам (Марсу, Венере), определены головные организации, утвержден межведомственный научно-технический со- вет в составе М.В.Келдыша (председатель), С.П.Королева, ААБлагонравова, К.Д.Бушуева (заместители), В.П.Глушко, М.С.Рязанского, Н.А.Пилюгина, М.К.Янгеля, Г.А.Тюлина, В.П.Бармина и др., назначен срок выпуска эскизного про- екта по аппаратам для полета на Марс и Венеру - февраль 1960 г. В дальнейшем эти космические аппараты полу- чили название автоматических межпланетных станций. Постановление от 4 июня 1960 г. «О плане освоения кос- мического пространства» предписывало создать четырех- ступенчатую ракету-носитель для полета на Марс и Венеру, в августе-сентябре 1960 г. запустить ее к Марсу и осуще- ствить подготовку PH для полета к Венере в оптимальные астрономические сроки. Работы по созданию автоматических аппаратов на- чались в отделе 9 (сектор Г.Ю.Максимова) с расчетов траекторий полетов к Марсу и Венере. В течение декабря 1959-го и января 1960 г. были проведены предваритель- ные компоновочные работы, расчеты и завязки основных систем станций: систем терморегулирования и ориен- тации, радиосистемы, систем управления, телеметрии, фототелевизионной установки, научной аппаратуры для исследований межпланетного пространства, космическо- го излучения, магнитных полей, корпускулярных частиц, тяжелых ядер, исследование атмосферы и поверхно- сти планет и характерных признаков жизни на планетах. 28 февраля 1960 г. С.П.Королев утвердил график раз- работки, выпуска рабочих чертежей, изготовления, экс- периментальной отработки, комплексных электрических испытаний на заводе, подготовки на технической позиции и осуществления пуска автоматических межпланетных станций для исследования планеты Марс. Первой автома- тической межпланетной станции был присвоен индекс 1М. По этому графику предусматривалось в середине марта выпустить проектную документацию, выдать технические задания смежным организациям, все исходные данные - конструкторским отделам; в апреле - подготовить рабо- чие чертежи на штатные и экспериментальные образцы станций и на приборы собственного изготовления; в конце июня - изготовить первые объекты для отработки разделе- ния, статических и тепловых испытаний; в середине июня - Четырехступенчатая ракета-носитель 8К78 •Молния» (ракета Р-7+блок «И»+блок »Л» с полезным грузом) 29
История развития отечественных автоматических космических аппаратов поставить на контрольно-испытательную станцию пер- вый аппарат для комплексных электрических испытаний, а в середине августа - отправить испытанные аппараты (станции) на полигон НИИП-5 для подготовки их запуска в конце сентября - начале октября 1960 г. (в соответствии с оптимальной астрономической датой пуска). Специально для запуска этих станций на базе ракеты Р-7 была разработана, изготовлена и испытана в стендовых усло- виях новая четырехступенчатая ракета-носитель 8К78. В каче- стве третьей ступени (блока «И») использовали (с доработ- кой) вторую ступень ракеты Р-9 с двигателем КБХА (главный конструктор - САКосберг), а четвертой ступени - блок «Л», разработанный ОКБ-1, на котором был впервые применен ЖРД замкнутой схемы С1.5400, также разработанный ОКБ-1. Первый отечественный ЖРД с дожиганием газогенера- торного газа в камере сгорания позволил при применении освоенных компонентов топлива получить более высокий (340 кгс-с/кг) удельный импульс тяги в пустоте, чем у всех существовавших в то время двигателей. При создании ЖРД с дожиганием впервые были раз- работаны: - пневмогидравлическая схема двигателя, обеспечи- вающая его надежное включение в условиях космического пространства после длительного пребывания в состоянии невесомости; Первый в мире жидкостный ракетный двигатель замкнутой схемы с тягой около 7 тс, разработанный в ОКБ-1 - газогенератор, который при минимальных массе и габаритах обеспечивает переход жидкого кислорода в га- зообразный с температурой 350-400 °C при равномерном поле температур путем сжигания в кислороде небольшого количества керосина; - турбонасосный агрегат с центростремительной турби- ной, работающей на окислительном газогенераторном газе с высоким противодавлением; - надежно охлаждаемая камера сгорания с высокой степенью расширения газа в сопле, устойчиво работающая на окислительном газогенераторном газе с температурой 300-350 °C и керосине; - специальная пиротехническая арматура; - пороховой стартер, обеспечивающий первоначальную раскрутку вала ТНА при запуске двигателя, и поворотные рулевые сопла для управления по крену, работающие на вос- становительном газогенераторном газе и имеющие малый момент трения. При создании турбонасосного агрегата приняты меры, исключающие возгорание турбины и газового траста в газо- образном кислороде с высокой температурой 700 °C. Впервые в ЖРД камера сгорания была изготовлена из титанового сплава. Внедрение титанового сплава потре- бовало разработки новых технологических процессов: пай- ки, сварки и т.д. За май-декабрь 1960 г. изготовили вновь 54, а с учетом переборок - 83 двигателя и провели их огневые испытания. Двигатель 01.5400 (11ДЗЗ) изготавливался на Заводе экспериментального машиностроения и до настоя- щего времени эксплуатируется в составе космической раке- ты-носителя «Молния». При разработке блока «Л» исходили из того, что запуск его ДУ должен обеспечиваться в условиях невесомости че- рез 1,5 ч полета по орбите вокруг Земли, а не непосред- ственно после окончания работы третьей ступени. Поэтому на блоке «Л» требовалось установить систему стабилизации и ориентации на время паузы и блок обеспечения запуска двигателя в невесомости. Таким образом, в состав четвертой ступени входили блок «Л», СОИС, БОЗ, отделяемый косми- ческий аппарат, головной обтекатель, по форме аналогич- ный обтекателю корабля «Восток», а также два пороховых ускорителя для создания осевой перегрузки. На блоке «Л» устанавливалась система управления блоками «И» и «Л», разрабатываемая НИИ-885 (НАПилюгин). Блок «Л» состоял из топливного отсека, однокамерного двигателя в карданном подвесе и ферменного отсека. В свя- зи с тем, что блок «Л» подвергался в полете длительному воздействию солнечной радиации, топливные баки имели специальную теплоизоляцию. Специальные сильфоны по- зволяли двигателю отклоняться до 3 ° для управления по тангажу и рысканию. Для управления по крену имелись два сопла тягой по 10 кгс, способные отклоняться на угол до 45 °, работающие от дополнительного газогенератора, газ из которого одновременно подается для наддува баков окис- лителя и горючего. Задержки при изготовлении, трудности при подготовке блока к стендовым испытаниям привели к 30
Глава 2 тому, что заключение по результатам огневых испытаний было получено лишь в начале октября 1960 г. Положитель- ные результаты стендовых испытаний блока «Л» позволили перейти к конкретной подготовке ракетно-космического комплекса для осуществления старта автоматической меж- планетной станции 1М в сторону Марса. Разработка блоков «И» и «Л» осуществлялась под руко- водством С.С.Крюкова, П.И.Ермолаева и Я.П.Коляко. В ней принимали участие АААксенцов, И.Н.Белянин, Б.П.Болгов, Э.Н.Бутузов, О.Н.Воропаев, В.Г.Высоцкий, Е.Л.Горбенко, П.А. Ершов, В.Ф.Ефремов, В.П.Кураев, В.Н.Лакеев, И.Л. Ми- нюк, ЮАМихеев, А.И.Нечаев, ВД.Осипов, С.Ф.Парму- зин, В.С.Патрушев, В.И.Решетов, ААРжанов, Б.А. Родио- нов, ААРябов, НАСиулин, Б.П.Сотсков, В.М.Удоденко, И.П. Фирсов, А.П.Фролов, Е.П.Фролов, В.С.Фоняев, В.Г. Ха- спеков, П.Ф.Шульгин, А.С.Кашо (ведущий конструктор). Разработка двигательной установки и ЖРД проводилась под руководством М.В.Мельникова. В работе участвовали В.М.Протопопов, Н.Н.Тупицин, НАЗадумин, И.И.Райков, Б.А.Соколов, В.Г.Борздыко, Г.Г.Подобедов и др. С.С.Крюков и Я.П.Коляко - руководители проектных работ по первым ракетам-носителям Особенности условий межпланетных полетов ав- томатических станций к Марсу и Венере и проведение исследований при пролете на близком расстоянии от планет и, главным образом, обеспечение посадки спу- скаемых аппаратов на поверхность планет потребовали Установка четырехступенчатой ракеты-носителя с автоматической межпланетной станцией на стартовое устройство 31
История развития отечественных автоматических космических аппаратов от разработчиков создания новых сложных систем и спе- циальных элементов конструкции. Впервые были раз- работаны радиосистемы дальней космической связи (до 300 млн км), система управления с солнечно-звездной пре- цизионной ориентацией и система посадки на поверхности Марса и Венеры. Для обеспечения необходимых точностей ориентации (до нескольких угловых минут) было принято решение установить оптические датчики, гироскопы и дви- гательную установку на единой жесткой плите, вваренной в гермокорпус орбитального отсека. Учитывая сложность систем и конструкции, а также длительные сроки полета (1-2 года), был запланирован большой объем экспериментальной отработки. Программа экспериментальной отработки предусматривала проверку теплового режима станции и испытания системы термо- регулирования, прочностные испытания на статические и динамические нагрузки, комплексные электрические ис- пытания систем, проверку механизмов раскрытия антенн и солнечных батарей. Много внимания было уделено испытаниям, связанным с особенностями полета и выполнением целевой задачи. В первую очередь это относилось к системе посадки на по- верхность планет. Атмосфера Марса и Венеры резко отличается от зем- ной, и отработка парашютов для спуска в ней должна была проводиться на недоступных для самолетов высотах и ре- жимах. С этой целью в ОКБ-1 создается экспериментальный ракетный комплекс Р11А-МВ, выводивший макет СА на вы- соту около 50 км. В серии пусков ракет Р11 А-MB были отра- ботаны трехкаскадная (два тормозных купола) парашютная АМС для исследования планеты Венера (1ВА) «Венера-1» система для спуска в плотной атмосфере Венеры и двух- каскадная система для разреженной атмосферы Марса. Ак- тивное участие в организации и проведении этих работ при- нимали В.Ф.Рощин, АГ.Решетин, ВАТимченко, ЛАВолгин, Е.М.Коськин. Для подготовки АМС и ракет-носителей к пуску исполь- зовались технические и стартовые комплексы ракеты Р-7. В монтажно-испытательном корпусе технического комплек- са было развернуто испытательное место для проверок и испытаний станций, а на стартовом комплексе установлено оборудование для их окончательной проверки. Наземные комплексные электрические испытания АМС продвигались очень тяжело, т.к. не удавалось пройти всю про- грамму работы станции в условиях полигона, начиная с отде- ления от PH до фотографирования и передачи изображения планеты на Землю. Радиоблок в комплексе со всеми систе- мами (на тот период весьма сложный) не обеспечивал работу АМС: выходили из строя передатчики, приемники, счетно-ре- шающая часть и т.д. К концу сентября 1960 г. все-таки удалось пройти участок до планеты, однако первая же работа с фото- телевизионным устройством привела к серьезной аварии вну- три станции, на устранение которой потребовалось два дня. Оптимальная астрономическая дата (20-25 сентября 1960 г.) давно уже прошла, приближалась дата критического резерва, после которой необходимо было уменьшать полезную массу для обеспечения вывода станции в заданную точку простран- ства. Поэтому приняли решение снять ФТУ. Из-за недостатка времени проверку герметичности в барокамере решили не проводить. Была выделена группа специалистов, отвечавших за окончательную сборку станции. 8 октября 1960 г. полностью со- бранный ракетно-космический комплекс установили в стартовую систему. Старт первой ракетно-космической системы с АМС на борту для исследования Марса был осуществлен 10 октября 1960 г. Пер- вая и вторая ступени проработали нор- мально, при работе третьей ступени из- за повреждения движка потенциометра в командной цепи гирогоризонта про- шло аварийное выключение ДУ. Второй запуск АМС в сторону Марса был про- веден 14 октября 1960 г. Эта станция так же, как и первая, не достигла планеты из-за незапуска ДУ третьей ступени (не- герметичность разделительного клапана и, как следствие, замерзание горючего в трубопроводе подачи его в ТНА). В сентябре 1960 г. С.П.Королев вме- сте с присутствовавшими на полигоне специалистами приступил к анализу разработанной станции 1М и проработ- кам автоматической станции для полета к планете Венера. Астрономический срок старта находился между 15 ян- 32
Глава 2 варя и 15 февраля 1961 г. Разработка АМС для полета к Венере проводилась в течение второй половины 1960 г. в соответствии с графиком, утвержденным С.П.Королевым 8 мая 1960 г. К сентябрю 1960 г. выпустили рабочие чертежи по станции 1В. Однако было ясно, что станцию с доставкой спускаемого аппарата в виде «телевизионной трубки» на поверхность Венеры в оставшиеся сроки создать невозмож- но. Поэтому на полигоне приняли решение об изготовлении АМС для полета к Венере на основе проектных параметров станции 1М. Основной объем отработки заимствовался со станции 1М. 1 января 1961 г. станцию, которая получила ин- декс 1ВА, в отличие от ранее разрабатываемой станции 1В с посадкой на поверхность Венеры, отправили на полигон. Первый в мире старт к планете Венера был осуществлен 4 февраля 1961 г., третья ступень отработала нормально, однако блок «Л» не запустился. Следующий пуск АМС 1ВА состоялся 12 февраля 1961 г. Все системы ракеты-носителя сработали нормально. На ор- биту вышла АМС с разгонным блоком «Л», обогнула Землю и над Экваториальной Африкой впервые в мире стартовала в сторону Венеры. Эта станция получила название «Венера-1». В самом начале полета (после отделения) на станции в связи с нарушениями в работе системы терморегулиро- вания возникли отклонения в работе системы ориентации, поэтому все сеансы связи проводились через всенаправлен- ную антенну. Станция отвечала на команды до 22 февраля 1961 г., после чего получить сигналы не удалось. Станция перестала существовать как объект исследования, однако Автоматическая межпланетная станция 2МВ-1 для посадки на поверхность планеты Венера 1 - герметичный орбитальный отсек 2 - спускаемый аппарат 3 - корректирующая двигательная установка 4 - солнечные батареи 5 - радиаторы системы терморегулирования 6 - остронаправленная параболическая антенна 7 - мапонаправленные антенны 8 - антенна проверки спускаемого аппарата 9 - передающая антенна метрового диапазона 10 - приемная антенна метрового диапазона 11 - всенаправленная антенна аварийной радиолинии 12 - антенны для приземного участка 13 - датчик ориентации на Землю 14 -датчики научной аппаратуры 15-датчик точной солнечной и звездной ориентации с защитной крышкой 16 - блоки аварийной радиолинии 17 -датчик постоянной солнечной ориентации 18 - сопловые аппараты 19 - баллоны со сжатым азотом для системы ориентации 20-датчики контроля солнечной ориентации положительным в этом эксперименте было то, что впервые в мире была осуществлена двусторонняя связь с АМС, уда- ленной от Земли на 1400000 км. После этой неудачи приняли решение совместно с Ака- демией наук СССР провести подробный и тщательный ана- лиз основных параметров станции и ее систем и приступить 33
История развития отечественных автоматических космических аппаратов «Марс-1 »(2МВ-4№ 4) к разработке станции с более надежными системами. Было решено приступить к разработке унифицированной меж- планетной станции для полета к Марсу и Венере в целях исследования межпланетного пространства, планет в про- летном варианте с помощью фотографирования и радио- зондирования с небольших расстояний, а также с помощью доставки на поверхность планет спускаемых аппаратов с радиосистемой и научными приборами. Решение о разработке унифицированной станции при- нято С.П.Королевым в начале февраля 1961 г. на полигоне при подготовке к пуску станций 1В и 1ВА. К 30 июля 1961 г. были подготовлены исходные данные для разработки стан- ции типа 2МВ, а к началу 1962 г. разработаны рабочие черте- жи станций 2МВ-1 (для посадки на Венеру), 2МВ-2 (для про- лета около Венеры), 2МВ-3 (для посадки на Марс), 2МВ-4 (для пролета около Марса) и направлены на завод. Кроме изучения Марса и Венеры эти станции предназначались и для использования их в качестве зондов. Предполагалось разрабатывать все модификации с максимальной унифика- цией бортовых систем станций, их узлов и деталей. Каждая из станций состояла из основного (орбитального) отсека (в нем располагались основные системы, обеспечивающие терморегулирование, ориентацию и коррекцию, радиосвязь, энергопитание, приборы для научных исследований по тра- ектории полета к планете и т.д.) и специального отсека, вы- полнявшегося по двум схемам в зависимости от основной задачи полета. Если основной задачей был только пролет около планеты, то специальный отсек представлял собой металлическую герметичную конструкцию с установленным внутри фототелевизионным устройством, с помощью кото- рого проводилось фотографирование, а также приборами специальной аппаратуры (например, аппаратуры радиозон- дирования поверхности планет для исследования температу- ры, влажности, характера поверхности и т.д.). При непосред- ственном исследовании планеты роль специального отсека выполнял спускаемый аппарат, имеющий теплозащитное по- крытие, внутри которого находились парашюты для мягкой посадки на поверхность планеты, радиокомплекс и системы, обеспечивающие нормальное функционирование научных приборов, предназначенных для исследования планеты. Так как параметры атмосферы Марса и Венеры различны, то и конструкция спускаемых аппаратов для исследования этих планет отличалась толщиной теплозащитного покрытия и конструкцией оболочки спускаемого аппарата. Для отработки систем и их взаимовлияния было пред- усмотрено изготовление технологических объектов, уком- плектованных электрически действующими приборами, а также экспериментальных макетов для отработки теплово- го режима АМС, процессов ее отделения от PH и разделения спускаемого аппарата, как и орбитального отсека. В августе 1962 г. на техническую позицию полигона доставили три ав- томатические межпланетные станции: две - в варианте для посадки и одна - в пролетном варианте. По требованию Ака- демии наук СССР предусматривалась стерилизация АМС в варианте посадки (2МВ-1 и 2МВ-3). Первые три запуска автоматической межпланетной станции 2МВ в сторону Венеры были осуществлены 25 авгу- ста, 1 и 12 сентября 1962 г. Все они оказались аварийными, т.к. не запускался блок «Л». При анализе причин незапуска двигателя блока «Л» выдвигалось много гипотез, однако из-за отсутствия информации с борта подтвердить их было невозможно. 24 октября, 1 и 4 ноября 1962 г. были запущены три АМС в сторону Марса. Первый и третий пуски оказались аварийными, и опять из-за отказа блока «Л». Второй пуск прошел удачно: в сторону Марса была выведена АМС «Марс-1» (2МВ-4 № 4), хотя из-за негерметичности кла- пана произошла утечка рабочего тела (азота) из баллонов системы ориентации, и через несколько суток станция ста- ла неуправляемой. Однако до этого на остатках газа си- стемы ориентации станция была раскручена вокруг оси, перпендикулярной плоскости солнечных батарей, а ось направлена на Солнце, что обеспечило станции режим ги- роскопической стабилизации и подзарядку бортовых бата- рей. Благодаря этому связь со станцией продолжалась еще четыре месяца, за которые удалось провести ряд научных исследований межпланетного пространства и проверить функционирование центра дальней космической связи на расстоянии до 10000000 км. Для выяснения причин возникшей аварийной ситуа- ции на станции создали комиссию, которая обнаружила во многих клапанах, поставляемых одним из заводов Мини- стерства авиационной промышленности, следы канифо- 34
Глава 2 Автоматическая межпланетная станция 2МВ-4 для фотографирования планеты «Марс». Вид 1 1 - герметичный орбитальный отсек 2 - герметичный специальный отсек (фотоотсек) 3 - корректирующая двигательная установка 9 - передающая антенна метрового диапазона 11 - иллюминаторы фототелевизионного устройства и датчики ориентации на планету 12 - датчики научной аппаратуры 15 - аварийная радиолиния 17 - датчик ориентации параболической антенны на Землю 18 - сопловые аппараты системы ориентации 19 - баллоны со сжатым газом системы ориентации 20 - шторки датчиков ориентации 21 -датчик грубой ориентации на Солнце 22 - датчик контроля солнечной ориентации Автоматическая межпланетная станция 2МВ-4 для фотографирования планеты «Марс». Вид 2 4-солнечные батареи 5 - радиаторы системы терморегулирования 6 - остронаправленная параболическая антенна 768- малонаправленные антенны 9 - передающая антенна метрового диапазона 10 - всенаправленная антенна аварийной радиолинии 12 - датчики научной аппаратуры 14 -датчик точной солнечной и звездной ориентации 16 -датчик постоянной солнечной ориентации ли, которые препятствовали полному закрытию клапанов. По результатам пусков АМС 2МВ и накопленного опыта были проведены доработки станции и ее систем. Дорабо- танной станции был присвоен индекс ЗМВ. Общий вес объ- екта - 910 кг. Вес радиоаппаратуры -160 кг. Вес КДУ - 68 кг. Следующие запуски АМС в сторону Марса 11 ноября 1963 г. (ЗМВ-1) и 19 февраля 1964 г. (ЗМВ-4) снова закон- чились неудачей: в ноябре 1963 г. запуск четвертой ступени произошел при нерасчетной ориентации автоматической межпланетной станции в пространстве, что привело к вхо- ду станции в атмосферу Земли, а при запуске в феврале 1964 г. произошел взрыв блока «И» из-за замерзания в тру- бопроводе горючего. Запуск АМС ЗМВ-1 № 5 в сторону Ве- неры 27 марта 1964 г опять был аварийным. Анализ аварии позволил выявить причину предыдущих неудач. Причина заключалась в том, что была допущена проектно-конструк- торская ошибка, в результате которой двигатель четвертой ступени (блок «Л») не запускался. Четвертая ступень имела отдельный блок обеспечения запуска, на ферменной конструкции которого располага- лась система ориентации и стабилизации, а также автома- тика двигателя с аккумуляторными батареями электропита- ния. Система управления должна была за 70 с до включения двигателя четвертой ступени переключить электропитание системы ориентации и стабилизации с батарей блока обе- спечения запуска на батареи блока «Л». Однако переклю- чения электропитания не произошло, и четвертая ступень с АМС в течение 70 с находилась в неуправляемом режи- ме. Работа блока «Л» могла быть успешной (1ВА, 2МВ-4), если угловые возмущения четвертой ступени не изменяли ее положения больше допустимого, электропитание в этот момент включалось от системы управления ступени. При возмущениях больше допустимых гироскопы становились на упоры, и двигатель блока «Л» не включался. Ошибку, принесшую столько бед, устранили в течение 15 мин. Но самое трудное было еще впереди. Запуск АМС 35
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Станция «Зонд-1» (ЗМВ-1 № 4) 1 - радиаторы системы терморегулирования 2 - малонаправленные антенны 3 - датчик ориентации на Землю (29К) 4 - датчик точной ориентации на Солнце и звезду (25К) 5 - параболическая антенна 6 - датчики контроля ориентации 7 - датчики научной аппаратуры 8 - пневмосистема ориентации 9 - спускаемый аппарат 10 - корректирующая двигательная установка 11 - датчик постоянной ориентации на Солнце (21 К) 12 - орбитальный отсек 13 - солнечные батареи 14 - штырь магнитометра с антенной проверки спускаемого аппарата ЗМВ-1 № 4 произведен 24 апреля 1964 г. в сторону Венеры, прошел без замечаний по ракете-носителю, но в орбиталь- ном отсеке АМС обнаружилась негерметичность, давление в течение недели снизилось до 1 мм рт. ст., и станция свою задачу не выполнила. До 25 мая 1964 г. проводилась систе- матическая связь со станцией на батареях и передатчиках, находящихся в герметичном спускаемом аппарате. Станцию перевели в режим гироскопической стабилизации, но, не- смотря на это, за месяц до достижения Венеры связь с ней была потеряна. Станция пролетела на расстоянии 110000 км от Венеры и получила наименование «Зонд-1». По результатам этого запуска каждый герметичный от- сек по технологии изготовления должен был проверяться вибрацией на низких частотах с обязательной проверкой рентгеном всех сварных швов. Недостаточная отработанность станции ЗМВ дала о себе знать: на станции ЗМВ-4 № 2, запущенной в сторону Марса 30 ноября 1964 г., не раскрылись солнечные батареи и нарушился режим работы системы энергопитания. Хотя 15 декабря 1964 г. батареи раскрылись после проведения ряда динамических операций со станцией, станция вновь не выполнила свои задачи. Она получила наименование «Зонд-2». К этому времени был накоплен значительный опыт по отработке методики управления такого рода станциями. 18 июля 1965 г. в сторону Марса вывели АМС ЗМВ-4 № 3, получившую название «Зонд-З» и полностью выполнившую всю намеченную программу (фотографирование обратной стороны Луны, не выполненное качественно в 1959 г., ис- следование межпланетного пространства и решение ряда технических проблем). 12 ноября 1965 г. успешно стартовала в сторону Венеры АМС ЗМВ-4 № 4, получившая название «Венера-2», однако на всем протяжении полета отмечалось плохое прохожде- ние управляющих команд, что объяснялось повышенной температурой приемника радиосистемы. Станция пролетела на расстоянии 24000 км от Венеры. 16 ноября 1965 г. в сторону Венеры была запущена АМС ЗМВ-З № 1, получившая название «Венера-3». Про- грамма полета была выполнена, станция достигла поверх- ности планеты, доставив 1 марта 1966 г. вымпел СССР. Это был первый в мире перелет космического аппарата с Земли на другую планету. При пусках АМС «Венера-2» и «Венера-3» использовался «марсианский задел» по АМС с соответствующими доработками, чем и объясняют- ся их индексы. 36
Глава 2 «Венера-2» (ЗМВ-4 № 4) «Венера-3» (3MB-3W1) При пуске 23 ноября 1965 г. на промежуточную орбиту АМС вывели в нестабилизированном положении вслед- ствие аварии третьей ступени (блока «И», ненормальная работа ДУ на конечной ступени - 528 с). В средствах массовой информации этот аппарат объявлен как «Кос- мос-96». Из 19 проведенных запусков автоматических меж- планетных станций только два можно назвать удачными. Это объясняется несколькими причинами. 1. Запуск ракетного блока «Л» на промежуточной ор- бите в условиях невесомости проводился впервые. Усло- вия его полета, характер среды, влияющие факторы были неизвестны. Этим объясняется большое количество отка- зов блока «Л», запуск которого проходил над Атлантикой, в районе Гвинейского залива. Получить телеметрическую информацию с борта четвертой ступени в темпе ее полета в то время не представлялось возможным, информация приходила с кораблей командно-измерительного ком- плекса только в записи на ЗУ и очень поздно. Поэтому не- которые технические решения были не слишком коррект- ными и запоздалыми. 2. Задачи, которые предполагалось решить с помощью АМС (например, попасть точно на Марс или Венеру, распо- ложенные от Земли на огромных расстояниях), обусловили сложность ее конструкции, что сказалось на надежности. 3. Время полета к планетам исчислялось не сутками, а многими месяцами. Естественно, что общее время работы бортовых систем АМС во много раз превышало время работы бортовых систем ракеты-носителя. Отсюда возникали повы- шенные требования к надежности и ресурсу бортовых систем АМС, которые были недостаточно учтены разработчиками аппаратуры, несмотря на зна- чительный объем экспери- ментальной отработки. 4. Было очень мно- го неизвестного, впервые встречающегося, а учиться было негде и не у кого. Учил только собственный опыт. В конце 1965 г. работы по АМС были переданы в ОКБ им. САЛавочкина (главный конструктор - Г.Н.Бабакин), т.е. тогда, когда разработчики Г.Н.Бабакин уже подходили к намеченной цели, пройдя тернистый путь ошибок, обучения и накопления опыта. Проектные работы по автоматическим аппаратам велись в секторе, возглавляемом Г.Ю.Максимовым, который являлся одним из основных энту- зиастов автоматических исследовательских аппаратов. В разработках проектов АМС участвовали Л.И.Дульнев, Г.С.Суссер, С.Н.Ивушкина, Н.Г.Цывинская, А.Н. Матвеев, Т.И.Близнецова, М.И.Герасимова, ААДашков, А.И. Шуруй, А.И.Пациора, Н.Н.Рукавишников, ААШустов, САСавченко, М.В.Краюшкин, ЮАБогданович, Г.В.Носкин, Е.А. Башкин, О.И.Бабков, В.А.Расторгуев, Е.М.Райхер, АА. Федюшин, Н.Д. Родителев, В.Н.Кондрашев, К.С. Карагезян, В.И. Старо- веров, Б.М.Антонов, О.В.Сургучев, Е.И.Клименко, Е.И. Коз- лов, В.И.Суровых, Т.М.Прудников, А.Д.Сверчков, Б.П. Скот- ников, ВАСмирнов, В.И.Нечаев, Б.М.Попов. В работах по пускам АМС принимали участие А.И.Осташев, КЛСимагин, Б.М.Музычук, Н.П.Самохин и др. Ведущим конструктором этой темы был В.И.Петров. 37
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КП.ЛыоипаЛр В.И. Поправ, Ъ.Л.Сокалаь, 'ВЛ.Краьер ОАО «РКК «Энергия» ПРИЛУНЕНИЕ. ПРОДОЛЖЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ ЛУНЫ В I960 г. ОКБ-1 возвращается к вопросу создания ав- томатической станции с осуществлением ее мягкой посадки на поверхность Луны для получения изображения лунной поверхности. В январе того же 1960 г. было принято «Реше- ние о развитии исследования космического пространства», в котором предусматривалось создание автоматической станции на Луне и в ее районе. Устанавливался срок запу- ска (AC Е6) -1961 г. Решению предшествовало завершение работ по станциям Е1, Е1А, Е2, Е2А, ЕЗ и начало отработки четырехступенчатой PH 8К78. Это создавало предпосылки ускоренной разработки и наземной отработки автоматиче- ской станции Е6 для осуществления мягкой посадки на Луну с обеспечением прямой телевизионной передачи на Землю изображения лунной поверхности. 26 марта 1961 г. С.П.Королев писал Д.Ф.Устинову о том, что в ОКБ-1 подтверждена принципиальная возможность с помощью четырехступенчатого носителя осуществить мяг- кую посадку аппарата Е6 на поверхность Луны и создать искусственный спутник Луны. Для станции, способной со- вершить посадку на Луну, необходимо было создать: - двигательную установку, выполняющую коррекцию траектории полета аппарата и торможение его при посадке на Луну; - автоматическую автономную лунную станцию с радио- комплексом, командными и телеметрическими каналами для работы с нею на Луне, с малогабаритной телевизионной каме- рой, собственной системой терморегулирования, автоматикой и химическими источниками тока, системой амортизации; - объединенную компактную систему управления дви- жением третьей и четвертой ступеней PH и собственно АС при коррекции траектории и подлете к Луне. Многие вопросы обеспечения совместной надежной работы этих систем могли быть решены только в реальных полетных условиях. В процессе модернизации PH стартовую массу АС увеличили до 1580 кг, а массу АЛС - до 100 кг. Автоматическая станция Е6 состояла из трех частей: - корректирующе-тормозной двигательной установки С5.5 разработки ОКБ-2 (А.М.Исаев) с установленным на ней блоком системы управления; - двух сбрасываемых перед торможением у Луны отсе- ков с аппаратурой; - автоматической автономной лунной станции. AC Е6 была снабжена специальной оптической систе- мой астронавигации, работающей с помощью пяти групп датчиков: двух земных, двух лунных и одного солнечного. С помощью этой системы обеспечивались операции, позво- ляющие осуществить прилунение АЛС в заданном районе. Основные характеристики AC Е6 Стартовая масса -1470 кг Масса полезного груза (АЛС) - 82 кг Скорость прилунения - 0-20 м/с Время полета-3,5 сут. ОЬщии вид автоматической станции «Луна-9» (Е6) 1 - двигательная установка 2 - отделяемый отсек № 1 с системой астронавигации 3 - автоматическая лунная станция 4 - отсек системы управления (И-100) 5 - отделяемый отсек №2 с радиоаппаратурой 6-радиовысотомер 38
Глава 2 Конструктивно AC Е6 выполнялась в виде блочной схе- мы, позволяющей при приближении к Луне сбрасывать вы- полнившие свои функции отсеки для того, чтобы на послед- нем этапе (торможение перед посадкой на Луну) аппарат имел минимальную массу. При этом был применен ряд ори- гинальных конструктивных решений. Каркас ДУ (разработка ОКБ-2) использовался как конструктивно-силовая основа автоматической станции. На верхнюю, точно обработанную, плату бака окислителя устанавливался основной блок (ги- роплатформа) объединенной системы управления, которую разработало НИИ-885. Блок закрывался герметичным свар- ным алюминиевым корпусом, на котором устанавливался ложемент для АЛС. На каркасе ДУ устанавливались также штыревой датчик касания поверхности Луны и баллон систе- мы наддува амортизаторов АЛС. Снаружи устанавливались оптическая аппаратура системы астронавигации и баллоны со сжатым азотом - рабочим телом микродвигателей систе- мы ориентации. Первая автоматическая автономная лунная станция выполнялась как автономно действующий на по- верхности Луны аппарат. Станция была оснащена аморти- заторами, обеспечивающими рассеивание основной части кинетической энергии при соударении АЛС с поверхностью Луны. Корпус станции был выполнен из алюминиевого сплава и вместе с четырьмя раскрывающимися лепестка- ми имел овально-сужающуюся форму, лепестки закрывали иллюминатор телевизионного устройства и образовывали приемопередающую антенну радиокомплекса автоматиче- ской станции на траектории полета к Луне. Полет автоматической станции Е6 осуществлялся по следующей схеме. После выведения АС на околоземную ор- биту в заданный момент времени выдавалась команда на включение ДУ четвертой ступени (блок «Л») PH. Станция разгонялась до второй космической скорости по заданной траектории движения к Луне и отделялась от PH. Затем про- водилась ориентация АС на Солнце и выдавалась команда на ее закрутку с целью обеспечения теплового режима. В за- данное время, перед включением ДУ, система астронавига- ции выполняла измерения параметров траектории, которые передавались по радиоканалу на Землю и использовались для вычисления уставок, которые необходимо было ввести по радиоканалу в систему автоматического наведения и си- стему управления, на коррекцию траектории движения. По- сле выполнения заданной ориентации выдавалась команда через систему управления на включение КТДУ автомати- ческой станции для коррекции траектории. На расстоянии 8300 км от Луны с помощью системы астронавигации вы- полнялось построение лунной вертикали, т.е. ось корректи- рующей тормозной двигательной установки выставлялась по направлению на центр Луны, и гироскопы «запоминали» это положение осей. Программно-временное устройство включало радиовысотомер на «прогрев», на расстоянии 75 км от Луны он выдавал команду на включение КТДУ на выбранный тормозной режим. При этом происходило от- деление сбрасываемых отсеков, термоукупорки и осущест- влялся наддув амортизаторов АЛС до 1 атм. На расстоя- нии 250-265 м от поверхности Луны прекращалась работа двигателя в режиме торможения, и дальнейшее снижение происходило в режиме парашютирования на управляющих соплах КТДУ. На этом участке высвобождался ленточный датчик-щуп, который при соприкосновении с лунной по- верхностью выдавал команду на срабатывание пирозамка отделения АЛС от ложемента АС. Станция отделялась от ложемента под действием истекающего газа из амортизаци- онных оболочек в направлении, обратном движению к Луне, что позволяло снизить скорость прилунения до 15 м/с. Через 4 мин после выключения КТДУ программно- временное устройство АЛС выдавало команду на сброс амортизационных баллонов, и еще через 1 мин проходила команда на срабатывание пирозамка открытия лепестковых антенн. Антенны под действием пружин раскрывались, вы- равнивая станцию на лунной поверхности. При этом откры- вались четыре ленточные антенны с подвешенными на них элементами для оценки контрастности освещения и штанга магнитометра. Происходило переключение радиоканалов: телевизионного - на лепестки, а командного и телеметри- ческого - на ленточные антенны. На верхней полуоболочке АЛС на пружинных основаниях были расположены дву- гранные зеркала-призмы для получения стереоскопиче- ского изображения рельефа лунного грунта. По команде с Земли включалась телевизионная камера обзора лунной поверхности через цилиндрический иллюминатор из квар- цевого стекла. Тепловой режим АЛС обеспечивался приме- нением испарительной системы. Корпус АЛС снаружи был закрыт экранно-вакуумной изоляцией. Летным испытани- ям предшествовапи многоплановые работы по отработке конструкций: 1. Отработана конструкция штыря с контактным датчи- ком, с помощью которого вырабатывался сигнал на отделе- ние АЛС. Отработка проводилась на специальной установке. 2. Отработана конструкция надувных баллонов, обеспе- чивающая мягкую посадку АЛС на поверхность Луны. От- работка проводилась в барокамере. Полностью собранная станция устанавливалась в барокамеру, надувные баллоны после откачки барокамеры надувались, сбрасывая при этом термоукупорку. 3. Отработано отделение боковых отсеков КА при темпе- ратуре -50 °C. Отработка проводилась на технологическом макете КА. Пирозамки замораживались жидким азотом, а затем подрывались. 4. Отработано отделение надувных баллонов при по- мощи пирошнура, продетого в петли этих баллонов. АЛС с надутыми баллонами сбрасывалась со строительного кра- на. После сброса и успокоения АЛС с пульта производился подрыв пирошнура. 5. Отработана система мягкой посадки и проверена работа АЛС после прилунения: сброс АЛС с высоты 20 м, ее приземление, отделение надувных баллонов, рас- крытие лепестковых и штыревых антенн. Работа теле- и радиоаппаратуры осуществлялась на территории НИИ-229 (ГМ.Табаков). Проверка на т.н. бликование, т.е. проверка 39
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Панорама Луны, «И», «Л» и станции Е6 была единой. После того как систему управления станции Е6 сделали автономной, задача выведения станции Е6 к Луне выполнялась. Полностью программа пуска выполнена в од- ном случае. Это произошло 31 января 1966 г. (старт в 14 ч 41 мин 37 с) при запуске станции, полу- чившей название «Луна-9». А 3 февраля 1966 г. в 21 ч 45 мин 4,25 с АС прилунилась. За время полета было проведено 13 сеансов связи общей продолжи- тельностью 4 ч 40 мин, выдано 182 команды по КРЛ, заложено шесть уставок для автономного управле- ния объектом. 3 февраля 1966 г. в 21 ч 49 мин 4 с зафиксирован прием телеметрической информации АЛС. В период с 3 по 7 февраля 1966 г. телевизи- онная установка АЛС включалась шесть раз, что по- зволило впервые получить круговой обзор лунной поверхности в районе прилунения АС. Аналог автоматической лунной станции «Луна-9» в музее РКК «Энергия» С конца 1965 г. работа по теме «Е6» проводи- лась совместно с ОКБ им. САЛавочкина, куда была на отсутствие воздействия бликов Солнца на чувствитель- ные системы, проводилась в Крыму с зеркальным подсве- том объекта Солнцем. 6. Отработана испарительная система терморегулирова- ния АЛС 7. Отработан режим поиска реперных светил системой астронавигации. Отработка проводилась на специальном стенде, имевшем три степени свободы перемещения. 8. Отработаны микродвигатели системы ориентации. 9. Отработана КТДУ при имитации подлета к лунной по- верхности. 10. Проведены сбросовые испытания объекта с остат- ками топлива в баках с целью проверки возможности воз- никновения взрыва или воспламенения этих остатков при разрушении каркаса АС при падении на поверхность Луны. 11. Проведены тепловые испытания в барокамере. Экспериментальная отработка проводилась в 1962 г. Летные испытания AC Е6 начались в январе 1963 г. С 1963 по 1966 г. провели 12 пусков (04.01.1963 г., 03.02.1963 г., 02.04.1963 г, 21.03.1964 г., 20.04.1964 г., 12.03.1965 г, 10.04.1965 г., 09.05.1965 г., 08.06.1965 г., 04.10.1965 г., 03.12.1965 г., 31.01.1966 г.). Из них пять были аварийными, причем в четырех случаях - из-за неисправности системы управления носителя. Отличительной особенностью систе- мы управления было то, что система управления блоков передана вся документация по этой теме, при сохранении за ОКБ-1 ответственности за решение проблемы мягкой посад- ки. Подготовка и запуск АС «Луна-9» проводились совмест- но с заводом им. САЛавочкина и КБ главного конструктора Г.Н.Бабакина. В работах по темам «Е1», «Е2», «ЕЗ», «Е6» принимали участие М.С.Хомяков, В.И.Петров, А.В.Палло, А.Т. Луговой, О.Г.Ивановский, Г.Ю.Максимов, Л.И.Дульнев, Н.П. Берес- нев, В.С.Трошин, С.Н.Панфилова, В.С.Мурашов, ДА Кня- зев, ААКочкин, Н.Б.Захарова, В.Е.Козлов, В.Ф.Сибирцев, О.В.Сургучев, Ю.В.Капинос, В.И.Староверов, К.С.Караге- зян, Е.С.Макаров, ГАМерсов, ААДашков, В.В. Ивашкин, Н.А.Карбанов, ЕАНареманов, В.А.Петросян, Г.Н.Дегтярен- ко, Л.И.Алексеев, А.И.Нечаев, В.Д.Сорокалетов, Б.М.Попов, В.Г.Меняйлов, А.И.Яцушко, Б.П.Скотников, ЮАБогданович, О.Н.Воропаев, П.И.Ермолаев, О.Д.Жеребин, В.С.Патрушев, В.В.Калантаев, М.В.Брусков, ВАКотович, В.П.Легостаев, В.Г.Кравец, Н.С.Некипелов, ВАНиколаев, Ю.М.Фрумкин, И.Ф.Столетний, М.М.Тюлькин, С.Н.Шустиков, Е.В.Шабаров, Л.И.Щедрина, В.В.Эстрович. Разработчиком фототелевизионной системы и бор- тового радиокомплекса был НИИ-885 (М.С.Рязанский, Е.Я.Богуславский), системы астронавигации - филиал НИИ-1 (В.П.Морачевский), системы управления посадкой - НИИ АП (НАПилюгин). 40
Глава 2 полученная с борта АЛС ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» РАЗРАБОТКА В НИИ-1 - ЦЕНТРЕ КЕЛДЫША СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ АМС Е-2 («ЛУНА-3») Академик Б.В.Раушенбах вспоминал: «В КБ С.П.Королева проект космического аппарата Е-2 для фотографирования обратной стороны Луны стал явно «обгонять» проект ОД-1, и сотрудники этого КБ обратились в НИИ-1 МАП как в единственную организацию, способную быстро осуществить работы, связанные с управлением ори- ентацией аппарата Е-2 (впоследствии получившего наиме- нование «Луна-3»). Как и следовало ожидать, М.В.Келдыш полностью поддержал эту новую работу...». Разработка системы активной ориентации автоматиче- ской межпланетной станции Е-2 велась на основе «Исход- ных данных для проведения предварительных исследований и разработок системы ориентации лунного объекта» от 4 февраля 1958 г. и «Технического задания ОКБ-1 ГКОТ на Б.П.Скотниковым, А.И.Пациорой и А.В.Чукановым была разработана логика поиска и ориентации аппарата на Луну. Наведение станции выполнялось в два этапа. На первом эта- пе станция продольной осью осуществляла поиск и ориен- тацию на Солнце. При этом освещенная поверхность Луны попадала в поле зрения лунного датчика. Затем выполнялся второй этап: управление передавалось лунному датчику, и осуществлялась активная ориентация станции на Луну. Таким образом, в схеме наведения Е-2 был использован способ наведения на ориентир посредством промежуточного наве- дения на Солнце, ставший впоследствии общепризнанным. Оптические датчики на космическом аппарате были исполь- зованы впервые. В результате исследования движения станции были вы- делены характерные типы движений и произведено разбие- ние фазового пространства на характерные области. Были оценены расходы рабочего тела при приведении к одно- осной ориентации. Зависимость расходов при автоколеба- ниях оказалась прямо пропорциональной квадрату угловой скорости колебаний и обратно пропорциональной точно- сти ориентации. Зависимость, ставшая классической, была программной в смысле разработки и дальнейшего совер- разработку системы ориентации объ- екта Е» от 9 июля 1958 г. Анализ возможности использо- вания различных исполнительных органов, проведенный ДАКнязевым и М.М.Тюлькиным, показал, что га- зоструйные реактивные двигатели в условиях кратковременной ори- ентации имеют существенное весо- вое преимущество перед силовыми гироскопами и исполнительными органами в виде маховых масс. По- этому для объекта Е-2 были выбраны реактивные двигатели, использую- щие в качестве рабочего тела сжатый инертный газ Для определения удельного импульса тяги газового двигателя была создана динамометрическая установка УС-4, на которой были проведены первые продувки га- зовых двигателей. Одновременно Иллюминатор для фотоаппаратов Приборы для научных исследований Жалюзи системы терморегулирования Антенны Космический аппарат Е-2 («Луна-3») Секции солнечных батарей Тепловые экраны 41
История развития отечественных автоматических космических аппаратов шенствования системы ориентации. Анализ, проведенный Ю.В.Спаржиным и И.П.Шмыглевским, позволил перейти к приборному проектированию системы ориентации. Структурная схема системы ориентации Е-2 стала прообразом широкого класса последующих систем. Ее основными элементами стали командные приборы-дат- Фотографирование Земля Луна Передача фотоснимков Траектория полета АМС чики, логически-коммутационные и усилительно-пре- образующие приборы, исполнительные органы (в виде реактивных двигателей). В качестве датчиков угла в си- стеме Е-2 были использованы солнечный и лунный дат- чики, оптико-электронные приборы, изготовленные по техническому заданию НИИ-1. Для измерения угловой скорости на Е-2 использовался блок гироскопических приборов, изготовленных ОКБ-923 по техни- ческому заданию НИИ-1. Все операции, необходимые для управления угловым положением станции, выполнял логический блок, спроектированный и изготовленный в НИИ-1. Логика управления со- стояла в формировании сигналов на включение импульсного и не- прерывного режимов двигателей ориентации при определенных ком- бинациях показаний датчиков или на выключение их. Система испол- нительных органов была выполнена в виде газобаллонной системы с вы- ходом газа через редуктор на управ- ляющие электромагнитные клапаны. Реактивные сопла с целью сокраще- ния заклапанных пространств были посажены непосредственно на кла- паны. Миниатюрные сопла с малым критическим сечением и большой степенью расширения требовали тщательной обработки профилиро- ванной поверхности. Схема съемки обратной стороны Луны Фрагмент карты обратной стороны Луны 42
Глава 2 ДАКнязев Б.В.Раушенбах Требования по ограничению размеров, массы и энерго- потребления исключили возможность использования в пер- вой системе управления приборов на электронных лампах. Создание бортовой аппаратуры систем ориентации и управ- ления могло пойти только по пути применения достижений микрорадиоэлектроники, создания полупроводниковых управляющих устройств. Даже использование готовых при- боров потребовало проведения дополнительных испытаний из-за особенностей их применения на борту космической станции. Требования надежности заставили попутно решить вопросы резервирования. Особенности использования ап- паратуры управления и дополнительные требования к ней вызвали необходимость специфических видов проверок на созданных для этой цели специальных стендах. Ряд элементов системы ориентации из-за отсутствия аналогов готовой продукции пришлось проектировать кон- структорской группе отдела, возглавляемой ЕАБашкиным. Ею же была выполнена компоновка узлов системы ориента- ции. Испытания системы ориентации Е-2 были проведены на динамическом стенде УС-4. Проектирование его и испы- тания проводились группой сотрудников под руководством В. А. Николаева. Динамический стенд УС-4 представлял собой платфор- му, подвешенную с помощью системы струн. На периферии подвесной платформы располагались грузы, формирующие заданный момент инерции. На платформе размещалась на- турная аппаратура системы. В качестве опорного ориентира использовался имитатор Луны. Фотокамера, установленная на платформе, моделировала процесс бортовой фотосъем- ки и позволяла произвести оценку качества фотографиро- вания при разных угловых скоростях. Натурное моделирование позволило учесть неидеаль- ность системы управления: гистерезис, зону нечувстви- тельности, запаздывание реальной аппаратуры, а также их влияние на процесс управления и одновременно произвести отработку системы ориентации станции Е-2. Из воспоминаний Б.Е.Чертока, заместителя Главного конструктора С.П.Королева: «В конце 1958 г. после первых неудачных попыток пу- сков с прямым попаданием по Луне СП (Сергей Павлович Королев) вызвал меня, Тихонравова, Бушуева и объявил, что Келдыш пригласил посетить Лихоборы (т.е. НИИ-1) и позна- комиться с предложениями по системе управления ориента- цией для спутников и лунных аппаратов. Тихонравов сказал, что он об этих разработках слышал. Ведет эту работу в НИИ-1 Борис Викторович Раушенбах, и, по отзывам наших сотрудников Рязанова и Максимова, предложения очень интересные. Королев напомнил, что Раушенбаха он хорошо знает еще по работе в РНИИ. Итак, мы с Королевым выехали по приглашению Келдыша из Под- липок в Лихоборы. Келдыш встретил нашу компанию очень приветливо и сразу повел в лабораторию Раушенбаха. Здесь на простых столах были разложены действующие макеты системы ориентации для автомата, который, по замыслу авторов, должен ориентироваться фототелевизионной ап- паратурой на обратную сторону Луны. Раушенбах рассказал об этих принципах. Башкин и Кня- зев - два инженера, уже имевшие производственный опыт, продемонстрировали с помощью имитаторов работу датчи- ков ориентации на Солнце и Луну. На гостей должно было произвести впечатление эффектное срабатывание «пшика- ющих» пневматических сопел реактивных двигателей. Кня- зев со своими помощниками суетился у баллонов высокого давления, что-то открывал, перекрывал. Где-то из негерме- тичного соединения засвистел сжатый воздух - срабатывал неумолимый «визит-эффект». Но в целом демонстрация прошла благополучно. Келдыш был очень доволен. Королев сказал: «Систему надо доводить. Я готов помогать своим производством. Но торопитесь. Мы должны все получить и отработать у себя еще в этом году. Если нужна помощь, вот Черток и Бушуев, обращайтесь к ним, не помогут, звоните прямо мне». Он не хвалил, а требовал и ставил задачи. Это действо- вало мобилизующе: люди поняли, что уже все готово, дело теперь только за ними». Аппаратура системы ориентации прошла полный цикл ис- пытаний в ОКБ-1, на технической позиции и успешно работала при проведении летно-конструкторских испытаний. 7 октября 1959 г. автоматическая межпланетная станция «Луна-3», со- вершившая впервые облет Луны, сориентировалась на центр естественного спутника нашей планеты и произвела фотогра- фирование его обратной стороны. Фотографическое изобра- жение телевизионными средствами было передано на Землю и стало основой первой карты и атласа невидимой стороны 43
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Луны. Эти работы значительно опередили соответствующие работы США. Среди названий, присвоенных геологическим образованиям на обратной стороне Луны, - имена РНИИ, Артемьева, Келдыша, Клейменова, Королева, Лангемака и др. За создание первой в мире системы управления ориентацией космических аппаратов сотрудники НИИ-1 Е.А. Башкин, Д.А.Князев, Б.В.Раушенбах были удостоены Ленинской премии.
ГЛАВА 3 РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В 1960-е гг. КА «ЗЕНИТ-2», «ЗЕНИТ-4» ПЕРВЫЙ СПУТНИК СВЯЗИ «МОЛНИЯ-1» КА «ЭЛЕКТРОН» СИСТЕМА МКРЦ «УС». КА «УС-А», «УС-П», «УС-ПУ» КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ПУСКОВ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ «УС-К» РАЗРАБОТКА И ЗАПУСКИ АВТОМАТИЧЕСКИХ КА СИСТЕМЫ «ИС» НАУЧНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ «ПРОТОН» СИСТЕМА ТЕЛЕВИЗИОННОЙ ГЛОБАЛЬНОЙ РАЗВЕДКИ «ТГР» РАЗВИТИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ КА КБ «ЮЖНОЕ» И ПО «ЮМЗ» КА «ОМЕГА», «МЕТЕОР» КС И КК ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО И КООРДИНАТОМЕТРИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ. КА «СТРЕЛА», «МОЛНИЯ», «СФЕРА» ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС «ЦИКЛОН» ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ КА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛУНЫ: КА «ЛУНА-9» - «ЛУНА-14» ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ КА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛУНЫ: КА «ЛУНА-15» - «ЛУНА-24» АВТОМАТИЧЕСКИЙ САМОХОДНЫЙ АППАРАТ «ЛУНОХОД-1» ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ КА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕНЕРЫ: КА «ВЕНЕРА-4» - «ВЕНЕРА-8» САТЕЛЛОИДЫ В.М.МЯСИЩЕВА
История развития отечественных автоматических космических аппаратов TlklLAeioanacti, Соколов, 'Б.£.:г1ерпиис, Ю.М.Лаоутии, б.И.Сойишксё ОАО «РКК «Энергия» КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ «ЗЕНИТ-2», «ЗЕНИТ-4» «Зенит-2» - автоматический спутник-разведчик, осна- щенный фотоаппаратурой и специальной разведывательной радиоаппаратурой. По завершении орбитального полета фотоаппараты с пленкой доставлялись в спускаемом ап- парате на Землю. Информация, полученная в результате работы радиоаппаратуры, передавалась по радиотракту на средства наземного комплекса управления полетом. Работы велись в соответствии с постановлением от 25 мая 1959 г., определившим сроки и задачи создания ориентированно- го спутника для разведки. Полеты космических аппаратов «Зенит-2» в средствах массовой информации объявля- лись как полеты аппаратов серии «Космос». Первая стра- ница истории спутника-разведчика была написана в ОКБ-1 (С.П.Королев), последующая - ОКБ-1 уже совместно с его филиалом 3. Дальнейшие работы по этой теме проводились предприятием ЦСКБ (Д.И.Козлов), которое было образова- но на базе филиала 3. Активные исследования и проектная разработка спут- ника начались в отделе 9 (М.К.Тихонравов), в секторе Е.Ф.Рязанова, в 1957 г. Первоначальные варианты компоно- вочной схемы строились на базе приборного отсека и капсу- лы. В приборном отсеке размещались фотоаппаратура, спе- циальная радиоаппаратура и основные служебные системы, обеспечивающие функционирование космического аппара- та в орбитальном полете. Капсула имела коническую форму, в ней находились кассеты с фотопленкой и оборудование, необходимое для ее работы при спуске и поиске после по- садки. Капсула была снабжена тормозной двигательной установкой и выполняла роль спускаемого аппарата, достав- лявшего с орбиты фотопленку. В процессе проектной разработки рассматривались ва- рианты космического аппарата различной размерности, массой от 1,5 до 4,5 т, при этом уже на начальном этапе ра- бот в состав фотоаппаратуры был включен длиннофокусный фотоаппарат (фокусное расстояние объектива около 1 м). В1959 г. С.П.Королев предложил отказаться от выбран- ной схемы и принять за основу построения спутника-раз- ведчика компоновочную схему разрабатываемого пилоти- руемого космического корабля, получившего наименование «Восток». По результатам обсуждений подробных прорабо- ток состоялось решение главного конструктора, по которому была принята единая компоновочная схема для пилотируе- мого корабля и спутника-разведчика. В1961 г. из состава проектного отдела 9 выделился спе- циализированный отдел 29, начальником отдела был назна- чен Е.Ф.Рязанов, его заместителем - И.В.Лавров. В то же время заместителем главного конструктора по направлению работ отдела был назначен П.В.Цыбин. Отдел вел проектные разработки спутников-разведчи- ков (начальник сектора - Ю.М.Фрумкин), спутников связи (начальник сектора - Ц.В.Соловьев) и ряда других аппара- тов, обеспечивал проектное сопровождение на всех стадиях создания этих аппаратов, участвовал в подготовке к пуску и в управлении полетом. Разработка проекта спутника-раз- ведчика, получившего наименование «Зенит-2», заверши- лась в июле 1961 г. К этому времени первый КА «Зенит-2» прошел значительную часть программы наземной экспери- ментальной отработки и был подготовлен к отправке на по- лигон. Ведущим конструктором по спутнику «Зенит-2» был Б.В.Рублев. Программа летных испытаний спутника-разведчика «Зе- нит-2» предусматривала 10 пусков. В дальнейшем программу скорректировали и дополнили до 13 пусков, т.к. при летных испытаниях три космических аппарата не были выведены на орбиты ИСЗ из-за аварии ракеты-носителя. Несмотря на сходство внешнего облика, космический аппарат «Зенит-2» и космический корабль «Восток» существенно отличались по составу средств и принципам управления полетом. Со многими принципиальными проблемами разработ- чики встретились в процессе разработки этого аппарата, Спутник «Зенит-2» - первый специализированный беспилотный спутник, с борта которого осуществлялось фотографирование земной поверхности 1 - фотоаппаратура 2 - спускаемый аппарат 3 - баллоны системы ориентации 4 - приборный отсек 5 - антенны телеметрических систем 6 - тормозная двигательная установка 7 - датчик ориентации по Солнцу 8 - построитель вертикали 9 - антенна программной радиолинии 10 - антенна системы радиоразведки 46
Глава 3 в т.ч. с проблемами, связанными с созданием новых бор- товых систем, элементов конструкции, выбором принципов программного управления процессами фотографирования, создания комплекса этих средств и методики управления с учетом взаимодействия бортовых и наземных средств управления полетом. Очень сложной была начальная стадия создания проекта спутника, на которой определялась возможность получения в космическом полете фотоинформации высокого качества с распознаванием образований и объектов, имеющих раз- меры порядка 10-15 м. На этом этапе разработки решалась главная задача - определить характеристики фотоаппарату- ры как средства получения информации и проверить прин- ципиальную возможность создания на борту космического аппарата условий, необходимых для функционирования этой аппаратуры. Задача получения фотоизображения высокой разреша- ющей способности с летательного аппарата, движущегося со скоростью порядка 8000 м/с на высотах 200-400 км, потре- бовала разработки теоретических основ создания космиче- ской фотоаппаратуры, в т.ч. принципов построения и рас- чета оптической системы с длиннофокусными объективами и большими по размерам нагруженными многослойными иллюминаторами, систем компенсации сдвига изображения и влияния внешних факторов. Необходимо особо отметить проблемы создания комплекса бортовых систем космического аппарата, обе- спечивающих управление его движением и программное управление фотоаппаратурой. Эти системы не имели ана- логов в предшествующих разработках. Система ориентации должна была поддерживать в течение всего орбитального полета трехосную ориентацию в орбитальной системе ко- ординат. При такой ориентации одна из осей направлена на Землю, другая - по направлению полета. К системе ориентации предъявлялись очень высокие требования по точности ориентации аппарата, т.к. нескомпенсированная ошибка ориентации, выходящая за предел одного градуса, пагубно влияет на качество получаемого изображения. Впервые в системе ориентации применили схему, вклю- чающую особые гироскопические датчики, инфракрасный построитель вертикали и ряд других элементов. Система управления была разработана как многофункциональная система управления движением с широкими возможностя- ми по ориентации, проведению программных разворотов, обеспечению высоких точностей и оперативности измене- ния режимов. Созданию сложной и по своим характеристикам прин- ципиально новой системы управления способствовало то обстоятельство, что в ОКБ-1 по инициативе С.П.Королева из НИИ-1 был переведен коллектив, возглавляемый Б.В.Раушенбахом. Достаточно непростой оказалась пробле- ма управления комплексом фотоаппаратуры, реализуемого из наземного Центра управления полетом. На борт космиче- ского аппарата требовалось передавать сложные объемные программы настройки каждого сеанса фотографирования. Монтаж и проверка спутника «Зенит» перед попетом Для спутника «Зенит» впервые была разработана про- граммная радиолиния и сопряженное с ней бортовое про- граммно-логическое устройство. Это был один из первых образцов космических радиосистем оперативного обмена значительными объемами командно-программной ин- формации между космическим аппаратом и комплексом средств Центра управления полетом - опыт, очень широко используемый сегодня для управления различными косми- ческими аппаратами. Для получения снимков необходимой разрешающей способности температура объектива и самого фотоаппарата должна была поддерживаться с отклонением от заданного значения менее чем на 1 °C, а скорость из- менения температуры - пределах порядка 0,1 град./ч. При этом необходимо учитывать, что в процессе полета косми- ческий аппарат по-разному ориентирован по отношению к Солнцу, а это означает, что внешние тепловые потоки суще- ственно изменяются, особенно с учетом «захода» космиче- ского аппарата в тень Земли. Комплекс этих вопросов решался ОКБ-1 с участием Заказчика и широкой кооперации с августа 1956 г. по де- кабрь 1960 г. и был оформлен в виде эскизного проекта КА «Зенит-2» в июле 1961 г., а также в виде многочисленных документов всей кооперации, участвовавшей в создании комплекса. В процессе разработки корабля «Зенит-2» был создан ряд принципиально новых систем. Конструкция отсеков корабля «Восток», принятая за основу построения ком- поновочной схемы, и часть его бортовых систем (система 47
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Подготовка спутника типа «Зенит» к стыковке с ракетой-носителем Спутник «Зенит-4» 1 -усовершенствованная фотоаппаратура 2 - спускаемый аппарат 3 - приборный отсек 4 - тормозная двигательная установка 5-антенны телеметрических систем 6-жалюзи системы терморегулирования 7 - построитель вертикали 8 - антенна командной радиолинии 9-баллон со сжатым воздухом электропитания, радиотелеметрические системы, система аварийного подрыва объекта и др.) были существенно мо- дернизированы применительно к задачам нового космиче- ского аппарата. И только тормозную двигательную установку и незначительную часть систем заимствовали для аппарата «Зенит-2» из состава корабля «Восток». Проверка принци- пиальной возможности проведения фотографирования в целях разведки осуществлялась при отработочных полетах кораблей серии «Восток». Первый старт PH 8А92 (модификация 8К72) со спутни- ком-разведчиком «Зенит-2» был произведен 11 декабря 1961 г. Пуск оказался аварийным: из-за отказа третьей ступени ракеты-носителя космический аппарат не вышел на орбиту. 48
Глава 3 Следующий старт состоялся 26 апреля 1962 г. Спутник был выведен на орбиту и получил официальное наименова- ние «Космос-4». В процессе полета проводилась проверка функционирования всех систем в различных режимах рабо- ты, отрабатывались программы и методика управления по- летом с Земли. К сожалению, в этом полете произошли сбои в работе фотоаппаратуры, имелись серьезные замечания по системе ориентации. После трех суток полета, как и было запланировано, спускаемый аппарат приземлился в заданном районе. Этот полет положил начало летно-конструкторским испытаниям спутника-разведчика «Зенит». За полтора месяца после за- вершения первого полета провели необходимые доработки в системах спутника, и 28 июля 1962 г. состоялся следующий пуск. Программа полета была выполнена полностью, все бортовые системы работали хорошо. Всего в программе летно-конструкторских испыта- ний было реализовано 10 полетов. Летно-конструкторские испытания «Зенит-2» завершились 30 октября 1963 г. («Космос-20»). В каждом из полетов предусматривались отработка новых режимов, методические исследования, наращивание продолжительности полета, отработка мето- дик управления, отработка средств поиска и эвакуации спу- скаемых аппаратов. Каждый полет давал огромный объем фактического материала по фотографированию различных участков поверхности Земли. В процессе летных испытаний была проведена модерни- зация КА, которая позволила за счет изменения состава раз- ведывательной аппаратуры, совершенствования бортовых систем и методики управления полетом значительно повы- сить эффективность КА как спутника-разведчика и получить значительный объем данных, необходимых Заказчику. Начиная с четвертого полета («Космос-10») комплек- тация разведывательной аппаратуры существенно измени- лась: была исключена малоэффективная фототелевизи- онная система, вместо нее установлены дополнительно два фотоаппарата с длиннофокусными объективами (F = 1 м), при этом фотоаппараты модернизировали (в несколько раз увеличен запас фотопленки и доведен до 1500 кадров на каждом аппарате, существенно улучшены также каче- ство пленки и надежность функционирования аппаратов и др.). За один полет по программе летных испытаний фо- тографировались районы площадью более 10 млн кв. км, при этом благодаря высокой разрешающей способности снимков можно, например, определить количество авто- мобилей на стоянке. Так появился космический аппарат «Зенит-2». Комплекс средств спутника «Зенит-2» позволял про- изводить съемку малыми сериями кадров и съемку про- тяженных трасс, обеспечивал высокую точность привязки фотографируемых объектов, позволял решить ряд задач картографирования, осуществить привязку континентов и получить пространственное изображение местности. «Зе- нит-2» - первый космический аппарат - был сдан в экс- плуатацию, на вооружение, 10 марта 1964 г. В штатную экс- плуатацию Министерством обороны был принят не только спутник, а целый комплекс, обеспечивающий его подготовку к запуску, выведение с помощью ракеты-носителя на орбиту ИСЗ, управление полетом, поиск и обслуживание спускае- мого аппарата после приземления. В 1964 г. в ОКБ-1 был разработан эскизный проект но- вого спутника-разведчика «Зенит-4», оснащенного фотоап- паратурой с фокусным расстоянием объектива значительно больших размеров, чем на КА «Зенит-2» (F = 3 м). Вы- пуск этого проекта в ОКБ-1 завершил работы по созданию спутников-разведчиков. Эти работы продолжил филиал 3 ОКБ-1, азатем ЦСКБ. Разработка спутника-разведчика «Зенит» внес- ла ощутимый вклад в космическую технику, в решение ряда конкретных технических и методических вопро- сов. Его полеты подтвердили большие возможности принципиально нового «инструмента» - космиче- ского аппарата, обеспечивающего получение фото- информации о Земле. Руководителями летных испы- таний первых аппаратов «Зенит-2» были Б.Е.Черток и П.В.Цыбин. В проектировании, разработке конструкции космического аппарата типа «Зенит» сыграли решаю- щую роль М.К.Тихонравов, Е.Ф.Рязанов, И.В. Лавров, Ю.М.Фрумкин, А.В.Палло, Л.Н.Солдатова, Ю.М. Лабутин, М.П.Герасимов, Э.Н.Родман, Г.И.Гадалин, В.Г. Осипов, В.Е.Ромашов, С.И.Александров, А.В.Дитрих, П.А. Лехов, Б.И.Сотников, Б.В.Чернятьев, Н.А.Кутыркин, О.И.Козю- па, В.С.Ильин, О.К.Муранов, Н.П.Белоусов, Г.Г. Болдырев, Д.В.Соколов, В.И.Норкин, П.Д.Грицаенко, И.В. Кузнецов, С.С.Астерлин, В.В.Носков, Э.И.Корженевский, К.К.Пан- тин, В.С.Маслов, В.П.Викторов, Б.В.Тюрин, И.Г. Митин, В.А.Поляков, И.С.Пустовалов, В.П.Калманкин, В.Г.Чура- ев, Е.И.Старостин, Н.И.Галин, В.А.Луковников и др. Основными участниками проектирования и соз- дания бортовых систем были Б.В.Раушенбах, Е.Н. То- карь, Е.А. Башкин, Д.А.Князев, А.Ф.Леваков, В.П. Легоста- ев, В.Н.Бранец, В.Д.Николаев, Л.И.Комарова, В.И. Кома- ров, М.А. Яворский, Б.И.Медведев, А.В.Азаров, Б.А. Адамо- вич, Ф.В. Цейтлин, И.Е.Юрасов, Ю.С.Карпов, И.А. Сосновик, Р.П.Николаев, А.А.Петросян, Н.Д.Родителев, Н.А.Петросян, НАКвятковская, Ю.В.Хвощев, В.П.Калмыков, В.И.Горохов, Н.С.Некипелов, В.Н.Беликов, А.Л.Яцынин, И.Е.Яблокова, Б.В.Никитин, В.В.Эстрович, Ю.Л.Трещалин, К.Ф.Иванова, ЮАБогданович, М.З.Новиков, И.Я.Царейкин, ЮАКозко, А.В.Загорянский, О.В.Сургучев, Е.П.Белявский, Ю.В.Ка- пинос, А.И.Седых, С.Б.Максимов, БАЗаварнов, М.В. Бру- сков, А.Г.Меликова, К.К.Быков, О.Б.Каленков, Н.А. Кондри- кова, О.И.Бабков, О.С.Котов, К.И.Федчунов, Б.Н. Рябухин, Н.Н.Ширяев, С.И.Борисов, ФАКожевников, В.Ф. Рощин, А.Г.Решетин, З.С.Дегтяренко, КЛСемагин, В.С.Семячкин, М.В.Краюшкин, Н.П.Щербакова, Н.В.Вороскалевская и др. Испытаниями аппарата занимались Б.В.Рублев, А.И. Оста- шев, Б.И.Зеленщиков, Н АРжавский, А.М.Сидоров, В.И. Му- хортов, В.Г.Кирсанов, А.Н.Андриканис, А.В.Бачурин, В.А. На- умов, Д.М.Фролов и др. 49
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ИЛ-Ка/прилн^ш/с, 'ВЯ.Осипо^, ЛА.Соколов, ЪЛ.'Чертхж ОАО «РКК «Энергия» ПЕРВЫЙ СПУТНИК СВЯЗИ «МОЛНИЯ-1» В соответствии с постановлением правительства от 30 октября 1961 г. начались проектные работы по созданию первого советского ИСЗ - активного ретранслятора «Мол- ния-1» - и построение с его помощью экспериментальной линии дальней радиосвязи между Москвой и Владивосто- ком. Как и почти все в то время в космической технике, та- кая разработка проводилась впервые, подобная система не имела прототипа. Поэтому замыслы ученых и специалистов в области радиотехники не шли дальше проведения на- турных экспериментов по исследованию распространения радиоволн, создания экспериментального космического аппарата. А затем накопленный в этой работе опыт пред- полагалось использовать для проектирования будущих спутников связи. Осторожные предложения специалистов в области радиотехники казались разумными, тем более что и американские планы предусматривали именно такой постепенный путь экспериментов и накопления данных (вспомним «Эхо», «Реле», «Тельстар»). Директивные доку- менты по созданию экспериментальной космической линии связи были подготовлены под влиянием этих превалирую- щих настроений. Предусматривалось изготовить всего два спутника и провести лишь исследования и эксперименты в области радиосвязи и телевидения. В конце 1961 г. проектный отдел 29 (Е.Ф. Рязанов) подго- товил проспект по спутнику связи и направил С.П.Королеву на утверждение. В этом проспекте рекламировался экспе- риментальный спутник связи, при использовании которого могли быть выполнены необходимые эксперименты и ис- следования. С.П.Королев проспект не утвердил, а вернул его на доработку, сделав ряд существенных замечаний: - разрабатывать надо не спутник для экспериментов, а сразу такой спутник, на основе которого можно было бы строить систему связи по всей территории Советского Союза; - ресурс такого спутника на первых порах должен быть не менее 6-9 месяцев; - для отработки в реальных условиях космического по- лета необходимо изготовить не 2, а 5-7 спутников, чтобы всесторонне их испытать и провести даже опытную эксплуа- тацию системы связи. Заслуга С.П.Королева в том и состояла, что он, реально оценивая уровень достижений космической техники к тому времени, сумел своевременно поставить задачу о разработ- ке спутника для системы связи, хотя решение этой задачи было весьма сложным. Возвращенный С.П.Королевым про- спект был переработан в документ не столько рекламный, сколько носящий характер предложений о том, что делать, как делать, в какие сроки, с какими характеристиками, по- сле чего удалось доказать в правительстве правильность и своевременность этого предложения. Оно было одобрено и начало претворяться в жизнь. Задача в такой постановке стимулировала разработчи- ков на использование новейших достижений космической техники, дальнейшее ее развитие, способствовала воспита- нию высококвалифицированных кадров. Она нацелила раз- работчиков на проектирование спутниковой системы связи для территории Советского Союза. Были рассмотрены различные варианты такой системы: и наземных средств, и спутника. Американские специалисты шли по пути создания спутника связи с малой мощностью излучаемого сигнала, строительства наземных станций с большими размерами антенны и высокочувствительной приемной аппаратурой. Этот путь был оправдан тем, что им требовалось построить по существу межконтинентальную связь между Северной Америкой и Европой. Страны обоих континентов имели уже в то время широко разветвленную связную сеть, поэтому на каждом из континентов достаточно было иметь по одной приемопередающей наземной станции для работы через спутник-ретранслятор, подключив их к имеющейся внутри- континентальной связной сети. В нашей стране в начале 1960-х гг. происходило интен- сивное возникновение и развитие региональных террито- риально-производственных комплексов, удаленных друг от друга и от центральных обжитых районов. Строительство линий связи центра с региональными районами и послед- них между собой с использованием только традиционных наземных линий (кабельных и радиорелейных) требовало больших затрат средств и времени. Быстрее и экономичнее эта задача могла быть решена только с использованием свя- зи через спутники-ретрансляторы. Для этих целей необхо- димо было создание широкой сети наземных станций для работы через спутник-ретранслятор, охватывающей все ре- гионы нашей страны. Экономически выгодно оказывалось строить большое количество сравнительно простых и деше- вых наземных пунктов, а спутник-ретранслятор - с большой мощностью излучаемого сигнала. Таким образом, работа по созданию первого советско- го спутника связи получила конкретную направленность, а требования к нему стали определяться логикой достиже- ния конечной цели. Спутник должен был иметь мощный ре- транслятор, мощную систему энергопитания, эффективную систему терморегулирования. Для лучшего использования излучаемой энергии необходимо было иметь бортовую антенну с высокой направленностью излучения, но способ- ную передать сигнал на все наземные пункты, находящиеся одновременно в зоне радиовидимости, антенну, способную работать в широком диапазоне радиоволн. Для одновремен- ного приема и передачи сигналов в сеансах связи необходи- мо было ориентировать антенну на Землю. Как спутник для системы связи он должен был обладать высоким ресурсом, совершать полет по такой орбите, которая позволила бы по- строить систему из возможно меньшего количества спутни- ков. Для сопряжения спутников в системе, т.е. обеспечения 50
Глава 3 Первый спутник связи «Молния», выводимый на высокоэллиптическую орбиту с целью обеспечения связи центральных районов страны с Дальним Востоком 1-корпус 2 - рама с аппаратурой 3 - рама системы терморегулирования 4 - радиаторы СТР 5 - солнечные батареи 6 - антенна ретранслятора 7 - привод антенны 8 - маховик-гироскоп 9 - оптические датчики ориентации на Солнце 10 - оптические датчики ориентации на Землю 11 - шар-баллоны системы ориентации 12 - корректирующая двигательная установка 13-радиометр 14 - экранно-вакуумная изоляция согласованности их движения, необходимо было спутник оснастить корректирующей двигательной установкой Спутник для системы связи должен был изготавливать- ся серийно. Поэтому конструкция его должна была обладать высокой технологичностью, а время подготовки к запуску должно было быть как можно меньшим. Ко времени раз- работки спутника связи уже создали бортовой и наземный комплексы управления космическими аппаратами, включа- ющие аппаратуру командной радиолинии, радиотелеметрии, траекторных измерений. Чтобы сократить сроки разработ- ки и материальные затраты, решено было воспользовать- ся готовой аппаратурой, управление системами спутника организовать с учетом имеющегося количества команд и телеметрических параметров. Одной из первых задач при разработке спутника связи являлось определение его массы и орбиты, на которую его можно было бы вывести. Предва- рительные оценки показали, что масса спутника получается достаточно большой и вывести его можно на невысокую ор- биту. Потребовались более углубленные проработки. С этой целью впервые в практике проектных работ проводилась статистическая обработка относительных весовых харак- теристик уже разработанных к тому времени космических аппаратов, в результате которой были получены массовые коэффициенты служебных бортовых систем и конструкции аппарата. Стал ощутим, таким образом, достигнутый уро- вень развития космической техники, который и был принят в качестве отправной точки. Массу спутника уточнили, мож- но было уточнить вслед за этим и его орбиту. Что касается выбора орбиты, то необходимо заметить, что наиболее просто проблемы ориентации спутника и бортовой антенны на Землю решаются в том случае, если спутник совершает полет по круговой орбите. Однако с са- мого начала разработок стало очевидным, что имеющиеся возможности созданных ракет недостаточны для выведения спутника связи на необходимую для этих целей высокую 51
История развития отечественных автоматических космических аппаратов круговую орбиту. Оставалось одно - использовать эллипти- ческие орбиты. Параллельно шли расчеты по определению параметров орбиты, на которую можно было бы вывести спутник, и, по мере углубления проработок, - уточнение его массы. В результате удалось добиться возможности выве- дения спутника на высокоэллиптическую орбиту с периодом обращения 12 ч, высотой апогея 40000 км над Северным полушарием. Совершая по такой орбите два оборота в сутки, спутник на одном из них пролетает над Северной Амери- кой, на другом - над Советским Союзом, обозревая при этом всю территорию нашей страны непрерывно в течение не менее 9 ч. Эта орбита подходила для спутника связи. Из трех спутников, движущихся друг за другом над нашей страной, можно было построить систему круглосуточной связи по территории СССР. Одной из самых сложных проблем при проектирова- нии спутника связи была разработка системы ориентации. Требовалось обеспечить одновременную ориентацию сол- нечных батарей на Солнце и антенны на Землю в течение длительных сеансов связи. Использовать только систему реактивных микродвигателей для этих целей невозможно, т.к. потребный запас топлива для них существенно превы- шал массу самого спутника. Поэтому был предложен махо- вик-гироскоп в упруго-вязком подвесе, с помощью которого можно удерживать постоянную ориентацию одной оси на Солнце и путем изменения угловой скорости маховика осу- ществлять развороты спутника вокруг этой оси. Теперь проблема постоянной ориентации солнечных батарей на Солнце и одновременной ориентации антенны на Землю в сеансах связи при малых затратах топлива для микродвигателей могла быть и была решена следующим об- разом. Плоскость солнечных батарей расположили перпен- дикулярно оси вращения маховика-гироскопа, а антенну ста- ли поворачивать в тангажной плоскости. Маховик-гироскоп, сохраняя постоянным направление оси вращения, удержи- вал ориентацию солнечных батарей на Солнце. По мере от- клонения Солнца от оси маховика-гироскопа по сигналам отдатчика солнечной ориентации периодически включались микродвигатели и восстанавливали ориентацию оси враще- ния маховика-гироскопа на Солнце. Перед каждым сеансом связи осуществлялось враще- ние всего аппарата вокруг направления на Солнце до тех пор, пока Земля не оказывалась в плоскости размещения бортовой антенны, которая затем, отклоняясь от исходного положения, наводилась на освещенный край Земли с помо- щью расположенного на антенне оптического датчика. Такая ориентация удерживалась в течение всего сеанса. Система энергопитания состояла из солнечной бата- реи, площадью приблизительно равной 20 м2, и специально разработанной для спутника «Молния-1» аккумуляторной батареи, рассчитанной на большое количество зарядно-раз- рядных циклов. В солнечной батарее для обеспечения за- щиты фотоэлектрических преобразователей от воздействия радиации использовалась наклейка защитных стекол, что позволило значительно увеличить срок ее службы. Перед разработчиками системы терморегулирова- ния тоже стояли сложные задачи. Впервые в космической технике необходимо было осуществить непосредственное жидкостное охлаждение высокотемпературных элемен- тов - ламп бегущей волны блока усиления ретранслятора. ЛЕВ были выделены в отдельный агрегат, к которому под- ключили жидкостный контур системы терморегулирования. Спутник «Молния-1» - первый объект, на котором в тече- ние продолжительных сеансов связи выделялось большое количество тепла. Обеспечение требуемого температурного режима внутри гермоотсека удалось успешно решить, ис- пользуя постоянную ориентацию одной из осей спутника на Солнце. В плоскости солнечных батарей к гермоотсеку был прикреплен радиатор-нагреватель, постоянно освещенный Солнцем. Поверхность радиатора, обращенная к Солнцу, была оклеена фотоэлектрическими преобразователями и, таким образом, использована для увеличения площади солнечных батарей. В тени, за радиатором-нагревателем, вокруг цилиндрической обечайки гермоотсека был установ- лен радиатор-холодильник. Такая схема устройства системы терморегулирования позволяла при повышении темпера- туры в отсеке переключать жидкостный контур на радиа- тор-холодильник, при понижении температуры - на ради- атор-нагреватель. Увеличение интенсивности теплообмена достигалось тем, что с помощью вентилятора осуществля- лась обдувка аппаратуры газом, для организации движения которого в отсеке был установлен воздуховод, разделяющий встречные потоки газа. Для проведения коррекции орбиты спутника исполь- зовался однокамерный двигатель на компонентах топлива АК+НДМГ с тягой в пустоте 200 ± 30 кгс, суммарным удель- ным импульсом тяги 8000 кгс-с/кг, удельным импульсом тяги 290 кгс-с/кг, допускающий многократное включение. Коррекция выполнялась в перигее орбиты. В системе управ- ления помимо использования традиционных радиолиний - командной и траекторных измерений - пришлось применить программно-временное устройство, по командам которого, «зашитым» в память или закладываемым на борт в виде уставок, происходило управление работой бортовых систем автоматически, без вмешательства с Земли. Так, по коман- дам от ПВУ можно проводить в автоматическом режиме подряд до шести сеансов связи, осуществлять управление ра- ботой бортовых систем при проведении коррекции орбиты, в процессе которой спутник вообще не был виден с наземных пунктов управления, расположенных на территории СССР. Сложная задача стояла перед разработчиками антенно-фи- дерных устройств спутника, которые разрабатывались двух видов: слабонаправленные, с полусферической диаграммой направленности - для радиолиний командной, телеметриче- ской, траекторных измерений; узконаправленные - для тех же радиолиний и одновременно для ретранслятора. В начале сеанса связи управление работой спутника осуществлялось через слабонаправленные антенны, а по- сле ориентации на Землю антенны ретранслятора через нее шла передача служебной информации. При разработке ан- 52
Глава 3 тенны ретранслятора надо было реализовать одновременно противоречащие друг другу требования. С одной стороны, требовалась достаточно широкая диаграмма направленно- сти (20 °) для обеспечения связи с наземными пунктами во всей зоне радиовидимости; с другой стороны - как мож- но большее усиление антенны, чтобы наземные приемные устройства были более простыми. Трудности усугублялись тем, что через антенну ретран- слятора передавалась еще информация служебных борто- вых радиосредств. Это усложняло устройство облучателя. Кроме того, частоты ретранслятора и служебных радиоси- стем были очень близки друг другу, что затрудняло их филь- трацию. И, наконец, на облучателе стоял оптический прибор ориентации антенны на освещенный край Земли, что также влияло на диаграмму направленности антенны. Спроек- тировать такую антенну на основании только расчетов не представлялось возможным. Пришлось провести огром- ный объем экспериментальных исследований для выбора ее наилучшего конструктивного устройства. Непростая задача стояла также перед разработчиками привода узконаправленной антенны. В процессе сеанса свя- зи зеркало антенны должно было периодически поворачи- ваться по командам от установленного на нем оптического прибора. В момент включения и выключения привода мог- ли возникать автоколебания штанги, на которой установлено зеркало, что приводило бы к флуктуациям сигнала. Во из- бежание этого явления в привод был встроен компенсирую- щий маховичок, вращающийся в направлении, обратном на- правлению поворота зеркала. Маховичок начинал вращаться одновременно с включением привода и останавливался при его выключении. При разработке компоновочной схемы спутника необходимо было учесть следующие требования: - центр тяжести должен лежать на продольной оси аппа- рата, чтобы свести к минимуму возмущения на работу ма- ховика-гироскопа, вектор кинетического момента которого совпадал бы с продольной осью; - момент инерции массы относительно продольной оси должен быть больше, чем относительно двух других осей, чтобы обеспечить устойчивость ориентации продольной оси на Солнце; - должны обеспечиваться доступ к любому блоку аппа- ратуры и агрегату, снятие и установка любого блока без сня- тия других, чтобы процесс сборки и испытаний был удоб- ным и требовал как можно меньше времени; - поля зрения оптических приборов и диаграмм направ- ленности бортовых антенн не должны затеняться элемента- ми конструкции. Эта сложная задача была решена успешно. Причем впер- вые на космическом аппарате удалось применить принцип агрегатирования отдельных систем. Так, корректирующая двигательная установка, пневмосистема системы ориента- ции и коррекции, система терморегулирования представ- ляли собой отдельные агрегаты. Каждый из этих агрегатов мог собираться и испытываться автономно. При разборке объекта они оставались едиными, не разбирались. Интересное решение нашли при компоновке аппарату- ры внутри гермокорпуса аппарата. Аппаратуру разместили в ячейках крестообразной рамы, причем блоки установили таким образом, чтобы центровка рамы относительно про- дольной оси приближалась к нулевой. По раме был проло- жен кабельный ствол с разъемами, к которым подключалась устанавливаемая аппаратура. Обеспечивался свободный до- ступ к любому из приборов. Конструктивная схема спутника выглядела следующим образом. Гермокорпус имел цилиндрическую обечайку с двумя стыковочными шпангоутами и два конических дни- ща. В верхнем коническом днище был размещен блок ламп бегущей волны ретранслятора, требующий жидкостного охлаждения. На цилиндрической обечайке установили ра- диатор-нагреватель, плоскость которого перпендикулярна продольной оси, радиатор-холодильник, солнечные батареи (шесть панелей) и две направленные антенны, размещенные в диаметрально противоположных точках. На верхнем ко- ническом днище крепилась корректирующая двигательная установка, а на стыке верхнего днища с цилиндрической обечайкой крепилась рама пневмосистемы. В верхнем днище имелся люк для доступа к гидро- и электроразъемам, которые состыковывались при сборке верхнего днища с цилиндрической обечайкой. После сты- ковки, заправки и проверки жидкостного контура верхнее днище и цилиндрическая обечайка больше не расстыковы- вались. Внутри цилиндрической обечайки к ней крепил- ся концентрический цилиндрический воздуховод. Внутри нижнего днища был установлен маховик-гироскоп. Таким образом, чтобы получить доступ ко всем приборам и агре- гатам спутника, достаточно было разъединить гермокорпус по нижнему стыковочному шпангоуту, снять верхний корпус с цилиндрической обечайкой с закрепленными на них при- борами и агрегатами, а затем отстыковать приборную раму от нижнего днища. Панели солнечных батарей в транспортном положении складывались вдвое и укладывались в виде шестигранной пирамиды, а затем, после выведения спутника на орбиту, рас- крывались и оказывались в поперечной плоскости в районе стыковочного шпангоута цилиндрической обечайки с нижним конусом. Большой размах солнечной батареи (около 8 м) обеспечивал необходимое соотношение моментов инерции, а симметричность конструктивно-компоновочной схемы спутника в целом относительно продольной оси обеспечи- вали необходимое размещение центра тяжести аппарата. Благодаря удачной конструктивно-компоновочной схеме, органично объединившей конструкцию, системы и агрегаты спутника, а также агрегатированию систем было достигнуто высокое совершенство технологии работ со спутником. Про- должительность цикла испытаний спутника и подготовки его к запуску на технической позиции составила около семи суток - самый короткий срок в то время для космических аппара- тов. Большое внимание при проектировании спутника и раз- работке его аппаратуры уделялось обеспечению длительного ресурса активной работы спутника. Для этих целей применя- 53
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Схема организации связи через спутник «Молния-1». Круглосуточная система дальней связи лось дублирование и резервирование аппаратуры, а также проводились ее ресурсные испытания в наземных условиях в реальном масштабе времени. Так, например, ретранслятор имел три комплекта мощных (мощность на выходе 40 Вт) и два комплекта маломощных (20 Вт) передатчиков. Полностью дублировались направленные антенны и, соответственно, приборы ориентации их на Землю. В маховике-гироскопе дублировалась аппаратурная часть. Кроме того, в наземных условиях он наработал многие тысячи часов. На протяжении всего времени эксплуатации этого спутника не было ни еди- ного отказа маховика-гироскопа в полете. Также в наземных условиях проходили ресурсную отработку в реальном мас- штабе времени приводы поворота узконаправленных антенн и лампы бегущей волны ретранслятора. Позднее, в период летных испытаний спутника, вы- яснилось, что воздействие радиационных поясов Земли на элементы солнечных батарей интенсивнее, чем предпо- лагалось. Тогда были внедрены створки на солнечных бата- реях, частично закрывающие элементы солнечных батарей на начальном этапе эксплуатации спутника, а затем, по мере снижения токопроизводительности элементов, - раскры- вающиеся поочередно по командам с Земли. Так удалось поддержать токопроизводительность солнечных батарей на нужном уровне в течение длительного времени. К концу летных испытаний (четыре успешных запуска) ресурс спут- ника был доведен до одного года. Система связи на базе спутника «Молния-1» первоначально должна была состоять из спутника и двух наземных пунктов: в Москве (НИП-14) и Владивостоке (НИП-15). Управление бортовыми система- ми спутника осуществлялось специально созданной опера- тивной группой, располагавшейся на территории НИП-14 (вблизи г. Щелково). Вначале предполагалось в ОКБ-1 из- готовить четыре спутника «Молния-1» - спутники первого этапа. Они должны были быть готовы к отправке на техни- ческую позицию уже в первой половине 1963 г., практически через полтора года после начала работ. Однако неординар- ность задачи и задержки с поставкой аппаратуры привели к сдвигу сроков готовности спутников на целый год. Первый запуск спутника «Молния-1» состоялся 4 июня 1964 г., но потерпел неудачу из-за аварии носителя. Вторая попытка проведена 22 августа того же 1964 г. Спутник на ор- биту был выведен, но антенны не раскрылись из-за неучета жесткости проложенного по ней кабеля. Со спутником про- водили испытания в нештатном режиме. Он был объявлен как спутник «Космос-41» и проработал на орбите до 26 мая 1965 г. Необходимо отметить, что С.П.Королев уже в нача- ле 1964 г. обратился в вышестоящие инстанции с просьбой о передаче работ по спутнику «Молния-1»в ОКБ-10 (г. Крас- ноярск) «в целях развития работ по космической тематике и разгрузки ОКБ-1 и опытного завода». Его просьба была удовлетворена, и в марте 1964 г. вышел по этому поводу со- ответствующий приказ Председателя Госкомитета по оборон- ной технике. Однако после двух неудачных запусков спутника к этому вопросу пришлось вернуться вновь. По указаниям Д.Ф.Устинова и заместителя Председателя ГКОТ ГАТюлина на ОКБ-1 и опытный завод возлагалась задача изготовить еще четыре спутника (в т.ч. один запасной) со сроками изго- товления в апреле-июне 1965 г. Таким образом, всего в ОКБ-1 изготовили восемь спутников «Молния-1», состоялось семь их запусков, из которых четыре были полностью успешными. 54
Глава 3 Третий запуск произведен 23 апреля 1965 г., после до- работок и дополнительных наземных испытаний систем, агрегатов и узлов спутника Он оказался успешным (спутник проработал на орбите до 26 ноября 1965 г.) и явился офици- альным началом полетов спутников серии «Молния», трид- цатилетие которого исполнилось в 1995 г. В центральной печати этому событию было посвящено сообщение ТАСС. Сообщение ТАСС о запуске «Молния-1» В соответствии с программой отработки системы даль- ней радиосвязи и телевидения с использованием искусствен- ных спутников Земли - активных ретрансляторов 23 апреля 1965 г. в Советском Союзе осуществлен запуск на высокую эллиптическую орбиту спутника связи «Молния-1». По данным вычислительного центра, спутник выведен на орбиту с апогеем 39380 километров в северном полу- шарии и перигеем 497 километров в Южном полушарии. Пе- риод обращения спутника -11 часов 48 минут. Наклонение орбиты 65 градусов. На борту спутника установлена ретрансляционная ап- паратура для передачи программ телевидения и дальней радиосвязи, а также аппаратура командно-измерительного комплекса, системы ориентации спутника и коррекции его орбиты. Электропитание бортовой аппаратуры производит- ся от солнечных батарей и химических источников тока. Основной задачей запуска спутника связи «Молния-1» является осуществление передач программ телевидения и дальней двусторонней многоканальной телефонной, фо- тотелеграфной и телеграфной связи. Вся аппаратура, установленная на борту спутника связи, а также наземный радиокомплекс работают нормально. Проведенные первые передачи телевизионных про- грамм между Владивостоком и Москвой прошли успешно. «Правда», 24 апреля 1965 г. 1 мая 1965 г. с помощью этого спутника жители Дальне- го Востока впервые увидели на экранах своих телевизоров прямую трансляцию парада и демонстрации трудящихся на Красной площади в Москве. В ЦК КПСС и правительство по- летели приветственные телеграммы, в которых одновремен- но требовалось продолжить и сделать регулярными такие передачи. Под влиянием этих событий были разработаны и стали впоследствии широко использоваться наземные стан- ции «Орбита» разработки ОКБ МЭИ (А.Ф.Богомолов). В том же 1965 г. 14 ок- тября был успешно запущен еще один спутник (прорабо- тал до 18 февраля 1966 г.). В1966 г. осуществлено три за- пуска спутника «Молния-1»: один, состоявшийся 27 марта, завершился неудачей вслед- ствие отказа носителя, а два последующих, стартовавшие 25 апреля и 20 октября, были успешными. Первый из спут- ников проработал на орбите до 2 сентября 1966 г., вто- рой - до 29 января 1968 г. С 1967 г. изготовление и пуски спутников «Молния-1» осуществлялись другой ор- ганизацией. Дело в том, что С.П. Королев, несмотря на Аналог спутника связи «Молния» в музее РКК «Энергия» М.Ф.Решетнев 55
История развития отечественных автоматических космических аппаратов возражения ряда ведущих разработчиков, все же настоял на передаче в конце 1965 г. всех работ по серийному производ- ству КА «Молния-1» и на продолжении дальнейших работ по связным спутникам в ОКБ-10 (г. Красноярск). Это ОКБ создавалось в 1961 г. на базе филиала 2 ОКБ-1, которое воз- главлял М.Ф.Решетнев, будучи заместителем С.П.Королева. Поскольку тематика ОКБ-1 непрерывно расширялась, а к 20-летию существования предприятия начала форми- роваться ее направленность на создание таких сложных и трудоемких космических систем, как пилотируемые, С.П.Королев вынужден был передать работы по ряду на- правлений в другие организации. Система космической свя- зи и, в частности, спутник «Молния-1» оказались одним из этих направлений. Ведущими конструкторами по спутнику «Молния-1» были Д.А.Слесарев и И.И.Морозов. Техниче- ское руководство разработкой и изготовлением осущест- вляли заместители главного конструктора: до мая 1964 г. - П.В.Цыбин, а с мая этого же года - Б.Е.Черток, который ру- ководил также и летно-конструкторскими испытаниями. В разработке, изготовлении, испытаниях и ПКИ спутни- ка «Молния-1» принимали участие В.Н. Дудников, В.Г. Оси- пов, А.И.Ходяков, А.И.Буянов, М.С.Красавина, И.П. Скрип- ник, Б.В.Королев, Г.Г.Воробьева, В.А.Дивин, З.И. Фроло- ва, О.В.Сургучев, Е.П.Белявский, В.А.Алексеев, Л.Б. Про- стое, В.С.Ильин, Л.И.Гусев, Г.М.Гречко, Е.С. Макаров, В.П. Кураев, В.П.Гаврилов, Л.Б.Вильницкий, В.С. Сыро- мятников, Р.Л.Максимова, В.К. Корчинский, И.В. Козьмин, Ф.Ф. Овчинников, В.Ф.Кульчак, Б.М. Попов, К.К. Соловье- ва, В.И.Нечаев, НАВарфоломеева, В.В. Чернов, Б.Г. Шу- маков, ЕИ.Смирнова, Г.Г.Тихонова, И.В. Ермаков, ЗА Ак- сенова, Н.Э.Корженевский, Н.П. Голунский, Г.Д. Николаен- ко, ИАСосновик, НА Квятковская, Н.М. Лебедева, Л.И. Ан- филатова, А.В.Максимов, Л.К. Анисимова, Т.В. Антонова, В.С. Поляков, Г.П. Иванова, А.И. Шуруй, ААФедюшин, В.Н. Бе- ликов, Е.Н.Токарь, В.Н.Бранец, В.С.Семячкин, Ю.М. Заха- ров, Ю.П. Прокудин, М.Г.Чинаев, Л.Ф.Копачев, С.М. Хри- пунов, Л.С.Душутин, ВА Николаев, А.И.Вовк, Е.И.Сала- пов, Е.И. Старостин, М.П.Иванов, А.И. Окунев, И.Г Кирил- лов, Н.И.Галкин, Н.В. Пименов, Ф.Г. Кузьмин, И.С. Пустова- лов, С.В.Тюнин, Н.А. Баранов, Р.Ф. Черкасов, Б.Н. Павельев, АНАндриканис, А.В. Бачурин, М.П. Василенков, ААШустов, П.Н.Куприянчик, А.М.Термосесов и др. Велика роль в создании первого отечественного спут- ника связи «Молния-1» и смежных предприятий - раз- работчиков систем и агрегатов: НИИ-695 (Ю.С.Быков, М.Р.Капланов) - ретранслятор «Альфа», НИИ-885 (М.С.Рязанский) - командная радиолиния, радиотелеме- трия, траекторные измерения, НИИ-627 (А.Г.Иосифьян, Н.Н.Шереметьевский) - силовой маховик-гироскоп в упру- го-вязком подвесе, ВНИИИТ (Н.С.Лидоренко) - солнечные батареи, НИАИ (В.М.Федоров, В.В.Теньковцев) - аккуму- ляторная батарея, ОКБ-2 (А.М.Исаев) - корректирующая двигательная установка, ЦКБ-589 (Н.Г.Виноградов) - оп- тические приборы системы ориентации, ВНИИ-380 (ИАРосселевич) - бортовые телекамеры. 'К.Н.Ле.юстае^. Сокола^ 'б&Черпимс. ЮЖ.Лаоутин, '6.74.Сстни/ссь ОАО «РКК «Энергия» РАЗРАБОТКА И ЗАПУСКИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА «ЭЛЕКТРОН» К подготовке эксперимента по исследованию радиацион- ных поясов Земли в ОКБ-1 приступили в 1960 г. Было решено осуществить запуск одной ракетой-носителем типа Р-7 (8А92) двух специальных спутников, орбиты которых охватывали бы границы радиационного пояса Земли, что позволило бы углубить и расширить программу исследований без дубли- рования американских данных, полученных ранее. К тому же наклонение орбит в американском эксперименте (30 °) суще- ственно отличалось от намечаемой программы ОКБ-1 (60 °). Работы по проекту «Электрон» выполнялись на осно- вании постановлений от 9 мая 1960 г. и от 13 мая 1961 г. Подготовку программы научных экспериментов и ее ма- териальное обеспечение взял на себя Межведомственный научно-технический совет, возглавляемый М.В.Келдышем. Острой необходимости в получении новых данных по радиационным поясам Земли для первых пилотируемых полетов не было. Эти исследования были необходимы в ос- новном для перспективных программ космических полетов по межпланетным траекториям, поэтому к ним готовились обстоятельно. Ко 2 июля 1960 г. в ОКБ-1 подготовили исход- ные данные для разработки спутников, получивших назва- ние «Электрон-1» (Э-1) и «Электрон-2» (Э-2), и доработ- ки трехступенчатой ракеты-носителя. Спутник Э-1 массой 350 кг предполагалось вывести на орбиту с перигеем 425 км и апогеем около 6000 км, спутник Э-2 массой 460 кг - на орбиту с перигеем 450 км и апогеем 60000 км. Спутник Э-1 размещался в трубе, расположенной пер- пендикулярно продольной оси ракеты, и выстреливался с помощью порохового двигателя тягой 3350 кгс и време- нем работы 12-15 мс на активном участке третьей ступени, отделение спутника Э-2 предусматривалось по стандартной схеме после достижения заданной скорости. Корпус спутни- ка Э-1 состоял из двух полуоболочек радиусом 325 мм, со- единенных между собой цилиндрической вставкой 650 мм. Кольцо переднего днища предназначалось для установки датчиков научной аппаратуры, центральный фланец перед- него днища - для крепления механизма расчековки солнеч- ных батарей и антенн. К шпангоуту цилиндрической вставки крепились четыре направляющих, два штифта в нижней направляющей предотвращали поворот спутника Э-1 при его движении по трубе в процессе отделения. На цилин- дрической вставке устанавливались вращающиеся жалюзи барабанного типа. Заднее днище служило для установки порохового двигателя, штепсельных разъемов, привода жалюзи, антенн и масс-спектрометров. Блоки бортовой аппаратуры компоновались внутри герметичного корпуса 56
Глава 3 на раме и панели. Солнечные батареи состояли из шести от- кидывающихся на штангах лопастей, оклеенных элементами с двух сторон. На активном участке лопасти складывались в двенадцатигранную поверхность в два ряда, а в раскрытом положении располагались так, что их большие плоскости соответствовали шести взаимно перпендикулярным граням куба. Постоянно работающей системы ориентации не было из-за массовых ограничений. Корпус спутника Э-2 состоял из двух полуоболочек с увеличенным, по сравнению с Э-1, радиусом 400 мм, сое- диненных также цилиндрической вставкой высотой 850 мм. Каждая свободная поверхность спутника была оклеена элементами солнечных батарей. Положение спутников Э-1 и Э-2 в пространстве фиксировалось с помощью солнечных датчиков. Для управления их бортовыми системами служи- ла командная радиолиния, обеспечивающая передачу 20 ко- манд, и программно-временные устройства. Запоминающее устройство при полете не над территорией СССР записыва- ло полученную информацию в двух режимах: в первом - при использовании полного объема памяти в течение 20 ч, во втором - с записью циклами по 10 с через каждые 2 мин или со скважностью 7 мин, что увеличивало время запоми- нания. Последний режим использовался для записи данных на витках, не проходящих над территорией СССР. Орбита спутника Э-1 замерялась когерентным радиопередатчиком, спутника Э-2 -специальной системой радиоконтроля. Спутники «Электрон» прошли экспериментальную от- работку на специальных установках. Испытания предусма- тривали отработку тепловых режимов объектов (верхнего и нижнего), прочностные испытания для проверки работо- способности конструкции при нагрузках в момент сброса нижнего спутника (в момент работы порохового двигате- ля), проверку работы систем отделения верхнего и нижне- го спутников от рамы. Первый запуск спутников состоялся 30 января 1964 г. в 12 ч 45 мин 09 с. В полете вся аппаратура работала нормально, но в процессе полета было выявлено отрицательное влияние радиационных поясов на солнечные батареи, которое оказалось значительно больше расчетно- го. Так, на спутнике Э-1 они питали аппаратуру в течение двух месяцев до 27 марта 1964 г. (485 витков), а на спутнике Э-2 - в течение пяти месяцев до 30 июля 1964 г. (164 витка). Ко второму запуску были приняты меры, направленные на повышение характеристик солнечных батарей и снижение потребления тока в дежурном режиме. Второй запуск спут- ников «Электрон» (Э-3 - аналог Э-1 и Э-4 - аналог Э-2) состоялся 11 июля 1964 г. в 00 ч 51 мин 02 с. При втором запуске солнечные батареи обеспечивали питанием аппара- туру спутника Э-3 в течение шести месяцев (вместо двух рас- четных) до 13 января 1965 г. (1594 витка), а спутника Э-4 - восьми с половиной месяцев до 23 мая 1965 г. (281 виток). На основании полученных данных, с учетом имевшейся информации, НИИ ядерной физики МГУ составил «Мо- дель космического пространства», позволяющую надежно оценивать радиационную опасность при полетах пилотиру- емых и автоматических аппаратов и разрабатывать меры Спутник Э-2 для исследования внешнего радиационного пояса радиационной защиты. Научным руководителем по теме «Электрон» был член-корреспондент (академик с 1968 г.) Академии наук СССР С.Н.Вернов, который возглавлял ра- боты по анализу полученных результатов. В июне 1965 г. состоялась первая Всесоюзная конфе- ренция по физике космического пространства, где под- водились итоги работ СССР в этой области. Большинство научных докладов посвящалось различным особенностям радиационных поясов Земли, выявленных с помощью спут- ников «Электрон». Техническим руководителем подготовки спутников «Элек- трон» к полету был ПВ.Цыбин, а участниками - Б.А. Непорож- нев, Ю.Н.Даниленко и Т.П. Кузнецов (ведущий конструктор). В проектирование, разработку конструкции и бортовых сис- тем спутников «Электрон» решающий вклад внесли Е.Ф. Ряза- нов, И.В. Лавров, Ю.М. Фрумкин, Ю.М.Лабутин, Э.Н. Родман, В.Н. Дудников, М.С. Красавина, И.С.Прудников, К.М. Хомя- ков, Н.А. Павлов, Б.В. Никитин, Ю.Л.Трещалин, Ю.А. Богдано- вич, О.В. Сургучев, ИАСосновик, Н.Д.Родителев, В.П. Кал- мыков, Н.А. Квятковская, А.И.Шуруй, К.Ф.Иванова. 57
История развития отечественных автоматических космических аппаратов 'Б.'И.Са&глье^-, 'В.^.Иола'шисо ОАО «ВПК «НПО машиностроения» СИСТЕМА МОРСКОЙ КОСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ И ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ «УС» Предпосылки разработки Постановлениями правительства от 17 августа 1956 г. было определено начало проектирования двух типов проти- вокорабельных ракетных комплексов с загоризонтной даль- ностью стрельбы: с ракетами П-6 для вооружения подво- дных лодок (атомных проекта 675 и дизельных проекта 651) и ракетами П-35 для вооружения надводных кораблей. Кры- латые ракеты П-6 и П-35, созданные в ОКБ-52 генерального конструктора В.Н.Челомея, обладали сверхзвуковой скоро- стью полета и дальностью до 350 км. Основным классом носителей ракет П-6 стали подводные атомные лодки про- екта 675. За 1963-1968 гг. на Северный и Тихоокеанский флоты поступило 29 подводных лодок проекта 675, каждая с боекомплектом 8 крылатых ракет П-6. В этот период особо остро встал вопрос об обеспечении противокорабельных ра- кетных комплексов надежным всепогодным целеуказанием. Специалистам ВМФ и разработчикам противокорабель- ных комплексов П-6 и П-35 было очевидно, что в борьбе с ко- рабельными группировками противника боевая устойчивость средств целеуказания на базе самолетов и вертолетов с дозву- ковой скоростью полета окажется недостаточной. С учетом этого в ОКБ-52 родилась идея об использовании космических средств для решения задачи целеуказания противокорабель- ному ракетному оружию. Идея была поддержана Главкомом ВМФ С.Г. Горшковым и одобрена Правительством СССР. лый ряд сложных научно-технических проблем. В создании МКРЦ участвовала большая кооперация разработчиков. В ходе проектных работ было принято решение разра- ботать аппаратуру радиолокационной и радиотехнической разведки, способную наиболее эффективно решать задачу обнаружения надводных морских целей независимо от по- годных условий, времени года и суток с двумя типами кос- мических аппаратов: радиолокационной разведки «УС-А» и радиотехнической разведки «УС-П». В качестве бортового источника электроэнергии для КА «УС-А», учитывая низкие орбиты полета и большое энер- гопотребление радиолокатора, было решено создать ядер- но-энергетическую установку. Для запуска КА предлагалось использовать ракету УР-200, которая разрабатывалась ОКБ-52 в качестве универсальной - межконтинентальной баллистической ракеты и ракеты-носителя КА. По результатам аванпроекта постановлением прави- тельства от 16 марта 1961 г. было задано создание сис- темы МКРЦ. Головной организацией по системе в целом и ракетно-космическому комплексу было определено ОКБ-52 ГКАТ, головной организацией по радиоэлектронным комплексам и системе управления было определено КБ-1 Госкомитета по радиоэлектронике генерального конструкто- ра ААРасплетина. В августе 1962 г. под руководством ОКБ-52 было вы- полнено эскизное проектирование системы МКРЦ и ос- новных ее элементов. Эскизный проект определил состав и основные параметры системы, в которую вошла орбиталь- ная группировка космических аппаратов радиолокационной разведки «УС-А» и радиотехнической разведки «УС-П». Придавая большое значение экспериментальной от- работке, Генеральный конструктор В.Н.Челомей поставил перед коллективом ОКБ-52 и предприятий кооперации за- дачу осуществить в период 1963-1964 гг. необходимый Разработка системы МКРЦ 23 июня 1960 г. вышло постанов- ление правительства о разработке системы «УС» для морской космиче- ской разведки и целеуказания. Голов- ным разработчиком системы было определено ОКБ-52 Госкомитета по авиатехнике (генеральный конструк- тор - В.Н.Челомей). В начале 1961 г. кооперацией предприятий промышленности под руководством ОКБ-52 был выполнен аванпроект системы МКРЦ. Предла- гаемая к разработке система МКРЦ не имела аналогов как в нашей стра- не, так и за рубежом. Для реализации проекта необходимо было решить це- 58
Глава 3 объем работ по изготовлению и наземной отработке аппа- ратуры, систем и комплексов, входящих в систему МКРЦ в целом, предполагая начать в 1965 г. летно-конструкторские испытания комплексов, входящих в систему, и, в первую оче- редь, КА «УС-А». Реализация этих мероприятий позволила приступить к автономным летным испытаниям КА «УС-А» в намеченный срок. К работам по подготовке и проведению испытаний были привлечены сотни специалистов многих КБ, НИИ, проектно-монтажных организаций, Института во- оружения ВМФ и испытательных частей Минобороны. Первые космические аппараты «УС-А» («Космос-102» - 28 декабря 1965 г, «Космос-125» - 20 июля 1966 г.) вы- водились на орбиту доработанной трехступенчатой раке- той-носителем 11А510, на базе ракеты Р-7. Об этом была достигнута договоренность Владимира Николаевича Чело- мея с Сергеем Павловичем Королевым. На первом этапе (1965-1966 гг.) проводилась летная от- работка системы ориентации и стабилизации и двигательной установки на КА с химическим источником тока, без ЯЭУ и радиолокатора. Для оценки точности построителей орби- тальной системы координат на борту КА была установлена специально для этих целей разработанная автоматическая система астроориентации «Нептун». В результате были по- лучены уникальные экспериментальные данные. В 1965 г. работы по ракете УР-200 были прекращены. В качестве ракеты-носителя для вывода КА системы МКРЦ была рекомендована специально доработанная для вывода космических аппаратов межконтинентальная баллистиче- ская ракета Р-36 разработки Днепропетровского ОКБ «Юж- ное» (главный конструктор - М.К.Янгель). Одновременно была изменена роль головных исполнителей: головной организацией по системе было назначено КБ-1 ГКРЭ, за ОКБ-52/ЦКБМ были сохранены функции головного разра- ботчика космических аппаратов, ОКБ «Южное» стало голов- ным по ракетному комплексу. На втором этапе (1967-1969 гг.) проводилась летная отработка системы радиоуправления и изготовленных для этих испытаний имитаторов бортовой атомной электростан- ции и химического источника тока. Запуск первого КА этого этапа испытаний на ракете 11К67 (доработанная Р-36) был осуществлен 27 декабря 1967 г. («Космос-198»). Бортовой комплекс системы управления был представлен в полном со- ставе. Основной задачей испытаний была отработка системы перевода радиационно-опасной части КА на высокую орбиту «высвечивания». За время полета все штатные устройства и аппаратура функционировали нормально. До окончания гарантийного срока функционирования бортовой аккумуляторной бата- реи на борту КА автоматически была выработана команда на «увод» макета ЯЭУ «Бук» на высокую орбиту «высвечи- вания». Все команды, осуществлявшие «увод», исполнялись нормально, и макет ЯЭУ «Бук» был переведен на заданную орбиту «высвечивания». Второй и третий пуски КА были осуществлены 22 марта 1967 г. и 25 января 1969 г. с задачами, аналогичными зада- чам первого пуска. Успешно проведенные летные испытания этой системы позволили приступить к летным испытаниям активных КА в полной комплектации бортовых средств, в т.ч. с бортовой атомной электростанцией. Первый запуск КА «УС-А» с ЯЭУ (БЭС-5) был произведен 3 октября 1970 г. («Космос-367»), В результате испытаний система МКРЦ с КА активной радиолокационной разведки была принята на вооружение в 1975 г, а в полном составе, в т.ч. с КА радио- технической разведки, - в 1978 г. Космический аппарат «УС-А» КА «УС-А» представляет собой сложную оригинальную конструкцию, рассчитанную на авиационную технологию изготовления. На КА размещался космический радиоло- кационный комплекс, а в качестве источника электропи- тания была применена ядерная энергетическая установка БЭС-5 «Бук». Основные характеристики КА «УС-А» Масса-4150 кг Средняя высота орбиты-265 км Наклонение орбиты -65° Бортовой источник электропитания - ядерная энергоустановка Электрическая мощность ЯЭУ - около 3,5 кВт Двигательная установка - ЖРД многоразового включения Средство выведения на орбиту - PH «Циклон-2» Космический аппарат «УС-А» в цехе НПО машиностроения 59
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Ко всей аппаратуре КА предъявлялись жесткие требо- вания по радиационной стойкости. Радиационная безопас- ность при подготовке к старту и в процессе выведения КА на орбиту обеспечивалась путем задействования реактора ЯЭУ только после выведения КА на заданную орбиту. Для обеспечения радиационной безопасности после выполне- ния КА целевой задачи было принято решение осуществлять захоронение его радиоактивной части на высокой орбите (со сроком существования 300-400 лет), обеспечивающей за время длительного существования на этой орбите «вы- свечивание» активной зоны реактора. Для этого была раз- работана специальная система увода КА на высокую орбиту. В ОКБ-52/ЦКБМ была разработана конструкторская до- кументация для изготовления КА «УС-А», проведена вся необходимая отработка КА. Было изготовлено пять КА для автономных и пять - для совместных летных испытаний си- стемы МКРЦ. Все КА были запущены. В1969 г. в кооперации создателей системы МКРЦ про- изошли изменения. В связи с тем, что ЦКБМ генерального конструктора В.Н.Челомея, располагая современной экспе- риментальной базой, не имел необходимых производствен- ных мощностей для серийного производства КА, по решению руководства Министерства общего машиностроения даль- нейшие работы по КА «УС-А» в мае 1969 г. были поручены Ленинградскому КБ и заводу «Арсенал» им. М.В.Фрунзе (директор завода и начальник КБ - Е.К.Иванов). При этом за ЦКБМ была сохранена роль головного разработчика косми- ческих аппаратов системы МКРЦ. Космический аппарат «УС-П» Разработка КА «УС-П» в ЦКБМ была осуществлена на основе принципа максимальной унификации с КА «УС-А» и его бортовыми системами. Основное отличие составляли бортовой комплекс разведки и бортовые источники электро- питания. Работы по бортовому комплексу радиотехнической разведки были проведены в Калужском стемы электропитания, 12 блоков командно-измерительной системы «Куб-Контур» и т.д. На разработку компоновочной схемы отсека с высокой плотностью установки блоков пона- добилось более полутора месяцев упорной работы. Высота полета КА «УС-П» (-440 км) и существенно меньшее, по сравнению с КА «УС-А», электропотребление позволили в качестве бортового источника электропитания использовать солнечную энергоустановку. Солнечная энер- гоустановка была разработана непосредственно в ЦКБМ с участием ВНИИИТ (ныне НПП «Квант») в части полупро- водниковых элементов и Ленинградского научно-исследо- вательского аккумуляторного института в части бортовых аккумуляторов. Солнечные батареи КА «УС-П» отличались рядом существенных нововведений: монтаж полупроводни- ковых солнечных элементов производился на стеклосетке, что улучшало условия теплоотдачи и вибрационную стой- кость, была применена легкая и надежная система раскры- тия и управления батареями. Большой объем выполненной наземной отработки на специ- ально созданных стендах, а также накопленный опыт испытаний КА «УС-А» позволили отказаться от проведения ЛК14 КА «УС-П». Развитие и эксплуатация системы МКРЦ Летные испытания системы морской космической раз- ведки и целеуказания на заключительном, третьем, этапе проводились в 1970-1978 гг. в полном составе наземных тех- нических средств, сначала с космическими аппаратами «УС- А», а затем и с КА «УС-П». В результате испытаний система МКРЦ с КА активной радиолокационной разведки «УС-А» была принята на вооружение в 1975 г, а в полном составе, в т.ч. с КА радиотехнической разведки «УС-П», - постановлени- ем ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 14 ноября 1978 г. В процессе эксплуатации системы МКРЦ, при очередном запуске 18 сентября 1977 г. КА активной радиолокационной разведки «Космос-954», выявился весьма существенный научно-исследовательском институте. Приборный отсек КА «УС-П» от- личался большим числом приборных блоков разных бортовых систем и под- систем. Общее число блоков доходило до 220, в т.ч. 50 блоков системы управления, 73 телеметрических блока, 25 блоков си- Осамнме жфатряспш КА «УС-П» Масса-2500кг Средняя высота-440км Наклонение орбиты -65° Бортовой источник электропитания - солнечные батареи Двигательная установка-ЖРД многоразового включения Средство выведения - PH «Циклон-2» Космический аппарат «УС-П» в полете 60
Глава 3 недостаток системы управления КА, что привело в январе 1978 г. к вхождению конструкции ядер- ного реактора в плотные слои атмосферы и, в конечном счете, к выпадению на поверхность Земли в районе Б. Невольнического озе- ра (Канада) некоторого количе- ства радиоактивных осадков. По результатам проведенного анализа были разработаны и вне- дрены мероприятия, полностью исключающие возможность не- срабатывания системы управления в аналогичных и других ситуаци- ях. Одновременно в конструкцию бортовой атомной электростанции были внесены изменения, обе- спечивающие полное сгорание ак- тивной зоны ядерного реактора при любом его вхождении в плот- ные слои атмосферы. Запуски КА «УС-А» возобновились в 1980 г. Эффективность этих мероприя- тий была подтверждена в 1983 г., когда активная зона реактора КА «Космос-1402» сгорела в верхних слоях атмосферы. При этом про- веденный тщательный контроль со стороны как СССР, так и США ка- ких-либо радиоактивных загряз- нений поверхности Земли не об- наружил. В период с 24 декабря 1974 г. по 23 ноября 1976 г. было проведено четыре пуска КА «УС-П» с помо- щью PH «Циклон-2». Были выяв- лены замечания к работе бортовой аппаратуры. После выполнения доработок 24 августа 1977 г. был осуществлен контрольный пуск, который был успешным. При этом было проверено функционирование системы «УС» при одновременной работе КА «УС-А» и «УС-П». Как в процессе летных испытаний, так и на начальном эта- пе эксплуатации проводились исследования по возможности улучшения тактико-технических характеристик системы МКРЦ, по результатам которых было принято решение о модерниза- ции космических аппаратов и доработке наземных средств системы. Серийное производство КА «УС-А» и КА «УС-П» было начато в 1977 г. на Ленинградском заводе «Арсенал» им. МВ.Фрунзе. За все годы было запущено 32 КА с установка- ми БЭС-5. Из них до сегодняшнего дня продолжают свой полет на высоте 700-800 км от Земли 28 космических аппаратов. СССР был первой в мире страной, которая вывела на орбиту радиолокационную станцию обзора водной поверх- ности и обнаружения надводных кораблей с осуществле- Схема функционирования системы МКРЦ Космический аппарат -УС-ПУ» нием автоматической обработки информации и передачи ее на подводные лодки, надводные корабли и наземные пункты. КА «УС-А», оснащенные бортовым радиолокаци- онным комплексом, успешно функционировали в составе системы МКРЦ в 1975-1988 гг. С 1981 г. группировка КА «УС-П» практически непрерывно поддерживалась в составе двух, а с 1985 г. трех спутников. 14 марта 1988 г. состоялся последний запуск КА «УС-А», по- лег которого прошел нормально. Однако было принято решение отказаться от эксплуатации КА с ЯЭУ. Основной причиной было давление США и международных организаций, требовавших от СССР «прекратить загрязнение космоса». С января 1991 г. до 1993 г. запуски не проводились. С1993 по 2006 г. было запу- щено тринадцать усовершенствованных КА «УС-П». Последний запуск КА «УС-ПУ», по сообщениям в открытой печати, состо- ялся 25 июня 2006 г. Полет его продолжался до 19 марта 2008 г. Всего до этой даты было запущено 42 КА «УС-П». 61
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Ведущую роль в создании КА «УС-А» и «УС-П» сыграли специалисты НПО машиностроения ГАЕфремов, В.П.Гогин, В.Г.Ивашин, М.Б.Гуревич, В.М.Августинович, ИАСкипетров Н.П.Белогруд, ВАМодестов, В.Е.Самойлов, ГАБалтянский, А.Г.Жамалетдинов, заместители руководителя предприятия А.И.Эйдис, В.В.Сачков, С.Б.Пузрин. В КБ-1 (впоследствии ЦНИИ «Комета») в разработке системы активное участие принимали главный конструктор А.И.Савин, его замести- тели М.К.Серов, Ю.ЕПетрущенко, Г.Ф.Зотов, И.Г.Рапопорт, другие специалисты. Двигательные установки КА разрабатывались в ОКБ-ЗОО, затем в Тураевском ОКБ «Союз»; главный конструктор - В.Г.Степанов, его заместители - И.Б.Кизельштейн и В.С.Титов. В создание бортовой атомной энергоустановки определяющий вклад внесли главный конструктор ОКБ-670 (НПО «Красная звезда») М.М.Бондарюк, а также В.И.Сербин, Н.И.Михневич, главный конструктор ОКБ-12 А.С.Абрамов. Научное руковод- ство разработкой осуществлял Физико-энергетический ин- ститут, ведущий научный сотрудник—В.Я.Пупко. Создание бортовых комплексов разведки осуществляли НИИ-17 (Московский НИИ приборостроения) под руковод- ством ИАБруханского и Я.Б.Шапировского и Калужский филиал ЦНИИ-108 (Калужский НИРТИ) под руководством С.И.Бабурина и В.Л.Гречко. Корабельные комплексы развед- ки и целеуказания разрабатывались Киевским НПО «Квант», главные конструкторы - И.В.Кудрявцев и ТЕ.Стефанович. Наземный комплекс приема и обработки информации разрабатывался НИИ-648 (НИИ точного приборостроения) во главе с Г.Б.Петропавловским, В.Г.Щетининым совместно с МНИИ-1 (ЦНИИ «Агат»), главный конструктор - В.М. Ми- наев. Радиолиния приема и передачи информации разра- ботана МНИИРС, главный конструктор - М.С. Немировский. Сопровождали разработку военные инженеры 28 НИИ ВМФ К.К.Франтц, Б.Н.Сергеев, В.С.Долин, Б.Д. Тронь, давшие много ценных советов и предложений. Высокая эффективность создания системы МКРЦ осо- бенно ярко проявилась летом 1982 г. во время англо-ар- гентинского конфликта из-за Фолклендских (Мальвинских) островов. Система позволила полностью отслеживать об- становку на море. По полученной от системы информации Главным штабом ВМФ был определен момент начала вы- садки английского десанта. Созданная усилиями видных деятелей науки и техники СССР система морской космической разведки и целеука- зания, состоящая из сложнейших разнородных техниче- ских комплексов, объединенных устройствами сопряжения и единым алгоритмом функционирования, успешно реша- ла задачи как разведки надводной обстановки в акватории Мирового океана, так и целеуказания противокорабельному оружию ВМФ. При этом необходимо подчеркнуть, что на на- чальном этапе создания системы МКРЦ, когда практически еще не было опыта создания космических систем военного назначения, роль основной движущей силы по реализации идеи создания системы МКРЦ принадлежала В.Н.Челомею, возглавлявшему ОКБ-52. Б:И.Са£глье&, ОАО «ВПК «НПО машиностроения» СИСТЕМА ПРОТИВОКОСМИЧЕСКОЙ ОБОРОНЫ «ИС» Разработка системы «ИС» в ОКБ-52 генерального кон- структора В.Н.Челомея была начата в 1960 г. Система «ИС» предназначалась для поражения военных космических ап- паратов с помощью автоматического маневрирующего ис- требителя спутников (ИС), управляемого со специальных наземных пунктов по данным станций дальнего обнаруже- ния и измерения баллистических параметров целей. Такая задача ставилась впервые в мировой практике и требовала новых решений по созданию системы в составе: - маневрирующего, дистанционно управляемого кос- мического аппарата - перехватчика с боевой частью и си- стемой самонаведения на конечном участке траектории для поражения космических целей; - наземного пункта управления, обеспечивающего вы- работку данных для перехвата и передачу команд на пере- хватчик. Работа была осуществлена во исполнение постановле- ния ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 июня 1960 г., определившего ОКБ-52 головным по системе в целом, по истребителю спутников и ракете-носителю. Для запуска КА предлагалось использовать ракету УР-200, которая разрабатывалась ОКБ-52 в качестве уни- версальной: межконтинентальной баллистической ракеты и ракеты-носителя КА. Постановлением правительства от 16 марта 1961 г. было задано создание системы «ИС». Го- ловной организацией по системе в целом и ракетно-косми- ческому комплексу было определено ОКБ-52 Госкомитета по авиационной технике, головной организацией по радио- электронным комплексам и системе управления было опре- делено КБ-1 Госкомитета по радиоэлектронике генерально- го конструктора А.А. Расплетина. Аванпроект был выполнен в заданные сроки - в апреле 1961 г., в мае поступили все материалы смежников, в т.ч. по ракете-носителю УР-200 - предэскизный проект. В разработке участвовали НИИ-88 Госкомитета по оборонной технике, НИИ-2 Госкомитета по авиационной технике, НИИ-2 Министерства обороны. В июне 1961 г. было получено заключение комиссии по аванпроекту системы «ИС», в августе-сентябре были выда- ны технические задания на составные части системы. В 1962 г. под руководством ОКБ-52 было выполнено эскизное проектирование системы «ИС» и основных ее элементов. Эскизный проект определил состав и основные параметры системы. Основное назначение системы «ИС» имело военный характер. Тем не менее ее разработка за- ложила основы для создания в дальнейшем систем сбли- жения космических аппаратов с целью создания крупных конструкций на орбите. Для отработки системы создавались 62
Глава 3 специальные KA-мишени и средства для измерения ошибок наведения при совместном полете мишени и перехватчика. Сам KA-перехватчик конструктивно состоял из силовой рамы, цилиндрического приборного отсека (на переднем днище которого устанавливалась антенна радиолокатора), двигательной установки со сферическими топливными ба- ками и набором двигателей, обеспечивающих выдачу кор- ректирующих импульсов в продольном и четырех попереч- ных направлениях, ориентацию и стабилизацию аппарата. Начальная масса заправленного КА составляла 2450 кг. В составе двигательной установки впервые были разра- ботаны и использованы микродвигатели, работающие на двухкомпонентном топливе. Две боевые части КА были сконструированы таким образом, чтобы при подрыве соз- дать направленные потоки поражающих элементов - 5-мм стальных шариков. Разработка первого маневрирующего спутника была осуществлена в весьма короткие сроки. Ввиду сложности и разнообразия задач, решавшихся при создании комплекса, элементы его испытывались поэ- тапно, по мере готовности. На первом этапе отрабатывалась базовая конструкция спутника-перехватчика и принципы маневрирования и управления им на орбите. В рекордные сроки, менее чем за 3 года после начала работ, были про- ведены всесторонние стендовые испытания. Осенью 1963 г. началась подготовка КА «ИС» (И-2Б) на космодроме Байко- нур к летным испытаниям. Космический аппарат И-2Б оборудовался двигательной установкой многоразового включения, состоящей из шести двигателей тягой по 400 кг разработки ОКБ-2 главного кон- структора А.М.Исаева для выдачи импульсов в продольном и четырех поперечных направлениях, а также ЖРД жесткой и мягкой стабилизации с тягой по 16 и 1 кг соответствен- но разработки ОКБ-ЗОО главного конструктора С.К.Туман- ского. Двигательная установка в целом была разработана в ОКБ-52. Система управления разрабатывалась в тесном взаимодействии с КБ-1 ГКРЭ: А.И.Савиным, Я.И.Павловым, И.Г.Рапопортом. 1 ноября 1963 г. был осуществлен запуск эксперимен- тального маневрирующего спутника «Полет-1» (И-2Б), впервые в мире изменявшего высоту и угол наклона пло- скости орбиты. После первого включения разгонного двигателя спутник вышел на опорную орбиту с высотой в перигее 339 км и в апогее 592 км. Затем по командам си- стемы управления его двигатели включались многократно Космический аппарат «Полет-1» 63
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космический перехватчик “ИС” в цехе ЦКБМ в продольном и поперечном направлениях. В течение этого времени аппарат управлялся и стабилизировался двига- телями «жесткой» и «мягкой» стабилизации. После всех маневров он перешел на конечную орбиту с высотой в пери- гее 343 км и в апогее 1437 км, изменив также угол наклона орбиты к плоскости экватора. Программа была выполнена полностью. Президент Академии наук СССР М.В.Келдыш дал вы- сокую оценку этому событию: «Это новое техническое достижение имеет очень большое значение для развития космонавтики и космических исследований. Способность кораблей к маневрированию дает возможность создать тяжелые орбитальные станции в космосе со сменяемым экипажем. Коллектив ученых, конструкторов, инженеров, техников и рабочих, создавший космический аппарат «По- лет-1» и осуществивший его запуск, внес новый большой вклад в исследование космического пространства и разви- тие космоплавания» («Известия», 11 ноября 1963 г.). Второй запуск КА «ИС» - «Полет-2» - состоялся 12 апреля 1964 г. с более сложной и насыщенной програм- мой. Для этого аппарата двигательная установка в целом разрабатывалась и изготавливалась в ОКБ-ЗОО (в последу- ющем - Тураевское ОКБ «Союз»). Первоначально планировалось использовать в соста- ве комплекса «ИС» ракету-носитель УР-200 разработки ОКБ-52. Однако к началу летных испытаний КА «ИС» она только готовилась к первому пуску, и для выведения «По- летов» на орбиту было решено использовать ракету-носи- тель 11А59, представлявшую собой по сути две первые сту- пени серийной ракеты Р-7 ОКБ-1 С.П.Королева. В 1965 г. работы по ракете УР-200 были прекращены. В качестве ракеты-носителя для вывода КА системы «ИС» была рекомендована специально доработанная для вывода космических аппаратов межконтинентальная баллистиче- ская ракета Р-36 разработки Днепро- петровского ОКБ «Южное» (главный конструктор - М.К.Янгель). Постановлением правительства от 24 августа 1965 г. была изменена роль головных исполнителей: головной ор- ганизацией по системе было назначе- но КБ-1 ГКРЭ, за ОКБ-52/ЦКБМ были сохранены функции головного разра- ботчика космических аппаратов, ОКБ «Южное» стало головным по ракетно- му комплексу. Испытания системы «ИС» были продолжены с использованием носи- теля «Циклон-2», созданного на базе двухступенчатой баллистической ра- кеты Р-36. 27 октября 1967 г. на пло- щадке 90 космодрома Байконур, где уже вместо стартовой позиции ракеты УР-200 стоял старт ракеты Р-36, раке- той 11К67 № 3 главного конструктора М.К.Янгеля был произведен запуск спутника И-2БМ № 104 под кодовым названием «Космос-185». Спутник был в варианте мишени, имел двигательную установку с вытес- нительной системой подачи топлива, с шестью двигателями ОКБ С.К.Туманского тягой по 600 кг. Этим запуском был завершен первый этап испытаний - отработка КА в автоном- ном полете, без системы радиоуправления, самонаведения и боевой части. Второй этап испытаний начался 24 октября 1968 г. за- пуском КА «Космос-217», который, однако, не вышел на расчетную орбиту. Первое полномасштабное испытание противоспутнико- вой системы было осуществлено 1 ноября 1968 г. Космиче- ский аппарат «ИС» - «Космос-252» выполнил сближение с КА «ИС-М» - «Космос-248», выведенным на орбиту 19 ок- тября 1968 г. в качестве мишени, и поразил его. После первой серии запусков для проверки работоспо- собности системы началась отработка различных вариантов перехвата. В1973 г. система «ИС» была принята в опытную эксплуатацию. В 1976 г. началась новая серия испытаний, связанная с доработками системы для расширения диапа- зона высот и сокращения времени перехвата, а также испы- тания КА «ИС» с инфракрасной головкой самонаведения. Постановлением правительства от 14 ноября 1978 г. си- стема «ИС» с улучшенными тактико-техническими характе- ристиками была принята в эксплуатацию, а 1 июля 1979 г. поставлена на боевое дежурство. Испытания прошли непосредственно перед началом со- ветско-американских переговоров об ограничении противо- спутниковых вооружений. Запуски были приостановлены на два года. В апреле 1980 г. Советский Союз возобновил испытания с частотой запуска одного спутника в год. В соот- ветствии с постановлением правительства от 5 июля 1981 г. была проведена дальнейшая модернизация перехватчика. 64
Коррекция IMAiHMW I очка ‘‘встречи" дла DvkI Dv2 после орбитально! о перехвата ИО - пели после маневра Схема работы системы «ИС» Данные старта PH и программа управлении перехватчика DvKn Измерение орбиты КА - перехватчика и передача црограммы коррекции <ахват ИСЗ - цели головкой самонаведения НА - Dvm ✓ Маневр г ИС I - uc.im < >рби1а дьныи MHQIO- laXOUIMH п«-р*хвнт
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Памятник системе противокосмической обороны «ИС» в воинской части Войск ПВО С 1968 по 1982 г. было проведено 20 запусков спутников- перехватчиков, 5 запусков спутников-мишеней на ракете «Циклон-2» с космодрома Байконур, а с 1971 г. - еще 13 за- пусков из Плесецка малых спутников-мишеней, специально разработанных в НПО им. С АЛавочкина. Последнее испытание советской противоспутниковой системы состоялось 18 июня 1982 г. Оно проводилось в рамках крупнейших учений советских ядерных сил. В об- щей сложности с 1963 по 1982 г. в интересах отработки системы «ИС» был выведен 41 космический аппарат: 2 КА «Полет», 19 KA-мишеней и 20 КА-перехватчиков. В 1960-1964 гг. вокруг ОКБ-52 - головного предпри- ятия по системе в целом - сплотилась кооперация веду- щих КБ и НИИ оборонных отраслей промышленности, что и определило успех проведения дальнейших работ. В ОКБ-52 координацию работ по теме выполняла группа ведущих конструкторов: ВАПоляченко, А.И.Тихомиров, Ю.Н.Шкроб. С 1965 г. главным ведущим конструктором темы стал А.Р.Казак, затем В.Н.Вишневский, ИАСкипетров. Ведущим проектантом являлся Б.В.Коростелев, ведущим расчетчиком - Е.Н.Грибков. Большой вклад в разработку кос- мического боеприпаса для КА «ИС» внесли 0 АКоновалов, начальник отдела А.С.Юшкин. Разработка двигательной установки выполнялась в отделе С.В.Ефимова ведущи- ми специалистами М.Е.Петрулевичем, Л.Н.Шафровым, расчеты динамики самонаведения КА на цель - отделом И.С.Чистякова. Разработка системы управления в КБ-1 Госкомитета по радиоэлектронике курировалась отделом В.ЕСамойлова, его заместителем С.Н.Хрущевым. Активное участие в отработке и испытаниях КА «ИС» приняли также А.Г.Жамалетдинов, Б.М.Евдокимов, ВАШишкин, Ф.К. Ка- дыров, МААляугдинов, Б.И.Кушнер и др. 18 августа 1983 г. советское руководство в лице Гене- рального секретаря ЦК КПСС Ю.В.Андропова объявило о прекращении испытаний противоспутниковой системы. Запуски КА системы больше не проводились. Но в соот- ветствии с постановлением правительства от 5 июля 1981 г. проводилась дальнейшая модернизация перехватчика, и по- становлением правительства от 17 апреля 1991 г. модерни- зированный комплекс был принят в эксплуатацию. Указом Президента РФ от 26 апреля 1993 г. система «ИС» снята с эксплуатации Вооруженных Сил РФ. Систе- ма «ИС» была выведена из эксплуатации, но она сыграла важную роль, остановив на определенное время гонку во- оружений в космосе. Следует отметить, что идея создания системы «ИС», представленная ОКБ-52 руководству страны еще в 1960 г., выполненные проекты этой системы, разработанные ОКБ-52 космические аппараты, содержали ряд совершенно новых и оригинальных идей. В разработках спутников «Протон» и «Космос», орби- тальных пилотируемых станций «Салют-2», «Салют-3», «Салют-5», тяжелых транспортных кораблей снабжения и возвращаемых аппаратов для них, запуски которых произ- водились нашим предприятием в последующие годы, нашли свое применение принципы построения двигательных устано- вок, систем стабилизации, маневрирования, сближения, впер- вые прошедшие успешные испытания на КА серии «Полет». 66
Глава 3 14Л1.Мамисо£, З.А.Поля-генкх) ОАО «ВПК «НПО машиностроения» КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ПУСКОВ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ «УС-К» Предпосылки разработки Для своевременного перехвата баллистических ракет (головных частей) до выполнения ими поставленной задачи поражения заданных объектов необходимо было обнару- жить их на дальности, обеспечивающей своевременную по- становку задачи огневым средствам противоракетной обо- роны. Наибольший резерв времени (до 20-24 минут) давала бы возможность надежного обнаружения пуска с момента подъема ракеты со старта или ПУ, но размещение наземных или базирование корабельных и авиационных средств раз- ведки вблизи границ США не представлялось возможным. В начале 1960-х гг. темпы создания и постановки на де- журство ракетно-ядерного оружия стали стремительными. Опасность неспровоцированного внезапного применения его возрастала, появлялись мобильные носители (морские и сухопутные), а также БР оперативно-тактического класса с ядерными БЧ, что резко сокращало время на подготовку и реализацию ответного удара. Для оперативного оповещения о ракетно-ядерном на- падении необходимо было организовать надежную раз- ведку и передачу информации о пусках ракет противником. В 1960 г., опираясь на ведущиеся в ОКБ-52 разработки спут- ников военного назначения (ИС - истребитель спутников, УС - управляемый спутник морской разведки) Генеральный конструктор ОКБ-52 В.Н.Челомей предложил создать спут- никовую систему раннего обнаружения пусков баллистиче- ских ракет. НИИ-4 МО СССР в соответствии с директивой ГШ ВС СССР от 11 июля 1960 г. и ТЗ от 15 мая 1961 г. были определены требования к спутниковой системе раннего об- наружения пусков баллистических ракет и сформулированы задачи, которые должна решать эта система в интересах ПРО. Разработка системы «УС-К» В декабре 1961 г. вышло постановление правительства о создании Космической системы раннего предупрежде- ния о массовом пуске МБР. Головным исполнителем это- го проекта было назначено ОКБ-52 (впоследствии ЦКБМ), а исполнителем работ по комплексу управления - КБ-1 ГКРЭ генерального конструктора ААРасплетина. Помимо головного предприятия ОКБ-52 и КБ-1, в кооперацию соис- полнителей работ входили НИИ-648 А.С.Мнацаканяна, ГОИ им. С.И.Вавилова, ЦКБ «Геофизика», ВНИИ телевидения по аппаратуре разведки и др. Основными требованиями к системе раннего обнаруже- ния БР были определены: - выдача сигнала предупреждения системам ПРО об угрозе ракетного нападения на территорию страны; - определение траектории ракет и районов падения го- ловных частей и места расположения стартовых позиций; - целеуказание радиолокационным станциям обнаруже- ния ПРО по баллистическим ракетам противника; - выдача сигнала предупреждения должна произво- диться вскоре после конца активного участка и не позднее 10 мин до прихода БР к цели; - максимальные ошибки целеуказания системе ПРО не должны превосходить следующих значений: • по дальности - ±50 км; • по боковому уклонению - ±65 км; • по высоте траектории цели - ±175 км; • по определению района падения ракет - ±150 км; • надежность системы - не хуже 0,95-0,99. При выполнении работы коллективы разработчиков столкнулись с рядом трудностей, связанных с новизной темы. Как уже было сказано выше, время получения ин- формации о запуске баллистических ракет является одним из основных факторов, определяющих возможность эф- фективной защиты страны. Это определяется дальностью, на которой отечественными средствами с территории стра- ны обнаруживаются ракеты на траектории. Существующие в то время радиолокационные станции не справлялись с этой задачей, а при применении противником управляе- мых ракет с настильной траекторией, специальных погло- щающих покрытий ракет и боеголовок, а также в условиях радиопротиводействия дальность обнаружения резко со- кращалась. Было признано, что одной из наиболее перспек- тивных систем, решающих задачу обнаружения пусков БР, является спутниковая система, состоящая из космических аппаратов, оснащенных ИК-теплопеленгатором, работаю- щим по инфракрасному излучению факелов ракетных дви- гателей на активном участке. Несмотря на, казалось бы, мощное тепловое излучение факела твердотопливных и жидкостных ракетных двига- телей, селекция полезного сигнала на фоне хаотического ИК-излучения подстилающей поверхности (земля, вода, снег, асфальт и др.), облаков, излучения от нагрева корпуса ракеты, промышленных источников тепла, засветки прием- ника солнечными бликами и т.п. была достаточно сложной и требовала дополнительных исследований. Эксперимен- тальных данных по энергетическим и спектральным харак- теристикам факелов ракет еще не было. В связи с этим по результатам предварительных экспе- риментов с различными типами приемников ИК-излучения была обоснована дальность уверенного распознавания цели - 5000-6000 км. Это обстоятельство накладывало серьезные требования на баллистическое построение кос- мической системы, выбор оптимальных по наклонению и высоте орбит спутников, а в конечном счете определя- ло количество спутников в космической системе, которая 67
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Система раннего обнаружения запусков мбр Схема построения спутников «УС-К» Основные характеристики системы «УС-К» Угол наклонения орбиты -О ° Высота орбиты - 2000 км Количество спутников-разведчиков -10 Ширина полосы обзора - 3000 км Время работы аппаратуры - 3 мес. Высота орбиты спутников-ретрансляторов - 6000 км Количество ретрансляторов - 3 Ракета-носитель - УР-200 Весовая сводка: - начальный вес спутника - 6000-5900 кг - вес сборки, устанавливаемой на PH - 6300-6400 кг Габариты КА: - диаметр - 2200 мм - длина-8300 мм по техническому заданию должна обеспечивать бес- пропускной обзор практически всей поверхности Земли в любой момент времени. Верхняя граница высоты орбиты спутников однозначно зависела от дальности устойчивой работы ИК-пеленгатора и при всех вариантах рассмотрен- ных орбит составляла -2000 км. В дальнейшем в ходе развития системы при совершен- ствовании ИК-приемников, обеспечивающих большую даль- ность обнаружения целей, появились возможности перейти к поиску целей на фоне космоса, а также к высокоэллипти- ческим и геостационарной орбитам, что значительно сокра- тило количество спутников в системе. По ходу работ в 1962 г. был завершен аванпроект, а в 1965 г. эскизный проект космической системы раннего обнаружения и предупреждения о пусках баллистических ра- кет был принят Заказчиком. Кроме спутников-разведчиков, в состав системы входили наземный пункт управления с коор- динационно-вычислительным центром, спутники-ретрансля- торы, ракета-носитель УР-200 и боевой стартовый комплекс. В1965-1968 гг. в ЦКБМ была разработана техническая до- кументация, начато изготовление космических аппаратов для наземной отработки и для начального этапа летных испьпаний. К этому времени, будучи до предела загруженными работами по ракетно-космическому комплексу «Алмаз» 68
Глава 3 с орбитальной пилотируемой станцией, ЦКБМ переда- ет всю документацию и задел по космическому аппарату «УС-К» в НПО им. С.А.Лавочкина главному конструктору Г.Н.Бабакину. Космический эшелон системы раннего обнаружения и предупреждения о массовом запуске баллистических ра- кет, впоследствии получившая наименование Система пред- упреждения о ракетном нападении (СПРН) в своем развитии прошел несколько этапов вслед за развитием и усовершен- ствованием приемной аппаратуры ИК-диапазона. Однако основная идеология системы, предложенной В.Н.Челомеем еще на заре развития космической техники, остается неиз- менной. В настоящее время СПРН, как информационная система в структуре ПРО, является важнейшей оборонной сдерживающей системой. 14.Ъ.14ртели1&, ЦЛАитоё'теика ОАО «Корпорация «Комета» РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ И ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ПОСТРОЕНИЮ СИСТЕМЫ МОРСКОЙ КОСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ И ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ «УС» Предложения по созданию системы морской кос- мической разведки и целеуказания родились в 1960 г. в организациях промышленности: ОКБ-52 (генеральный конструктор - В.Н.Челомей), КБ-1 (генеральный конструк- тор - академик ААРасплетин) и ВМФ (ВАСычев, М.И. Ко- валевский, К.К.Франтц). Идея была одобрена Главнокоман- дующим Военно-морским флотом С.Г.Горшковым. 23 июня 1960 г. вышло постановление правитель- ства о разработке аванпро- екта по созданию системы А.и.Савин Главный конструктор КБ-1 69
История развития отечественных автоматических космических аппаратов МКРЦ. Головным разработчиком было определено ОКБ-52, а генеральным заказчиком от Министерства обороны - Управление вооружения ВМФ (начальник - ВАСычев, впо- следствии Ф.И. Новоселов). Аванпроект был выполнен в начале 1961 г. В разрабо- танных материалах было показано, как связать в единую систему действующие в общей временной диаграмме раз- нородные технические средства, объединенные устройства- ми сопряжения и единым алгоритмом функционирования: 1. Это ракетный комплекс для вывода на заданную ор- биту космического аппарата, с обеспечением выполнения жестких требований по времени и точности вывода, кос- мические аппараты с системами ориентации, управления, энергопитания и коррекции орбиты. 2. Это и бортовые комплексы радиотехнической и ради- олокационной разведки надводных кораблей на фоне мор- ской поверхности с определением их координат и класса, а также средства формирования формализованных сообще- ний и передачи их на надводные корабли и подводные лодки для целеуказания противокорабельному ракетному оружию. 3. Это системы радиоуправления КА, обеспечивающие в процессе полета КА определение действующего и про- гнозируемого положения КА, с выдачей соответствующих команд управления функционированием бортовых систем. 4. Это и наземный комплекс управления полетом КА, приемом и передачей с борта КА на наземные пункты ин- формации, принятой в процессе радионаблюдения. 5. Это корабельные комплексы беззапросного приема с КА информации, формирования и выдачи целеуказания в противокорабельные ракетные комплексы. По результатам выполнения аванпроекта в марте 1961 г. вышло постановление правительства об открытии опытно- конструкторской работы по созданию системы МКРЦ. Были Схема боевого использования системы МКРЦ определены порядок и сроки создания системы, а также коо- перация разработчиков составных частей системы. Головной организацией по созданию системы в целом и ракетно-косми- ческого комплекса было определено ОКБ-52, впоследствии переименованное в НПО машиностроения (генеральный конструктор - В.Н.Челомей). Головной организацией по на- земной и бортовой системам управления, а также по стыковке систем управления и наблюдения было определено КБ-1 (ге- неральный конструктор - А.А. Расплетин, главный конструк- тор - А.И.Савин). Начиная с 1973 г. работы по системе МКРЦ проводились под руководством ЦНИИ «Комета», который выделился из КБ-1 и возглавлялся генеральным конструк- тором А.И.Савиным. Головным разработчиком по системе разведки был определен НИИ-648, впоследствии переимено- ванный в НИИ ТП (генеральный директор - А.С.Мнацаканян). Разработка бортового радиолокатора была поручена НИИ-17 (ныне ОАО «Концерн «Вега», главный инженер и главный конструктор на тот момент - И.А.Бруханский), а разработка бортовой аппаратуры радиотехнической раз- ведки - НИИ-108 (ныне ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И.Берга», (директор - П.С.Плешаков, главный конструк- тор - М.Х.Заславский). В дальнейшем работы по созда- нию бортовой аппаратуры радиотехнической разведки были переданы из ЦНИРТИ в КНИРТИ (ныне Калужский филиал ЦНИРТИ, главный конструктор к тому времени - С.И.Бабурин, впоследствии - В.Л.Гречка). Разработка бортовой аппаратуры радиолинии передачи информации с КА и приемной части наземного комплек- са проводилась Московским НИИ радиосвязи (главный конструктор - М.С.Немировский). Создание корабельных комплексов приема информации с космических аппа- ратов, ее обработки и выработки данных целеуказания ПКРО поручалось киевскому НПО «Квант» (генеральный и главный конструктор - И.В.Кудрявцев, впослед- ствии Т.Е.Стефанович). Разработка ядерной энер- гоустановки в двух вари- антах поручалась ОКБ-670 (главный конструктор - М.М.Бондарюк) в варианте с полупроводниковым пре- образователем тепловой энергии ядерного реактора в электрическую («Бук») и ОКБ-ЗОО (главный кон- структор - С.К.Туманский) с термоэмиссионным пре- образователем («Топаз»), В дальнейшем разработ- ка обеих установок была передана в НПО «Крас- ная звезда» (директор - ГМ.Грязнов, главный кон- структор - В.И.Сербин). 70
Глава 3 Система управления ЯЭУ разрабатывалась в НИИП МАП (главный конструктор - А.С.Абрамов). Научное руководство созданием ЯЭУ было поручено Физико-энергетическому ин- ституту (директор - ВАКузнецов) и Институту атомной энер- гии им. И.В.Курчатова (руководители - М.Д.Миллионщиков и АЛАлександров). Создание бортовой двигательной установки был поручено ОКБ-ЗОО (главный конструктор - С.К.Туманский). В дальнейшем работы по бортовой двига- тельной установке были переданы в Тураевское машиностро- ительное КБ «Союз» (главный конструктор - В.Г.Степанов). От Министерства обороны в качестве заказывающего органа было определено Управление ракетно-артиллерий- ского вооружения ВМФ (ВАСычев, М.И.Ковалевский), а ведущим институтом от Министерства обороны - Институт вооружения ВМФ (Н.И.Боравенков, К.К.Франтц). В1962 г. под руководством ОКБ-52 с участием коопера- ции предприятий промышленности и Института вооружения ВМФ был разработан эскизный проект, который определил состав и структуру построения системы МКРЦ: - орбитальная группировка из космических аппаратов радиолокационной разведки «УС-А» и радиотехнической разведки «УС-П»; - наземный комплекс управления; - наземный комплекс приема и обработки информации; - корабельные комплексы приема и обработки инфор- мации, поступающей с КА в реальном масштабе времени для выработки целеуказания ПКРО; - ракета-носитель; - стартовый комплекс для подготовки PH и обеспечения запуска КА; - технические позиции для подготовки КА и ЯЭУ к полету. Кроме того, в процессе эскизного проектирования были определены основные параметры и тактико-технические характеристики системы, обосновано построение орбиталь- ной группировки КА с учетом обеспечения беспропускного обзора акваторий Мирового океана, определены основные характеристики бортовой специальной аппаратуры, борто- вой аппаратуры управления, а также принципы функциони- рования системы в целом. Следует подчеркнуть, что к началу создания системы МКРЦ в организациях промышленности отсутствовал опыт разработки космических аппаратов военного назначения с большим сроком активного функционирования на орбите. Большая работа по решению комплексных вопросов по созданию системы МКРЦ была проведена головной органи- зацией - КБ-1. Наиболее активное участие в ней приняли на- чальник отдела М.К.Серов (позднее назначенный главным конструктором системы МКРЦ), начальник тематической лаборатории (отдела) по наземному комплексу системы Ю.Е.Петрущенко, начальник тематической лаборатории (от- дела) по бортовым комплексам системы Г.Ф.Зотов, началь- ник теоретического отдела И.Г.Рапопорт, начальник темати- ко-теоретической лаборатории В.В.Бритвин. Представителями КБ-1 была предложена и в дальней- шем реализована однопунктовая система управления, ко- торая обеспечивала точное определение параметров дви- жения КА и прогнозирование его движения за два прохода над пунктом управления с выдачей необходимых команд для суточного функционирования аппарата с точной при- вязкой к системе единого времени. В разработке наземных средств системы управления КА активное участие приня- ли В.Г.Хлибко, М.К.Серов, Ю.Е.Петрущенко, В.В.Крохин, А.Д.Мочалов, АТ.Шилкин и другие специалисты. В бортовой комплекс системы управления функцио- нально входят система ориентации и стабилизации КА, бор- товой эталон времени, а также приборы, обеспечивающие фиксацию необратимого отказа КА с атомным источником электропитания, система управления КА в процессе перево- да его радиационно опасной части на орбиту с длительным сроком существования в качестве ИСЗ, что обеспечивает решение задачи радиационной безопасности при необрати- мом отказе КА. Принципы управления КА при переводе РОЧ КА на орбиту длительного существования были совместно предложены специалистами КБ-1 (ныне ОАО «Корпорация «Комета») И.Б.Балеевым, В.В.Бритвиным, Г.Ф.Зотовым, М.К.Серовым, П.К.Шаминым, А.Ф.Савиным, а также кон- структорами ОКБ-52. Бортовая система ориентации и стабилизации КА обе- спечивала как ориентацию осей КА в орбитальной системе координат, так и фиксацию факта необратимого отказа в ориентации КА с выдачей соответствующих команд. Основ- ная роль в создании такой системы принадлежит главному конструктору П.М.Кириллову, его заместителю В.А.Новикову и другим специалистам КБ-1. Космические аппараты системы МКРЦ, разработанные в ОКБ-52 (ныне ОАО «ВПК «НПО машиностроения») под руководством академика В.Н.Челомея, отличались своей оригинальной конструкцией и были рассчитаны на исполь- зование авиационной технологии производства. Предус- матривалось размещение на одном КА радиолокационной станции как основного средства разведки надводных ко- раблей и радиотехнического пеленгатора излучений кора- бельных РЛС как средства дополняющего бортовую РЛС, что весьма существенно утяжеляло КА. В связи с имеющимися ограничениями по массе КА, по предложениям директора НИИ-108 (ныне ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И.Берга») П.С.Плешакова и генерально- го директора КБ-1 ААРасплетина было принято решение о создании для системы МКРЦ КА двух типов: активного КА с бортовой РЛС и атомной электростанцией (КА «УС-А») и пассивного КА радиотехнической разведки и солнечным источником тока (КА «УС-П»), Разработка и создание космических аппаратов «УС-А» и «УС-П» потребовали решения ряда научно-технических проблем. Из высоких требований тактико-технических заданий к точности целеуказания вытекали высокие тре- бования не только к бортовой специальной аппаратуре, но и к точности изготовления и стыковки отсеков КА, точно- сти посадочных мест и установки блоков системы управле- ния, точности установки крупногабаритных раскрывающихся 71
История развития отечественных автоматических космических аппаратов антенных систем радиолокатора КА «УС-А» и крестообраз- ных антенных систем (с установленными на них фазовыми пеленгаторами) бортового комплекса радиотехнической разведки КА «УС-П». В процессе проектирования конструкций КА были реше- ны вопросы обеспечения герметичности и теплового режима больших объемов приборных контейнеров, оболочки которых использовались как контуры терморегулирования при со- хранении минимального веса, прочности и жесткости кон- струкции. В процессе проведения работ по созданию системы МКРЦ было принято решение о последовательной разработке и проведении испытаний КА «УС-А» и КА «УС-П», при этом приоритет по срокам создания был отдан КА «УС-А». Разработка бортового комплекса радиолокационной разведки КА «УС-А» осуществлялась в НИИ-17 - такое ре- шение было принято исходя из существующих в тот пери- од возможностей электронно-компонентной базы, а также возможности обнаружения надводных кораблей на фоне морской поверхности. В связи с отсутствием данных по фоноцелевой обстановке при зондировании морской по- верхности из космического пространства, использовались данные, полученные в НИИ-17 и КБ-1 при проведении работ с авиационными РЛС. Впоследствии эти данные были уточ- нены при проведении летных испытаний системы МКРЦ. В состав бортового комплекса радиолокационной раз- ведки (БСК) «Чайка» входили: - некогерентная РЛС бокового обзора «Риф» (главный конструктор - П.О.Салганик) с оригинальной, легко компо- нуемой антенной; - БЦВМ «Пламя» (главный конструктор - Б.П.Карманов), разработанная на полупроводниках и впоследствии заменен- ная на БЦВМ «Аэлита» (главный конструктор - М.П. Богачев), разработанную на новейших интегральных схемах и включаю- щую в себя долговременное запоминающее устройство; - бортовой канал передачи информации «Устой», разрабо- танный МНИИРС (главный конструктор - М.С.Немировский); - контрольно-испытательная аппаратура комплекса «Дельфин», вначале работавшая в полуавтоматическом режиме, а затем полностью автоматизированная (главный конструктор - И.Г.Осипов). Антенная система разрабатывалась под руководством члена-корреспондента АН СССР Л.Д.Бахраха. Коллекти- ву НИИ-17 удалось решить множество сложных вопросов, включая обнаружение с высокой вероятностью надводных кораблей на больших дальностях и на углах визирования при высоте полета КА «270 км, задачи автоматической обработки радиолокационной информации на борту КА с целью уменьшения ее объема, для последующей передачи по узкополосному каналу (БКПИ), а также задачи необхо- димости обеспечения приема этой информации на малые по размерам антенные устройства, используемые на подво- дных лодках. Разработка БСК «Чайка» проводилась в НИИ-17 под руководством главных конструкторов И.А.Бруханского, Я.Б.Шапировского и П.О.Салганика. Возможности разрабо- танного бортового комплекса радиолокационной разведки показывали, что высота орбиты КА не должна превышать 270 км, что и было принято за основу при выборе орбиты КА «УС-А». Использование относительно низкой орбиты и значительное энергопотребление БСК «Чайка» привели к необходимости применения ЯЭУ, что накладывало на его разработчиков дополнительные требования по защите аппа- ратуры комплекса от воздействия на него излучений борто- вого ядерного источника электропитания. Космический аппарат «УС-А» представлял собой слож- ную и оригинальную конструкцию. Использование в косми- ческой технике атомных бортовых электростанций не имело аналогов в мировой космической технике. За разработку бортовой атомной электростанции взялся конструктор ОКБ-670 (ныне НПО «Красная заря») МАП М.М.Бондарюк. Однако из-за большого количества научно-технических про- блем было принято решение о параллельной разработке бортовых атомных электростанций двух типов - с полупро- водниковым преобразователем тепловой энергии ядерного реактора в электрическую энергию и с термоэмиссионным преобразователем. Учитывая успехи Сухумского физико- технического института в разработке полупроводниковых преобразователей, в основу создания бортовой атомной электростанции был положен первый вариант. Бортовая атомная электростанция «Бук» с использованием полупро- водникового преобразователя тепловой энергии прошла полный цикл отработки и испытаний в составе КА «УС-А». Следует отметить, что в 1980-е гг. были завершены работы и по использованию ТЭП, с проведением отдельных летных испытаний в составе приспособленных для этих целей КА системы МКРЦ. Второй тип ЯЭУ получил название «Топаз». Определяющий вклад в создание бортовой атомной элек- тростанции внесли ее главные конструкторы М.М.Бондарюк, В.И.Сербин и Н.И.Михневич, а также ведущие конструкторы Ю.Н.Глазунов, И.М.Вишнепольский из НПО «Красная звез- да», главный конструктор А.С.Абрамов, начальник отдела С.Ф.Фарафонов из ОКБ-12 МАП, ведущий научный сотруд- ник В.Я.Пупко из ФЭИ и другие специалисты. Использование ЯЭУ повлекло за собой предъявление ко всей аппаратуре, установленной на КА «УС-А», жестких тре- бований по радиационной стойкости. Это породило опре- деленные трудности в обеспечении радиационной безопас- ности на всех этапах жизненного цикла КА: при подготовке к старту, процессе запуска КА и его целевом применении, а также после завершения выполнения КА целевых задач. Радиационная стойкость при подготовке к старту и в процессе выведения КА «УС-А» на орбиту обеспечи- валась путем задействования реактора ЯЭУ только после выведения КА на орбиту. Космические аппараты после вы- полнения целевой задачи для обеспечения радиационной безопасности переводились на орбиту захоронения высотой около 1000 км, где отработавший реактор должен был про- существовать от 300 до 600 лет. Для перевода КА «УС-А» с рабочей орбиты на орби- ту захоронения специалистами ЦНИИ «Комета» и НПО 72
Глава 3 машиностроения была разработана специальная система увода КА на высокую орбиту. Эта система задействовалась по команде НКУ или автоматически по сигналам датчиков, фиксирующих необратимые отказы на борту КА, требующие немедленного увода его РОЧ на орбиту длительного суще- ствования. В процессе применения КА «УС-А» по целевому назна- чению специалистами НПО «Красная Звезда» в ЯЭУ «Бук» была внедрена, начиная с КА «Космос-1402» (1982 г.), ду- блирующая система радиационной безопасности, которая в случае отказа системы увода при входе КА в плотные слои атмосферы обеспечивала диспергирование активной зоны реактора до размеров частиц, полностью исключающих ра- диационное заражение земной поверхности. Создание КА «УС-П» встретило сопротивление со сто- роны руководства Министерства общего машиностроения и ЦУКОС Минобороны, которые считали, что в целях эко- номии средств задачу радиотехнической разведки в составе системы МКРЦ могут решить уже разработанные к тому времени другие КА радиотехнической разведки. Сопротив- ление по созданию КА «УС-П» удалось преодолеть только после рассмотрения этого вопроса на заседании НТС ВПК и специальной комиссии под председательством заместите- ля министра радиопромышленности. Главному конструктору системы МКРЦ М.К.Серову и специалистам ВМФ удалось доказать, что другие КА ра- диотехнической разведки принципиально, в силу заложен- ных в них конструктивных решений, не могут обеспечить передачу на носители противокорабельного оружия ин- формации, пригодной для выработки данных целеуказания. Эту позицию поддержал заместитель министра радиопро- мышленностиП.С.Плешаков.которыйещевбытностьдиректо- ром ЦНИРТИ бы л в курсе проводимых работ по системе МКРЦ и досконально знал эту проблему. В результате было принято решение о разработке си- стемы МКРЦ в составе двух взаимно увязанных подсистем космических аппаратов «УС-А» и «УС-П». Правильность принятого решения была подтверждена позднее результа- тами целевого применения системы МКРЦ. Косвенно это решение подтверждается и взглядами командования Во- оруженных сил США, которые обосновывались опытом ис- пользования космических средств разведки, применявших- ся в боевых действиях в Персидском заливе против Ирака в 1991 г. Разработка бортовой станции детальной радиотехни- ческой разведки для КА «УС-П», получившей наимено- вание «Кортик», была начата в ЦНИРТИ (НИИ-108) под руководством М.Х.Заславского, который был назначен главным конструктором СДРТР. Однако в 1967 г. ди- ректор ЦНИРТИ П.С.Плешаков, в связи с перегрузкой предприятия другими работами, создание СДРТР возло- жил на Калужский филиал ЦНИРТИ - КНИРТИ. К этому времени ЦНИРТИ выполнил эскизный проект, разрабо- тал рабоче-конструкторскую документацию и изготовил пять комплектов аппаратуры для проведения различного вида испытаний. Но эти комплекты не нашли своего при- менения и были в дальнейшем разукомплектованы. Создание бортового комплекса радиотехнической раз- ведки для КА «УС-П» под наименованием «Кортик-С» в КНИРТИ проводилось вначале под руководством главного конструктора, директора института С.И.Бабурина, а впослед- ствии - В.Л.Гречки. Активную роль в создании бортового комплекса сыграли В.М.Баланин, В.П.Гущин и начальник отдела В.Д.Арефьев. В бортовой комплекс «Кортик-С» вхо- дили приемная аппаратура разведки, устройства обработки радиотехнической информации, долговременное запоми- нающее устройство и канал передачи информации, анало- гичный применяемому в бортовом комплексе «Чайка» КА «УС-А». Бортовой комплекс управления КА «УС-П» был иден- тичен бортовому комплексу управления КА «УС-А». Для эффективного использования КА «УС-П» с комплексом «Кортик-С» был составлен банк данных радиоэлектрон- ных средств всех флотов зарубежных стран, который ис- пользовался при анализе информации, получаемой с КА, о корабельных радиоэлектронных средствах и их носи- телях, с целью выработки данных целеуказания для при- менения ПКРО. Большая работа в этом направлении была проведена сотрудниками Института вооружения ВМФ - ВАХристининым, В.И.Харламовым, А.П.Лось, В.И.Лыси- ковым, ВАМеляковым, Н.П.Ершовым, В.А.Траубе, А.Д. Ка- рунным и др. Для вывода КА «УС-А» и «УС-П» на целевую орбиту в ОКБ-52 под руководством генерального конструктора В.Н.Челомея в 1962-1963 гг. была разработана и запуще- на в производство универсальная ракета УР-200. В 1963 г. были завершены работы по созданию стартового комплек- са на Байконуре, а в октябре 1964 г. после девяти запусков завершился этап летно-конструкторских испытаний ракеты УР-200, которая предназначалась также и для запусков КА системы МКРЦ. Однако в 1965 г. работы по ракете были за- вершены, а для вывода КА системы МКРЦ на орбиту были рекомендованы ракеты-носители КБ «Южное». Работы по стартовому комплексу были возложены на КБТМ. В качестве PH КА «УС-А» и «УС-П» была использова- на специально доработанная боевая межконтинентальная ракета, разработанная днепропетровским КБ «Южное». До- работка PH производилась с участием кооперации смежных предприятий под руководством генерального конструктора М.К.Янгеля, помощника главного конструктора Л.Д.Кучмы и ведущих специалистов Г.Г.Бедняка, Э.П.Компанейца. Доработанная PH, получившая название «Циклон-2», обладала высокими конструктивными качествами и без- отказно обеспечивала выведение КА на заданные орбиты на всех этапах испытаний и после принятия системы МКРЦ в эксплуатацию. Стартовый комплекс PH УР-200 был также переоборудован под PH «Циклон-2». Работы проводились КБТМ Министерством общего машиностроения под руко- водством главного конструктора В.Н.Соловьева и его заме- стителя И.И.Сиянина. 73
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Стартовый комплекс был спроектирован таким обра- зом, что после установки PH с КА на стартовый стол внеш- нее обслуживание их не предусматривалось. Все работы по заправке PH, PH и КА, а также пуск ракеты осуществлялись из специального бункера управления, оснащенного необхо- димыми оборудованием и аппаратурой. Для стартового комплекса ЦНИИ «Комета» создал аппа- ратуру с высокой степенью автоматизации, отображающую весь ход предстартовой подготовки PH и КА и осуществля- ющую на заключительном этапе автоматическое управление запуском PH с КА по сигналам системы единого времени. Основной вклад в создание КПА и аппаратуры автоматизи- рованного запуска ракеты с КА внесли специалисты ЦНИИ «Комета» ЛАСмирнов, А.Н.Мялик, Ю.В.Маленюк. 24 августа 1965 г. решением правительства были уста- новлены новые сроки выполнения работ по системе МКРЦ и уточнена кооперация предприятий разработчиков. Голов- ным исполнителем по системе в целом было определено КБ-1, а на ОКБ-52 возложили роль головного разработ- чика КА. В 1966-1967 гг. под руководством КБ-1 было разра- ботано дополнение к эскизному проекту на создание экс- периментальной системы МКРЦ, а также эскизный проект на создание боевой системы МКРЦ и ее основных состав- ных частей. В этот период окончательно определились ос- новные характеристики системы и возможность создания уже действующей (боевой) системы МКРЦ. Научное руководство создания системы и техническое руководство проведения ее испытаний осуществлял гене- ральный конструктор КБ-1 (ЦНИИ «Комета») А.И.Савин. В решение комплексных вопросов создания системы МКРЦ большой вклад внесли главный конструктор си- стемы М.К.Серов, заместители главного конструктора Ю.Е.Петрущенко, Г.Ф.Зотов, И.Г.Рапопорт, В.В.Бритвин, а также ведущие специалисты К.И.Денисов, САМишуков, И.Б.Балев. Активное участие в решении комплексных во- просов разработки и отработки КА приняли В.А.Петров, Ю.В.Маленюк, Е.С.Баранов, ЮАБобохидзе, А.Г.Шилкин и другие специалисты. ЦНИИ «Комета» проводил непосредственную разработ- ку наземного и бортового комплексов управления системы МКРЦ, а также комплексную отработку системы в целом. На стадии эскизного проектирования системы МКРЦ было принято решение о создании наземного информационно- управляющего комплекса, объединяющего в одно целое наземный комплекс управления и наземный специальный комплекс. Общее техническое руководство созданием НИУК осу- ществлял заместитель главного конструктора Ю.Е.Петру- щенко. На базе предложенной И.Г.Рапопортом модели ма- тематического описания орбитального движения КА была разработана и создана станция радиоуправления, которая стала основой НКУ и получила название СОК ПК. Станция обеспечивала точное определение параметров орбитально- го движения КА и прогнозирование его движения, выдавала в реальном масштабе времени программу работы бортово- го специального комплекса и команды, необходимые для суточного функционирования КА на орбите. Наземный комплекс управления включал в себя ко- мандный пункт с аппаратурой управления, отображения и контроля, станцию определения координат КА и переда- чи команд, вычислительный комплекс из трех параллельно работающих машин, аппаратуру приема и обработки теле- метрической информации, систему обмена информацией между средствами НКУ с аппаратурой контроля, вспомо- гательный вычислительный комплекс для обработки всей контрольной информации, получаемой от системы обмена информацией. Работы по теоретическому обоснованию НИУК проводились группой сотрудников теоретического от- дела под руководством И.Г.Рапопорта. Особенности решаемых в системе МКРЦ задач предъ- являют к НИУК специфические требования. Во время се- ансов связи с КА в реальном масштабе времени должен быть выполнен большой объем расчетов: обработка на- вигационных измерений, точное определение параметров орбиты, прогнозирование движения КА, а на основе полу- ченных данных - выработка и передача на борт КА системной информации. Следует учесть, что все это делалось полвека назад, в начале 1960-х гг., на ЭВМ с производительностью 10-30 тыс. операций в секунду, ОЗУ объемом 16 Кб и ДЗУ 48 Кб. Чтобы обеспечить эффективную работу НИУК в условиях жесткого регламента времени сеанса связи, за короткий срок был разработан новый подход к решению задачи обработки навигационных измерений СОК ПК: применен принцип по- этапной обработки и определения орбиты по нескольким се- ансам связи. Кроме того, из-за невозможности применения традиционного для таких задач численного интегрирования, требовавшего больших ресурсов времени, сотрудником тео- ретического отдела ААВомпе был разработан высокоточный способ аналитического прогнозирования движения КА. По- лучены в конечном виде формулы для определения возму- щений параметров движения КА в сложном гравитационном поле Земли. Это позволило существенно сэкономить объем необходимой памяти ЭВМ и выполнять расчеты на несколь- ко порядков быстрее численного интегрирования. Наземный специальный комплекс разрабатывался НИИ-648 (НИИ ТП главный конструктор разработки НСК - Г.Б.Петропавловский, заместитель главного конструктора - В.Г.Щетинин, ведущий специалист - Г.П.Веденеев). В 1969 г. работы по завершению выпуска конструктор- ской и эксплуатационной документации на КА, по освоению производства, изготовлению опытных и серийных образцов, проведению необходимой наземной и летно-конструктор- ской отработки КА системы МКРЦ, с последующей сдачей их в эксплуатацию, по решению Министерства общего ма- шиностроения были переданы Ленинградскому КБ и заводу «Арсенал» им. М.В.Фрунзе (начальник КБ и директор заво- да — Е.К.Иванов). Значительный вклад в обеспечение серийного произ- водства КА системы МКРЦ и улучшение их характеристик 74
Глава 3 Главные конструкторы КБ-1 в процессе производства внесли начальник и главный кон- структор КБ «Арсенал» Ю.Ф.Валов, главные конструкторы направлений Б.И.Полетаев и Л.Д.Федотов, а также руко- водители конструкторских подразделений А.П. Машкан- цев, В.Г. Волков, А.И.Киреев, Ю.П.Федотов, Ю.С.Кушмылев и многие другие. Для обеспечения приема информации от КА системы МКРЦ и выработки данных для целеуказания противо- корабельному оружию Киевским научно-исследователь- ским институтом радиоэлектроники (впоследствии пере- именован в НИИ «Квант») был разработан специальный корабельный комплекс. Главным конструктором разра- ботки корабельного комплекса был назначен директор КНИИРЭ И.В.Кудрявцев. Руководство разработкой ком- плекса осуществляло комплексно-тематическое подраз- деление КНИИРЭ, возглавляемое ТЕ.Стефановичем, впоследствии ставшим главным конструктором комплекса и генеральным директором НИИ «Квант». В короткие сроки были изготовлены макеты и три экспе- риментальных образца комплекса, получившего наименова- ние «Касатка». Отработка и испытания экспериментальных образцов проводились на стенде предприятия, в полевых условиях в кузовах фургонов и на подводной лодке К-81 проекта 651 к. Разработка и запуски автоматических космических аппаратов «УС-А» системы МКРЦ Учитывая сложность космического аппарата «УС-А» и оснащение его бортовыми системами, которые разраба- тывались впервые и не имели аналогов, например, ядерной энергоустановкой, было принято решение провести авто- номные летные испытания КА «УС-А» в два этапа. При этом на первом этапе (1965-1966 гг.) предусматривалась провер- ка работы системы ориентации и стабилизации, двигатель- ной установки и системы охлаждения, а на втором этапе - отработка системы «увода» ЯЭУ на высокую орбиту для обеспечения радиационной безопасности после завершения программы полета КА. Для проведения первого этапа автономных испытаний выделялось два КА «УС-А». Для запуска КА использовалась ракета-носитель «Союз», а вместо ЯЭУ - химические ис- точники тока. Для управления работой средств КА и кон- троля работы бортовых средств устанавливалась бортовая командная радиолиния, разработанная НИИ-648, и телеме- трическая аппаратура, а отсутствующая штатная аппаратура заменялась габаритно-массовыми макетами. На борту КА была установлена аккумуляторная батарея с емкостью, обе- спечивающей работу КА в течение суток. Для приема теле- метрической информации задействовались наземные из- мерительные пункты командно-измерительного комплекса. Запуск первого КА «УС-А» состоялся 28 декабря 1965 г. с полигона Байконур. Космический аппарат был выведен на заданную орбиту. Полученные результаты подтверди- ли нормальное функционирование системы ориентации и стабилизации, а также системы охлаждения. Из-за отказа одного из двигателей мягкой стабилизации КА активно про- существовал на орбите всего лишь около полутора часов. Оценку точности работы орбитальной системы ориентации проверить не удалось из-за неисправности установленной астросистемы. Второй запуск КА «УС-А» состоялся 20 июля 1966 г. Задачи испытаний при запуске второго КА были аналогич- ны задачам, которые отрабатывались при запуске первого КА. При запланированном лимите работы аккумуляторной батарее 24 ч КА просуществовал 12 ч. За это время была подтверждена нормальная работа всех установленных на КА систем и устройств, за исключением двигателей мягкой ста- билизации (причина отказа была прежней). По заключению работы комиссии можно было переходить ко второму этапу испытаний с учетом последующего проведения доработок двигателей мягкой стабилизации. На проведение второго этапа испытаний (1967-1969 гг.) было выделено три КА «УС-А» в ограниченной комплек- тации и три PH «Циклон-2». Основной задачей испытаний была отработка системы перевода радиационно-опасной части КА на высокую орбиту «высвечивания». На КА «УС-А» были установлены габаритно-массовые макеты ЯЭУ «Бук» со штатной системой увода и габаритно-массовый макет радиолокационной станции «Чайка» практически 75
История развития отечественных автоматических космических аппаратов со штатной антенной. В качестве источника питания исполь- зовалась аккумуляторная батарея с емкостью, позволяющей функционировать КА на орбите не менее суток. Все осталь- ные системы КА были штатными. Запуск первого КА «УС-А» КА второго этапа испытаний состоялся 27 декабря 1967 г. с полигона Байконур. Ракета- носитель «Циклон-2» вывела КА на расчетную баллистиче- скую траекторию с апогеем на высоте заданной орбиты, где включился двигатель доразгона, по окончании работы кото- рого КА оказался на целевой орбите. Космический аппарат функционировал в течение 14,5 ч. В этот период времени все штатные устройства и системы КА работали нормально. Однако до окончания работы аккумуляторной батареи, из-за отказа одного из двигателей мягкой стабилизации, на борту КА системой ориентации и стабилизации была автомати- чески выработана команда на «увод» макета ЯЭУ «Бук» на орбиту «высвечивания». Команды на осуществление «увода» были исполнены нормально - макет ЯЭУ «Бук» был переведен на заданную орбиту «высвечивания». В целом программа испытаний первого КА второго этапа испытаний была выполнена, за исключением подтвержде- ния работоспособности двигателей мягкой стабилизации, доработка которых была продолжена. Запуск второго КА «УС-А» второго этапа испытаний со- стоялся 22 марта 1968 г. Программа испытаний была преж- няя. Космический аппарат был выведен на заданную орбиту, время его активного и нормального функционирования со- ставило 12,5 ч. Команда на перевод макета ЯЭУ «Бук» на высокую орбиту «высвечивания» была выработана автома- тически по рассогласованию одного из параметров, контро- лирующих стабилизацию КА. Причина оказалась прежней - отказ двигателя мягкой стабилизации из-за засорения канала подачи окислителя. Макет ЯЭУ «Бук» был переведен на заданную высокую орбиту. По результатам анализа работы двигателей мягкой стабилизации комиссией было рекомендовано перейти на новый тип окислителя при третьем запуске КА, а также улуч- шить динамику стабилизации КА, которая на этих участках траектории осуществляется двигателями жесткой стабилиза- ции бортовой двигательной установки. Запуск третьего КА «УС-А» второго этапа испытаний состоялся 25 января 1969 г. с задачами, аналогичными за- дачам первых двух пусков. В процессе запуска КА PH «Ци- клон-2» отработала штатно, двигатель доразгона отработал заданное время, но КА на орбиту не вышел, а приводнил- ся в Тихом океане. Анализ причин неудачного пуска КА «УС-А» показал, что для улучшения динамики стабилизации КА в процессе его отделения от PH, в целях обеспечения опти- мального стабилизирующего момента, была изменена ком- поновка двигателей жесткой стабилизации в канале тангажа. При этом моменты, создаваемые двигателями, изменились на обратные, однако в электрической схеме, обеспечиваю- щей их включение, указанное изменение не было учтено. В результате КА после отделения от PH закрутился в плоско- сти тангажа и во время включения и работы двигателя дораз- гона продолжал вращаться. Не получив нужного импульса доразгона, КА не вышел на круговую орбиту и, двигаясь по баллистической траектории, приводнился в Тихом океане. Проанализировав результаты испытаний, комиссия пришла к выводу, что, несмотря на неудачный запуск тре- тьего КА, на основании положительных результатов первых двух пусков КА второго этапа испытаний, а также учитывая проведенные исследования и рекомендации разработчи- ка двигательной установки, необходимо перейти на новый тип окислителя, задачи автономных летных испытаний КА «УС-А» считать выполненными. Комиссия посчитала воз- можным перейти к испытаниям КА «УС-А» в полной (штат- ной) комплектации. На заключительном, третьем этапе (1970-1978 гг.) лет- ные испытания системы морской космической разведки и целеуказания проводились последовательно, в полном со- ставе наземных технических средств - сначала с активными КА «УС-А», а затем и с пассивными КА «УС-П». Руководство совместными испытаниями осуществляла Государственная комиссия во главе с председателем адми- ралом Н.Н.Амелько - заместителем главнокомандующего ВМФ - и А.И.Савиным - техническим руководителем - ге- неральным конструктором. Основными задачами проведе- ния совместных испытаний являлись экспериментальная проверка технических решений по реализации выбранных принципов построения системы, определение основных тактико-технических и эксплуатационных характеристик ис- пытываемых средств и системы МКРЦ в целом, проверка их соответствия требованиям ТТЗ Министерства обороны и ТЗ на составные части системы. В состав средств системы МКРЦ с КА «УС-А», подвер- гавшихся испытаниям, были включены следующие средства: - КА «УС-А» с бортовым специальным комплексом «Чайка», бортовым комплексом управления, ядерной энер- гетической и двигательной установками, системами элек- тропитания и охлаждения; - НКУиНСК; - корабельные комплексы приема, обработки и выдачи целеуказания «Касатка» и «Касатка-Б», размещенные на подводных лодках; - наземные технологические средства и оборудование стартовой, специальной технической и технической позиций для обеспечения подготовки и запуска КА; - ракетный комплекс «Циклон-2» в составе унифици- рованных ракет-носителей «Циклон-2» и стартового ком- плекса. Программой проведения совместных испытаний было предусмотрено проведение запусков трех одиночных и двух «сфазированных» КА. Запуск первого КА «УС-А» состоялся 3 октября 1970 года. Его задачами являлись отработка всех бортовых систем и аппаратуры КА (в т.ч. бортовой системы управления, БСК «Чайка» и ЯЭУ «Бук»), проверка работо- способности наземных средств (НКУ и ИСК), проверка стар- тового комплекса и основных тактико-технических характе- ристик PH «Циклон-2» при запуске КА. 76
Глава 3 Первый КА функционировал на орбите всего 1 ч 55 мин, т.к. проявился конструктивный недостаток в канале регу- лирования температуры реактора ЯЭУ «Бук» и произо- шел автоматический увод радиационно-опасной части КА на орбиту длительного существования («высвечивания»). Тем не менее были получены очень важные результаты о работе двигательной установки на новом окислителе, о нормальном функционировании системы ориентации и стабилизации, о фактических уровнях радиации при ра- боте ЯЭУ «Бук», о ТТХ PH «Циклон-2» при запуске КА, о работе НКУ при проведении сеанса связи с КА, в т.ч. при определении параметров орбиты КА и прогнозировании его движения. Данные о работе БСК «Чайка» не были получе- ны из-за ограниченного времени функционирования КА. По результатам запуска первого КА был доработан канал ре- гулирования температуры реактора энергоустановки «Бук» и впоследствии этот эффект больше не повторялся. Второй запуск КА «УС-А» состоялся 1 апреля 1971 г. Время функционирования составило 3 ч 09 мин. На этом запуске была получена и обработана на НСК информация о Гвинейском заливе, в котором было обнаружено и выявлено 29 одиночных целей, при этом две цели были отождествле- ны по координатному признаку с нашими транспортами. Была подтверждена работоспособность НСК и НКУ. Однако вышел из строя блок питания маховика системы стабилиза- ции КА, поэтому на следующем КА были срочно проведены необходимые доработки. Третий запуск КА «УС-А» состоялся 25 декабря 1971 г. Продолжительность функционирования КА составила 10 суток. На этом этапе к испытаниям подключились три корабельных комплекса «Касатка», установленные на двух подводных лодках Северного флота и на полигоне под г. Черниговым. С помощью БСК «Чайка» было выполнено несколько десятков сеансов осмотра заданных районов Ми- рового океана. Поступившая информация была обработана на НСК и комплексах «Касатка». Были также обнаружены и объекты мишенной обстановки. Вместе с тем при обработке информации по результа- там осмотра акватории Гвинейского залива были обнаруже- ны сбои бортового времени вычислительной машины БСК «Чайка». При полете этого КА подобные сбои повторялись несколько раз, что затрудняло обработку информации как в НСК, так и на комплексах «Касатка». На одиннадцатые сутки полета, из-за нарушения герметичности клапана двигателя мягкой стабилизации КА, вышла из строя двигательная уста- новка, поэтому отделяемая часть КА была автоматически пе- реведена на орбиту длительного существования. По резуль- татам пуска были проведены доработки бортового счетчика времени, а доработки двигательной установки, как показали дальнейшие запуски КА, оказались неэффективными. Четвертый запуск КА «УС-А» состоялся 21 августа 1972 г. Его основной задачей было накопление данных для оценки основных ТТХ системы и работоспособности ее со- ставных частей. В процессе проведения испытаний по ин- формации, полученной от КА корабельным комплексом «Касатка», установленным на подводной лодке Северного флота, 25 августа 1972 г. была успешно выполнена стрельба по морской цели (щиту) противокорабельной крылатой ра- кетой «П-6». На пятнадцатые сутки полета при нормальном функци- онировании всех систем КА вышла из строя бортовая циф- ровая вычислительная машина БСК «Чайка». За этот период было проведено более сотни сеансов наблюдений заданных районов Мирового океана с передачей информации на НСК и корабельные комплексы «Касатка». Для проверки досто- верности обнаружения многочисленных надводных целей председатель Государственной комиссии Н.Н.Амелько при- нял даже решение о совмещении наблюдения одного и того же района в акватории Гвинейского залива с помощью КА и двух самолетов Ту-95РЦ. Отчетные материалы, представ- ленные в Госкомиссию, показали в большинстве случаев совпадение результатов наблюдения с полученными само- летными комплексами и спецкомплексами КА «УС-А». Эти результаты подтвердили достаточно высокую эффек- тивность БСК «Чайка». Кроме того, в процессе обработки полученной инфор- мации было установлено наличие в информации некоторо- го количества отметок от береговой черты, островов и ги- дрометеообразований, что усложняло выделение реальных целей и увеличивало время ее обработки. Поэтому была начата активная доработка алгоритмов и программ по обра- ботке специнформации на НСК и корабельных комплексах «Касатка». После выхода из строя бортовой цифровой вычисли- тельной машины БСК «Чайка» испытания продолжались с целью набора статистических данных о работоспособно- сти других бортовых систем, при этом на НСК передавалась только служебная информация. На 32-е сутки полета функ- ционирование КА было прекращено из-за выхода из строя двигательной установки. Пятый запуск КА «УС-А» 25 апреля 1973 г. оказался неудачным, т.к. аппарат не был выведен на орбиту из-за нарушения работы двигателя доразгона на 22-й с после его включения. Не получив приращения скорости, КА упал в акватории Тихого океана. Нарушение работы двигателя произошло из-за разгерметизации тракта горючего вслед- ствие нарушения целостности камеры сгорания двигателя доразгона. Госкомиссия обратилась в Комиссию Президиума Сове- та Министров СССР по военно-промышленным вопросам с предложением о продолжении совместных испытаний и до- полнительном выделении трех КА «УС-А» для их заверше- ния. При этом основными задачами совместных испытаний было предложено считать: - подтверждение работоспособности и ресурсных ха- рактеристик технических средств системы при длительном функционировании КА - не менее 45 суток; - проверка работы технических средств системы при од- новременном функционировании двух «сфазированных» КА «УС-А»; 77
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - отработка боевой и эксплуатационной документации. Следующий запуск КА «УС-А» состоялся 27 декабря 1973 г. Это был первый КА, изготовленный Ленинградским заводом «Арсенал» и Московским заводом «Мосприбор» (НПО «Комета»), В течение всего 45-суточного цикла, пред- усмотренного программой испытаний, все бортовые систе- мы КА работали нормально. Это был первый аппарат, который обеспечил решение всех задач, которые выносились на испытания. Космический аппа- рат «УС-А» обеспечивал решение системой МКРЦ задач ВМФ по прямому назначению - осуществлял разведку надводной обстановки в заданных районах Мирового океана. В контур целеуказания был включен комплекс, установленный на под- водной лодке. На учениях ВМФ он обеспечил выработку по данным КА целеуказания и выдачу его в систему управления комплекса ракетного оружия для проведения практической стрельбы по назначенной (обнаруженной) цели. В течение 45-суточного цикла функционирования КА все основные си- стемы и БСК оставались в работоспособном состоянии. Парный запуск КА «УС-А» был произведен 15 и 17 мая 1974 г. В ходе проведения испытаний были определены характеристики «связанной» орбитальной группировки из двух КА «УС-А». Продолжалось накопление статистических данных, характеризующих выполнение основных требова- ний ТТЗ и ТЗ на систему и ее составные части. Подводная лодка Северного флота К-47, оснащенная комплексом «Касатка», 12 июня 1974 г. по данным целеуказания, полу- ченным от КА «УС-А», успешно выполнила практическую стрельбу противокорабельной ракетой П-6 прямым попада- нием ракеты в мишень. Два «сфазированных» КА «УС-А» 29 июня и 1 июля 1974 г. достигли 45-суточного срока активного функциони- рования на орбитах. По решению Государственной комиссии работа системы МКРЦ была продолжена до 25 и 30 июля 1974 г. соответственно, когда по решению Государствен- ной комиссии функционирование «сфазированных» КА «УС-А» было прекращено путем планового увода радиаци- онно опасных частей КА на орбиту длительного существо- вания по командам с НКУ системы. 26 мая 1975 г. вышло постановление правительства о принятии системы МКРЦ с КА «УС-А» на вооружение Министерства обороны СССР КАВласко-Власов Главный конструктор КБ-1 Л.С.Легезо Главный конструктор КБ-1 Л.А.Лебедев., ЩААюпо&тснао ОАО ««Корпорация ««Комета» РАЗРАБОТКА И ЗАПУСКИ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ «ПОЛЕТ-1» и «ПОЛЕТ-2». 1960-1963 гг. В 1950-е гг. развитие космической техники наиболее активно шло по оборонной тематике: были созданы ИСЗ разведывательного назначения, шла разработка спутников для решения различных задач оборонного плана. Серьезно изучался вопрос возможности создания и использования ударных космических средств, включая спутники, снаряжен- ные специальными зарядами. В США в конце 1950-х гг. активно велись работы по созданию средств противокосмической обороны - системы «Сейнт». В СССР один из ведущих конструкторов-ракет- чиков В.Н.Челомей вышел с предложением о разработке космических систем ПКО - «ИС», морской космической разведки и целеуказаний - «УС» и ряда ракет-носителей малой, средней и большой грузоподъемности. Его поддер- жали военные заказчики. 23 июня 1960 г. вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, организующее разработку аванпроектов систем, предложенных В.Н.Челомеем. Этим постановлени- ем была определена основная кооперация разработчиков: - головная организация по системам в целом, разработ- ке космических аппаратов и ракет-носителей (в частности УР-200) для систем «ИС» и «УС» - ОКБ-52 (генеральный конструктор - В.Н.Челомей); - головная организация по бортовым и наземным ком- плексам управления - КБ-1 (генеральный конструктор - ААРасплетин, главный конструктор - А.И.Савин); - головная организация по стартовому комплексу си- стем «ИС» и «УС» - КБТМ (главный конструктор - В.Н. Со- ловьев). 16 марта 1961 г. после успешной защиты аванпроекта вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании системы противоспутниковой обороны «ИС», системы морской разведки и целеуказания «УС» и раке- ты-носителя УР-200.15 но- ября 1962 г. вышло Поста- новление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О созда- нии системы обнаружения и целеуказания системы...» и «О создании отечествен- ной Службы контроля кос- мического пространства». В 1962 г. был выполнен и защищен эскизный проект комплекса «ИС». Создание М.Г.Мымрин Заместитель начальника Главного управления МО СССР 78
Глава 3 Схема средств системы «ИС» средств автоматического управления космическими объек- тами являлось совершенно новой задачей. Техническое про- ектирование этих систем началось с всестороннего изучения возможных действий вероятного противника в космическом пространстве, технических проблем, связанных с использо- ванием мощной ракетной техники и условий космического пространства. Было очевидно, что вопросы надежного функционирования космических аппаратов, их энергопо- требления и весогабаритных характеристик будут во многом определять технические и конструкторские решения. Рас- сматривалось большое количество возможных вариантов построения системы ПКО, среди которых были: - система с использованием спутника-перехватчика с го- ловкой самонаведения и обычной осколочной боевой частью; - система, в которой перед поражением производился предварительный осмотр ИСЗ-цели; - система, обеспечивающая захват опасной ИСЗ-цели и возможности ее посадки; - система, обеспечивающая поражение ИСЗ-цели сило- вым лазерным лучом или другими способами с устройств, установленных на космическом аппарате. Исследование большого количества возможных ва- риантов построения системы ПКО в значительной степени способствовало решению многих проблемных вопросов, связанных не только с космической техникой. После актив- ного обсуждения разработанных технических предложений на научно-технических советах была утверждена схема, в которой использовался спутник-перехватчик, оборудован- ный радиолокационной головкой самонаведения и обычной боевой частью осколочного типа. Функционирование системы было предложено реализо- вать следующим образом. Система контроля космического пространства обнаруживает ИСЗ-цель на первом витке ее пролета в зоне видимости станции ОС-1 и производит из- мерения параметров ее движения. Эти данные передаются на командный пункт системы «ИС». На КП системы ИС по полученным данным произво- дится расчет времени старта ракеты-носителя и программ управления KA-перехватчиком для выведения его в район встречи с ИСЗ-целью. Данные расчета передаются на стар- товую позицию и в цикле подготовки к старту записывают- ся в бортовую аппаратуру ракеты-носителя и космического аппарата. В расчетное время в автоматизированном режиме про- изводится старт ракеты-носителя с перехватчиком. Пос- ле выведения на расчетную орбиту происходит отделение KA-перехватчика от последней ступени ракеты-носителя. Далее KA-перехватчик совершает управляемый полет. Че- рез один виток после старта KA-перехватчик входит в зону связи со станцией определения координат и передачи ко- манд, по результатам измерений которой на командном пункте системы рассчитываются фактические параметры 79
История развития отечественных автоматических космических аппаратов движения KA-перехватчика после первого витка. Система контроля космического пространства уже после старта КА- перехватчика повторно производит уточнение параметров движения KA-цели на следующем витке ее пролета в зоне видимости станции ОС-2 и передает результаты на КП си- стемы «ИС». На КП системы «ИС», с учетом уточненных фактиче- ских параметров движения KA-перехватчика после первого витка полета и уточненных параметров движения КА-цели, полученных от СККП, производится расчет программы по- лета КА-перехватчика в зону встречи с KA-целью, и уточнен- ная программа полета в цикле связи со станцией СОК ПК по радиолинии записывается в бортовую аппаратуру КА-перехватчика. После выполнения программы полета второго вит- ка KA-перехватчик выходит в район встречи с ИСЗ-целью. Включается головка самонаведения КА-перехватчика, про- изводится поиск и обнаружение ИСЗ-цели и ее захват на ав- тосопровождение. KA-перехватчик в режиме самонаведения отрабатывает ошибки наведения на ИСЗ-цель двигателями управления. На заданной дальности (сотни метров) выра- батывается сигнал на подрыв боевой части. Направленное поле осколков боевой части поражает ИСЗ-цель. Для реализации предложенного метода перехвата не- обходимо было разработать и создать аппаратурные ком- плексы: - средства обнаружения и измерения параметров дви- жения ИСЗ, пролетающих над территорией СССР; - средства ракетно-космического комплекса: PH, КА, KA-мишень, технические позиции КА и PH и стартовую по- зицию; - командный пункт системы «ИС»; - средства оперативно-командной связи и передачи данных, увязывающие функционирование всех разнесенных на большие расстояния средств в единую систему. Разработка аппаратуры и устройств производились большими силами первоклассных специалистов многих предприятий. Параллельно с разработкой эскизного про- екта по системе «ИС» велись работы по выпуску конструк- торской документации на наземные средства системы, бор- товые системы КА, а также работы по созданию макетных образцов аппаратуры. В январе 1962 г. прошло согласование ПТ на систему противоспутниковой обороны с 4 ГУ МО (начальник - ге- нерал-полковник Г.Ф.Байдуков). В марте этого же года было принято решение выполнить первые пуски прототипа КА-перехватчика «ИС» на ракете Р-7 (8К74)-индекс 11А59 - разработки С.П.Королева. В связи с опозданием в разработ- ке для объекта «ИС» двигательной установки в ОКБ-300 главного конструктора СКТуманского запуск решили про- водить на готовых двигателях А.М.Исаева тягой по 400 кгс. Двигательную установку в целом изготовило ОКБ-52. В начале 1963 г. были полностью согласованы тра- ектория и азимут стрельбы первыми объектами «ИС» на ракете 11А59 - доработанном варианте серийной двухсту- пенчатой Р-7. К этому времени на орбите уже летали наши космонавты и американские астронавты, были запущены различные автоматические спутники Земли, но задача проведения многократного и широкого маневрирования в космосе оставалась все еще нерешенной. Именно аппара- ты «ИС» должны были доказать возможность выполнения таких маневров, которые являлись их основной функцией при решении боевой задачи сближения и уничтожения цели. Для спутника-перехватчика в ОКБ-52 спроектировали совершенно новую двигательную установку многократно- го включения, обеспечивающую надежную подачу топлива в ЖРД как при действии перегрузок различного направле- ния, так и в условиях невесомости. Набор двигателей дол- жен был выдавать строго дозированные импульсы тяги при продольных и поперечных маневрах, ориентации и стаби- лизации КА. Для разгона и поперечного управления при- менялись шесть двигателей А.М.Исаева тягой по 400 кгс, а двигатели «жесткой» и «мягкой» стабилизации - двух- компонентные микроЖРД тягой по 16 кгс и 1 кгс - были специально разработаны в ОКБ С.К.Туманского. Они долж- ны были работать «пачками» (сериями) импульсов. Топлив- ные баки с металлической полусферической диафрагмой для вытеснения горючего и окислителя были впервые соз- даны и отработаны в ОКБ-52. Огневые испытания двигательной установки проводи- лись на стенде. Крепилась она вертикально, сопла двига- телей разгона были направлены вниз, крестообразно рас- положенные двигатели маневра «смотрели» на все четыре стороны, а «малыши» вообще образовывали гирлянду. При включении по полетной циклограмме двигатели создавали такой фейерверк, что даже у видавших виды стендовиков это зрелище вызывало изумление и восторг. Прототип перехватчика «ИС» имел систему управления для ориентации и стабилизации в космическом простран- стве, выдачи необходимых команд при выполнении манев- ров в заданном направлении, разработанную в КБ главного конструктора А.И.Савина. Она размещалась в приборном контейнере вместе с системой охлаждения и источником электропитания. На спутнике был и отсек с телеметрической аппаратурой, различными датчиками, позволявшими кон- тролировать работу всех систем. Специалисты-автопилотчики КБ-1, возглавляемые П.М. Ки- рилловым, изготовили летные образцы гироскопической аппаратуры ориентации и стабилизации КА, а специалисты ОКБ-41 - аппаратуру управления. ОКБ-52 на базе рамной конструкции двигательной установки изготовило прототип КА-перехватчика. Было принято решение произвести проверку энергети- ческих и точностных характеристик КА в полете в реальных условиях космического пространства. 1 ноября 1963 г. был произведен запуск прототипа КА-перехватчика, который на орбите отработал сложную программу маневрирования, многократно запуская и останавливая двигатели до полного расхода топлива. Этот эксперимент получил название «По- лет-1». Программа полета, рассчитанная на полтора витка, 80
Глава 3 была весьма сложной. После первого включения разгонно- го двигателя спутник вышел на опорную орбиту с высотой в перигее 339 км и в апогее 592 км. Затем по командам системы управления двигатели включались многократно в продольном и поперечном направлениях. В течение этого времени аппарат управлялся и стабилизировался двигате- лями «жесткой» и «мягкой» стабилизации, а после всех маневров перешел на конечную орбиту с высотой в пери- гее 343 км и в апогее 1437 км, изменив также угол наклона орбиты к плоскости экватора. Программа была выполнена полностью. Президент АН СССР академик М.В.Келдыш в интервью корреспондентам ТАСС, газет «Правда» и «Известия» за- явил: «Успешный запуск первого в мире маневрирующего космического аппарата «Полет-1», совершившего широкие маневры в космосе, - это качественный скачок в планомер- ном освоении советской наукой космического пространства. Новая замечательная победа советских ученых, конструкто- ров, инженеров, техников и рабочих еще раз свидетельствует о том, что первенство в самой трудной и сложной области научного прогресса по-прежнему принадлежит Советскому Союзу». 12 апреля 1964 г. по программе широкого маневрирова- ния в космосе был произведен запуск КАИ-1 Б № 112 с двига- тельной установкой главного конструктора С.К.Туманского, получивший название «Полет-2». Л.т4.Ле£ел)с^, ЦЯ.Лмта&тел/со ОАО «Корпорация «Комета» РАЗРАБОТКА И ЗАПУСКИ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ СИСТЕМЫ «ИС» (1963-1973 гг.) Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 июня 1960 г. было определено, что выведение косми- ческих аппаратов систем «ИС» и «УС» на орбиту будет реа- лизовывать с использованием ракеты-носителя УР-200 раз- работки ОКБ-52 (генеральный конструктор - В.Н.Челомей). Наступал 1965 год - год трудных и сложных преобразова- ний. Эти преобразования грозным эхом отозвались на раз- работке систем «ИС» и «УС». Успехи С.П.Королева и М.К.Янгеля в создании балли- стических и межконтинентальных баллистических ракет заставили Министерство обороны пересмотреть планы ра- бот в этой области. Д.Ф.Устинов назначает комиссию под председательством ЮАМозжорина с целью определить необходимость создания БР УР-200. Заключение комиссии оказалось роковым для ОКБ-52 и В.Н.Челомея. Рассмотрев состояние дел по разработке систем «ИС» и «УС», для ко- торых велась разработка УР-200, комиссия рекомендовала От средств контроля космоса КП системы ИС t старта, программы выведения Пусковой бункер ЭВМ Необслуживаемая ЭВМ Параметры движения ИСЗ Измерения орбиты на втором витке Обнаружение ИСЗ и измерение орбиты на первом витке Траектория ИСЗ - второй виток с- vtck ОС-2 Балхаш Траектория ИСЗ Участок измерения орбиты Схема взаимодействия средств системы «ИС» 81
История развития отечественных автоматических космических аппаратов разработку БР УР-200 прекратить. В качестве PH для систем «ИС» и «УС» использовать БР Р-36 разработки М.К.Янгеля. В августе 1965 г. вышло постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР, которое обязывало разработку БР УР-200 прекратить. Для систем «ИС» и «УС» в качестве PH использовать «Циклон-2» на базе БР Р-36. Кроме того, этим постановлением головной организацией по системам «ИС» и «УС» определено КБ-1, головной организацией по PH (по доработке БР Р-36) определено КБ «Южное», голов- ной организацией по КА систем «ИС» и «УС» определено ОКБ-52. В остальном сложившаяся кооперация сохранялась. Для реализации проекта по созданию системы «ИС» требовалось проведение большого количества сложных научных исследований. В ОКБ-41 (КБ-1) был создан ком- плексный тематический отдел под руководством К АВласко- Власова. Головной тематической лабораторией в разное время руководили Б.Л.Карелов, ОАШерстнев и Л.С.Легезо. Тематическую лабораторию по ракетно-космическому ком- плексу возглавлял Е.М.Сотников. Теоретическое сопрово- ждение темы осуществлял отдел И.Г.Рапопорта, а непосред- ственное - лаборатория А.М.Аваева. Работы по комплексам командного пункта возглавляли Л.С.Легезо, В.Г.Хлибко, В.С.Игнатов, ВАШляпужников и ВАРубцов. Работами по комплексам технической и стартовой позиций руководили ЛАСмирнов и Е.М.Сотников. Работами по системе управ- ления KA-перехватчика руководил Л .А. Лебедев. Заказывающим управлением было 4 ГУ МО, которым в то время руководил легендарный летчик, Герой Советского Союза, генерал-полковник Г.Ф.Байдуков. В его управлении эту тематику вело подразделение, возглавляемое генерал- лейтенантом М.Г.Мымриным. По комплексу противокос- мической обороны началось проектирование, изготовление и монтаж технического и инженерного оборудования на всех объектах комплекса «ИС» и привлекаемых средств, участвующих в проведении и анализе результатов пусков KA-перехватчиков. При создании комплекса, представляю- щего собой большую сложную территориально разнесенную систему, работающую при жестком централизованном управлении в автоматизированном режиме в масштабе ре- ального времени, были решены многие сложные научные и технологические проблемы. К1967 г. основные технические средства системы прош- ли наземную отработку и были подготовлены к летным испытаниям. К началу летных испытаний комплекса «ИС» в 1968 г. были изготовлены практически все основные ис- пользуемые комплексы и средства. Средства обнаружения и измерения параметров движения ИСЗ Разработка мощных наземных РЛС была поручена радио- техническому институту АН СССР (главный конструктор - А.Л.Минц). В дальнейшем эти средства стали основой при создании системы контроля космического пространства. Для принятия решения о перехвате ИСЗ-цели необходи- мо было иметь информацию об обстановке в космическом пространстве, определить характеристики космических объ- ектов, установить степень их опасности. По выбранным для перехвата ИСЗ-целям проводились точные измерения их орбитальных параметров радиолокационными узлами об- наружения спутников ОС-1 и ОС-2. Расстояние между ОС-1 и ОС-2 соответствует среднему межвитковому «шагу ИСЗ», что обеспечивает измерение параметров орбиты ИСЗ на двух последовательных витках орбиты ИСЗ-цели. Результа- ты измерений передаются в центр контроля космического пространства. На ЦККП поступают также данные от других источников информации. Данные по обнаруженным ИСЗ передаются с ЦККП на КП системы «ИС», где производится их ранжирование и определение степени опасности. По «опасному» ИСЗ ре- шается задача перехвата, т.е. определяется точка перехвата, рассчитываются программа выведения PH и программа по- лета KA-перехватчика в точку встречи и время старта. Пере- хват ИСЗ-цели производится в компланарной плоскости. В начале 1968 г. были введены в эксплуатацию две ра- диолокационные ячейки КП Гулыиаде. Рассказывает ветеран РТИ И.В.Тарковский: «Тактико-техническое задание на радиолокационный комплекс ОС требовало определить координаты спутника по двум проходам со среднеквадратичными ошибками по дальности в несколько километров и по вектору скоро- сти около одного метра в секунду, что было необходимо системе А.И.Савина. Отсутствие второго узла (из-за за- держки строительства) внесло коррективы во временной интервал достижения требуемой точности целеуказания. Обнаружение вновь запущенного спутника и определение параметров его орбиты с заданной точностью должно было обеспечиваться за двое суток. Это было и хорошо, и плохо. Хорошо потому, что больший интервал наблюдения (двое суток против двух витков) позволял точнее определить пара- метры орбиты ИСЗ. Плохо потому, что следующий проход спутника в зоне нашего радиолокационного комплекса мог произойти через 10-20 ч после первого. А это существенно снижало надежность идентификации ИСЗ на втором про- ходе, т.к. ошибки положения возрастают пропорционально времени прогноза. В таких условиях мы приступили к ис- пытаниям». Ракетно-космический комплекс В утвержденных тактико-технических требованиях на систему «ИС» войска ПВО наиболее полно и достаточно жестко сформулировали требования к оперативности дей- ствий РКК. Достаточно сказать, что старт КА-перехватчика, состыкованного с PH и хранящегося на транспортно-уста- новочном агрегате в пристартовом хранилище, должен производиться через 1 ч после получения целеуказания 82
Глава 3 Схема стартового комплекса системы «ИС» по перехватываемой ИСЗ-цели. В то время такие сроки го- товности не были реализованы ни в одном космическом комплексе мира. За реализацию практически полностью автоматического стартового комплекса взялись специали- сты КБТМ и КБ-1. На 90-й площадке Байконура началось строительство двух стартовых комплексов для запуска космических ап- паратов «ИС» и «УС». Работа над носителем затянулась, и в марте 1966 г. под руководством М.К.Янгеля был соз- дан хкизный проект промежуточного варианта - PH «Ци- клон-2А» (11К67) на базе успешно завершавшей испытания МБРР-36 (8К67). 27 октября 1967 г. PH «Циклон-2А» вы- вела на орбиту космический аппарат «Космос-185» с целью отработки конструкции перехватчика. Разработкой РКК «Циклон» реализована на практике идея «безлюдного старта», при котором в период предстар- товой подготовки PH и КА управление всем оборудованием ведется с КП стартового комплекса дистанционно. После старта PH и отработки программы выведения на орбиту KA-перехватчика производится отделение КА-перехватчика от PH в следующей последовательности. Разрываются пиро- болты, крепящие КА к проставке. Срабатывают тормозные пороховые двигатели, установленные на второй ступени ракеты, ракета тормозится и КА выходит из проставки. При полном выходе КА из проставки выдергивается «чека», за- крепленная на тросике к проставке, и КА начинает функци- онировать автономно. Включается система ориентации КА, парирующая возмущения, которые получил КА при отделе- нии от второй ступени PH, производится раскрытие антенн ТМ и ВТИ, производится установка боевых частей в рабочее положение. Далее КА продолжает автономный полет в соответствии с программой, записанной в его систему управления на стартовой позиции. С использованием разгонного двигате- ля КА с опорной орбиты, на которую он был выведен, PH переводится на рабочую орбиту, которая на втором витке по- лета КА-перехватчика обеспечивает его выход в расчетную область встречи с ИСЗ-целью. 83
История развития отечественных автоматических космических аппаратов После первого вит- ка КА входит в зону види- мости КП системы «ИС». Станция определения ко- ординат и передачи ко- манд, построенная по ра- диоинтерферометриче- скому методу, обнаружи- вает КА-перехватчик (по расчетному целеуказанию) и проводит измерение па- раметров его орбиты за один проход в зоне ви- димости станции с ошиб- кой не более 1Комплекс ОС-2 на втором витке ИСЗ-цели проводит уточ- нение параметров ее движения и передает результаты из- мерения на КП системы «ИС». По результатам уточненных измерений параметров ор- биты КА-перехватчика и ИСЗ-цели на КП системы «ИС» проводятся расчеты по уточнению программы наведения КА-перехватчика, и уточненная программа по радиолинии передачи команд передается на борт КА-перехватчика. Да- лее КА-перехватчик выполняет уточненную программу по- лета, обеспечивая выбор промаха относительно ИСЗ-цели в точке «встречи». На заключительном этапе программ- ного наведения КА-перехватчик разгонным двигателем от- рабатывает импульс коррекции орбиты, обеспечивающий расчетную скорость сближения с ИСЗ-целью на этапе са- монаведения (-400 м/с). Далее включается радиолокаци- онная головка самонаведения, обнаруживает ИСЗ-цель, и КА-перехватчик с использованием двигателей управления производит наведение на цель. При достижении заданной дальности (-750 м), измеряемой ГСН, производится под- рыв осколочной боевой части, которая полем осколков на- крывает область нахождения ИСЗ-цели и поражает ее. Создание КА-перехватчика, обладающего высокими энергетическими характеристиками, позволяющими ему функционировать в большом диапазоне высот, манев- рировать на орбите с целью наведения и самонаведения на ИСЗ-цель, потребовало решить многие новые задачи. Аппаратура управления обеспечивала необходимые сиг- налы целенаправленного маневрирования, а радиотехни- ческая аппаратура проводила высокоточные измерения параметров орбиты КА. Контур самонаведения на цель, включающий в себя ГСН, двигательную установку, аппарату- ру стабилизации и ориентации, позволял вывести КА к цели с большой точностью, что давало возможность поражать ИСЗ-цель с высокой эффективностью. Алгоритм управле- ния на этапе самонаведения был реализован по принципу пропорциональной навигации, заимствованному от систем «воздух-воздух». Однако принципиально новым явилось формирование контура самонаведения с релейно-импульс- ными исполнительными двигателями. КА-перехватчик 5В91Т Командный пункт Точности измерения параметров орбиты спутника-пере- хватчика наземными средствами за один цикл измерений (на одном витке) в 1960-е гг. были достаточно низкими. Это заставило разработчиков станции определения коорди- нат и передачи команд строить ее по радиоинтерфероме- трическому методу, который обеспечивал на одном проходе измерять параметры орбиты КА-перехватчика с ошибкой не более 1 ‘. Такую точность измерений в то время не обеспечи- вало практически ни одно средство орбитальных измерений командно-измерительного комплекса ГУКОС. Проектирование средств командно-измерительного пункта завершилось в 1962 г. Рекогносцировочная комиссия выбрала место для строительства КП под Ногинском. За два года удалось построить почти все сооружения объекта. Наземная аппаратура, обеспечивающая автоматизи- рованное управление всеми средствами системы «ИС» и систем, взаимодействующих с ней, представляет собой комплекс автоматизированных радиотехнических, вы- числительных и специальных электронных устройств, раз- мещенных на КП. Организация всех расчетных процессов, выбор метода перехвата, определение траектории выведе- ния, времени старта и другие функционально необходимые действия по подготовке и перехвату ИСЗ-цели проводятся на командном пункте системы. В состав КП входят: - главный командно-вычислительный центр, оборудо- ванный аппаратурой командно-оперативного назначения, вычислительным центром, системой единого времени, средствами передачи данных и оперативно-командной свя- зи и средствами документирования; - станция определения координат и передачи команд интерферометрического типа (центральный и четыре ба- зовых поста). Информация на запуск КА-перехватчика с КП системы «ИС» передается на РКК за время >60 мин до расчетного времени старта PH и включает время старта и программу 84
Глава 3 Стартовый комплекс Структура командно-измерительного пункта системы «ИС» полета PH, программу управления КА-перехватчика в по- лете на первом и втором витках. Рассказывает академик А.И.Савин: «С 1966 по 1968 г. наши специалисты немало потруди- лись над вводом в строй наземного командного измери- тельного пункта «Объект 224». Разъезжали в командировки во все смежные организации, согласовывая планы работ и добиваясь увязки средств в единую автоматизированную систему. Месяцами, без перерыва работали и на Байконуре, и на заводах-изготовителях аппаратуры. Боевые программы были отработаны и многократно проверены. Передаваемые на тысячи километров сообщения правильно принимались и закладывались в бортовые устройства КА-перехватчика». Испытания 24 апреля 1968 г. вышло Решение ВПК о начале совмест- ных испытаний комплекса «ИС». Была создана комиссия по испытаниям под председательством генерал-майора М.Г.Мымрина. А.И.Савин был назначен ответственным тех- ническим руководителем по системе, техническим руково- дителем по РКК - В.Н.Челомей, по стартовому комплексу - В.Н.Соловьев. Ответственным представителем по PH 11К67 и членом комиссии был назначен Л.Д.Кучма (позже он ста- нет генеральным директором ПО «Южмаш», а затем - пре- зидентом Украины). В.Н.Челомей на полигон не поехал. Его представлял заместитель А.И.Эйдис. Рассказывает академик А.И.Савин: «В середине августа 1968 г. комиссия в полном составе вылетела на Байконур. Почти месяц проводились экспери- менты по испытаниям наземных средств комплекса «ИС». Ежедневно на вечерних совещаниях комиссии докладыва- лись результаты испытаний и утверждались отчеты. 19 октября 1968 г., строго по графику, стартовала ра- кета-носитель с космическим аппаратом-мишенью И-2-БМ. Выполнив заложенную на борт программу маневрирования, KA-мишень вышла на заданную орбиту. Этот пуск получил открытое наименование «Космос-248». 20 октября из жилого городка и всех технических со- оружений, на расстояние около пяти километров (как мы го- ворили, «на горку»), был эвакуирован весь личный состав. Вторая ракета-носитель с космическим аппаратом-пере- хватчиком была установлена на стартовый стол и приведена в состояние часовой готовности. Запускаемому аппарату предстояло обеспечить перехват КА «Космос-248». Командир измерительного пункта доложил, что раке- та-носитель вывела космический аппарат на орбиту точно по заданной программе. Стали ждать сообщение о вклю- чении разгонного двигателя перехватчика. Вскоре сообще- ние пришло: «Разгонный двигатель отработал заложенный в программе полета импульс доразгона». Это означало, что перехватчик «Космос-249» летел точно на свою цель - «Космос-248». Вступил в действие командный пункт в Ногинске. Были измерены параметры орбиты перехватчика, еще раз про- считана задача перехвата и отправлена на борт программа коррекции. Все точно по программе. Начался второй виток полета спутника-перехватчика. В район встречи он вышел с очень высокой точностью. KA-перехватчику требовалось отработать импульс коррек- ции V = 0,2 м/с для уменьшения промаха. Перехватчик раз- вернулся, чтобы выполнить команду боковым двигателем. В нужное время двигатель включился и... не выключаясь, 85
История развития отечественных автоматических космических аппаратов выработал весь бортовой запас топлива. Затормозив более чем на 1 км/с, космический аппарат-перехватчик стал падать на Землю. Измерив параметры орбиты и время работы тор- мозного импульса, мы пришли к выводу, что остатки нашего аппарата упадут в Атлантический океан, вблизи берегов Юж- ной Америки, что и произошло. Встреча КА-перехватчика с мишенью не состоялась. Все лучшие специалисты были подключены к анализу нерасчетного полета. Петр Кузьмич Тараканов и Юрий Федо- рович Спирин первыми пришли к выводу о конструктивной ошибке в работе бортового программного устройства: при задании отработки боковым двигателем импульса длитель- ностью только в один дискрет (0,2 м/с) не обеспечивалось прохождение сигнала на отключение двигателя. Провели имитацию этой ситуации на заводском стенде и получили подтверждение выдвинутой версии. Доработка оказалась пустяковой, но ошибка в программе перехватчика приве- ла к срыву эксперимента. Сотни проверок, проведенных с бортовым командно-программным устройством, не смогли выявить ее возможность. После тщательного разбора и до- клада о случившемся на госкомиссии, было принято реше- ние провести доработку и повторить пуск по той же мишени «Космос-248»». 1 ноября 1968 г. примерно в 8 ч утра по московскому времени перехватчик «Космос-252» вышел в район цели. Захватив цель на автосопровождение, он «прицелился», выстрелил и заставил ее «замолчать», поразив осколками направленной боевой части. Советские специалисты первы- ми в мировой практике провели такой перехват. Успешный эксперимент подтвердил правильность выбранных прин- ципов построения системы, вселил уверенность и поднял моральное состояние разработчиков, испытателей и пред- ставителей Заказчика». 20 мая 1970 г. вышло решение ВПК о проведении госу- дарственных испытаний комплекса «ИС» с использованием штатной PH «Циклон-2». В эксплуатации находились уже все радиолокационные ячейки узлов ОС-1 и ОС-2, командно-из- мерительный пункт и первая очередь ЦККП, откуда поступало целеуказание. В КБ «Южное» завершилась разработка новой штатной мишени «Лира». Рассказывает КАВласко-Власов: «В 1966 г. Заказчик потребовал разработать ИСЗ-ми- шень, эффективная отражающая поверхность которой не превышала бы одного квадратного метра, то есть соот- ветствовала бы тактико-техническому заданию. Вначале мы решили обойтись надувными шарами. Шары предпо- лагалось изготовить из металлизированной майларовой пленки и перед отстрелом от аппарата в космосе заполнять их воздухом или газом. За этот проект взялось Долго- прудненское КБ, имевшее опыт разработки и изготовления аэростатов. Шары быстро изготовили, запустили в космос и убедились, что они малопригодны. Заданную эффективную поверхность они имитировали хорошо, но зафиксировать их поражение было трудно. Создать методику определения ко- личества осколков, попавших в такую мишень, и вычислить эффективность поражения практически не представлялось возможным. Осколок пробивал в шаре дырку, часть воздуха выходила, но шар оставался на орбите, вызывая бесконеч- ные споры: попали или не попали? Имея хорошие отношения, ААРасплетин и М.К.Янгель договорились сделать специальную облегченную конструк- цию ИСЗ-мишени, снабдив ее телеметрической аппаратурой, позволяющей подсчитать количество осколков боевой части, поразивших ИСЗ-мишень. Главным конструктором был на- значен В.М.Ковтуненко, который сделал отличную мишень. Она представляла собой дюралевый гексаэдр (12-гранник) поперечным сечением около одного метра. Панели много- гранника оклеивались треугольными стекловолоконными пластинами, прошитыми токопроводящими проводниками. Внутри гексаэдра размещался небольшой бронеконтейнер с телеметрической станцией. Коммутатор станции обсчи- тывал все токопроводящие структуры треугольных пластин и сообщал об их целостности. После поражения он же со- общал о том, что токопроводящая проволочка разорвана. Количеством разорванных проволочек определялось ми- нимальное количество осколков боевой части, попавших в мишень. Запуск ИСЗ-мишени проводился с Плесецка с по- мощью ракеты-носителя 11К65, созданной на базе боевой ракеты Р-14 М.К.Янгеля. Первый запуск ИСЗ-мишени ДС-П1-М «Космос-394» состоялся 9 февраля 1971 г. Военным детище Ковтуненко очень нравилось. После каждого удачного поражения они с Байконура сразу звонили в Москву и, пользуясь шифрами, докладывали «наверх» о результатах испытаний. В силу се- кретности их доклады были настолько своеобразными, что по этому поводу сложился анекдот. Получив данные очередного успешного перехвата, гене- рал звонит начальству: - Встреча жениха и невесты состоялась. Жених поцело- вал невесту тридцать один раз. При одном из перехватов от попаданий поражающих элементов у «Лиры» действительно вышел из строя сразу тридцать один датчик». Государственная комиссия и испытатели сосредоточили усилия на отработке различных способов перехвата и уточне- нии методик испытаний. Начались отработки способов пере- хвата с прямым и обратным догоном. В чем их суть? При пря- мом догоне перехватчик догоняет ИСЗ-цель, а при обратном обгоняет ее и тормозится, предоставляя цели возможность догнать себя. При этом перехватчик, маневрируя, как бы под- ставляет себя цели. Проверялись также способы перехвата на самых больших и самых малых высотах полета ИСЗ-целей. Не все пуски на перехват были успешными. Однажды произошла серьезная неприятность, задержавшая испы- тания почти на полгода. 25 февраля 1971 г. был запущен перехватчик «Космос-397» по ИСЗ-мишени «Космос-394» (штатная мишень «Лира»). А 4 апреля 1971 г. по ИСЗ- мишени «Космос-400» был запущен перехватчик «Кос- мос-404». Оба перехватчика были выведены точно в район мишени, захватили ее на сопровождение, самонавелись, обеспечивая промах менее 10 м (допустимый промах - не 86
Глава 3 более 50 м), но боевая часть ни в том, ни в другом случае не поразила мишень. Как выяснилось позже, существовала еще одна конструктивная недоработка. Во время проведения предварительных наземных испы- таний специалисты ОКБ В.Н.Челомея не обратили внимания на одно, казалось бы, простое действие в процессе разде- ления аппарата-перехватчика и ракеты-носителя. Запроек- тированное разделение состояло из нескольких последова- тельных операций. Первая операция. После окончания работы двигателей второй ступени ракеты-носителя разрываются пироболты, крепящие KA-перехватчик к проставке, и происходит осво- бождение перехватчика от ракеты-носителя. Вторая операция. Срабатывают тормозные пороховые двигатели, установленные на второй ступени ракеты, носи- тель тормозится, и космический аппарат по инерции выхо- дит из проставки. Начинается разделение. Третья операция. Отрывается жгут электропроводов с платой разъемов. Четвертая операция. При выходе космического аппарата из проставки выдергивается «чека», укрепленная на метал- лическом тросике, который намотан на барабане, установ- ленном в проставке. При выдергивании «чеки» начинается раскрытие выдвижных устройств, боевой части, выдвиже- ние антенн. С этого момента начинает функционировать система ориентации и стабилизации аппаратуры управления космического аппарата. Недоработка заключалась в следующем. При отрыве плата электроразъемов, как правило, ударяла по тросику, и «чека» выдергивалась преждевременно, до полного вы- хода космического аппарата из проставки. Начиналось пре- ждевременное раскрытие его антенн и боевой части. Антен- ны выдерживали, но выдвижение боевой части нарушалось. В боевое положение она приводилась пружинами пантогра- фа Эванса. При ударе о проставку напряжение пружин пан- тографа уменьшалось, и они уже не могли дотянуть боевую часть до рабочего положения. Две половинки боевой части оставались в полувыдвинутом состоянии. На этапе самонаведения после подрыва зарядов полу- выдвинутой боевой части осколки основного потока разле- тались под углом 40-60 ° к вектору скорости. Поражение мишени в этом случае могло быть лишь случайным и за- висело от величины и направления вектора промаха. Так и случилось при пусках «Космос-397» и «Космос-404». Поч- ти два года специалисты ОКБ-52 хранили в секрете разгадку этого явления, хотя на всех следующих аппаратах они уста- навливали ловушку для отрывной платы электроразъемов». В декабре 1972 г. государственные испытания были за- вершены. 13 февраля 1973 г. комплекс «ИС» и вспомога- тельный мишенный комплекс «Лира» приняли в опытную эксплуатацию. В состав системы «ИС» вошли ГКВЦ в Ногин- ске, стартовый комплекс на Байконуре, PH «Циклон-2», КА- перехватчик с радиолокационной ГСН и осколочной боевой частью и KA-мишень «Лира». Целеуказание обеспечивал ЦККП, получавший информацию от КП РЛК ОС. /l.'E>.rbahu>o&, МЛ.Лшпс&янка, ЮЛЛкобенка ОАО «Корпорация «Комета» ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ СТАРТОВ МЕЖКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ С момента создания ядерного оружия и средств его доставки к цели - баллистических ракет - встала пробле- ма стратегического сдерживания вероятного противника. Агрессор не должен сомневаться, что в случае нападения он получит адекватный ответ с неприемлемым для него ущер- бом. Важнейшим условием реализации ответных действий является достоверная и своевременная информация для высшего звена управления о фактах стартов БР с террито- рии агрессора. Первые предложения по обнаружению запусков БР из космоса родились в 1962 г. в ОКБ-41 предприятия КБ-1 (главный конструктор - АМСавин) и ОКБ-52 (генеральный конструктор - В.Н.Челомей). В ОКБ-41 этими работами в тематическом плане руководил С.Ш.Фрадков, а в теорети- ческом - ЦГ.Литовченко. Первые же расчеты светимости факелов двигателей типовых американских ракет «Атлас» и «Минитмен» по простейшим моделям абсолютно черного тела показали возможность их обнаружения фотоприемниками на осно- ве сульфида свинца (PbS) на дальности нескольких тысяч километров. Это позволило разработать первое техниче- ское задание на бортовую аппаратуру обнаружения для ЦКБ «Геофизика» (главный конструктор - В.А.Хрусталев). Одно- временно стало известно об аналогичных американских ра- ботах по программе «Мидас». В ЦКБ «Геофизика» к этим работам подключился вы- сококвалифицированный коллектив под руководством В.Л.Динесмана. Он создал эскизный проект первого тепло- пеленгатора «Волна», способного обнаруживать излучение факелов двигателей третьей ступени американских меж- континентальных баллистических ракет «Минитмен-1» на дальностях 10000 км. Тут же вскрылась фундаментальная проблема: излучение фона Земли, получаемое в отдель- ном элементе теплопеленга- тора, многократно превосхо- дило излучение факелов ра- кет. Поэтому был сформули- рован принцип обнаружения запусков на фоне космоса. На этой основе в 1965 г. в ОКБ-41 под руководст- вом талантливого ученого В.Г.Хлибко Главный конструктор КБ-1 87
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Наземный комплекс Принцип действия космической системы обнаружения стартов межконтинентальных баллистических ракет С.Ш.Фрадкова, вокруг которого собрались очень энергич- ные и квалифицированные специалисты (В.В.Синельщиков, В.В.Абрамов и др.), а также теоретической лабораторией (Ц.ГЛитовченко, Ю.П.Яковенко) был разработан первый эскизный проект космической системы обнаружения запу- сков МБР вероятного противника. Спроектированный косми- ческий аппарат размещался на круговой приполярной орбите высотой около 3400 км. Он стабилизировался вращением, позволившим реализовать сканирование линейки чувстви- тельных элементов теплопеленгатора. Существенным для этого проекта было то, что чувствительность фотоприемника соответствовала возможности регистрировать излучение кон- ца работы третьей ступени МБР «Минитмен-1». Тем самым открывалась возможность не только обнаруживать запуск МБР, но и рассчитать ее баллистическую траекторию, что по- зволяло определить координаты точки падения ее головной части. Это свойство давало потенциальную возможность спроектированной космической системе вырабатывать сиг- налы предупреждения о ракетном нападении задолго до того, как они будут выработаны наземными радиолокационными станциями. При этом поток ложных тревог минимизировался из-за отсутствия фонов земли в зоне наблюдения. Однако препятствием для реализации такой космиче- ской системы явилось вытекающее из необходимости не- прерывного контроля ракетных баз вероятного противника большое количество спутников в орбитальной конфигура- ции. Зона контроля полета ракеты на фоне космоса одного КА представляла кольцо на поверхности земли шириной око- ло 20 геоцентрических градусов. Исходя из необходимости непрерывного контроля данных районов, орбитальная кон- фигурация получилась в составе 20 КА. Каждый КА разме- щался на своей изотрассовой орбите с периодом 1/9 суток с равномерным смещением инерциальной долготы восходя- щего узла друг относительно друга на 9 °. Такая орбитальная конфигурация потенциально могла обеспечить глобаль- ный контроль всех ракетоопасных районов Земли путем ее укомплектования до 54 КА. По взглядам того времени такая многоспутниковая система считалась нереализуемой. Поэтому пришлось пойти на другую орбитальную конфигу- рацию - высокоэллиптическую орбиту полусуточного пери- ода, освоенную к тому времени для системы космической связи «Молния». Число КА в такой орбитальной конфигу- рации было существенно уменьшено. Однако ценой этому была увеличенная дальность обнаружения до 40000 км и, как следствие, потеря возможности регистрировать момент конца активного участка полета МБР. Предполагалось, что встраивание космической системы в качестве первого эше- лона создаваемой тогда системы предупреждения о ракет- ном нападении сможет компенсировать эту потерю, хотя и ценой более позднего времени предупреждения. В1969 г. был выпущен эскизный проект высокоорбитальной систе- мы, доведенный до принятия на вооружение в 1979 г. В мемуарной литературе переход системы «ОКО» с низких орбит на высокие иногда преподносится как некая находка, устранившая недостатки низкоорбитальной конфи- гурации. На самом деле уменьшение числа КА в системе за счет снижения ее потенциально возможных вероятностно- временных характеристик было вынужденным переходом. 88
Балл.'ст.-ческая ракета через несколько секунд после старта
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ОАО «Корпорация «Комета» ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ОКО» НА ВЫСОКОЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ОРБИТАХ И ЗАПУСКИ ЕЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ После рассмотрения эскизного проекта космической системы для обнаружения запусков баллистических ракет «УС-К» в ее низкоорбитальном варианте по инициативе ко- мандования войск ПВО в 1965 г. КБ-1 (ОКБ-41) была поруче- на разработка технических предложений, а впоследствии - эскизного проекта (1968 г.) этой системы с использованием высокоэллиптических орбит. Одновременно с этим в СССР начала создаваться система предупреждения о ракетном нападении, в которую космическая система «ОКО» долж- на была войти в качестве ее первого эшелона. Предстояло осуществить информационно-логическое взаимодействие в реальном времени двух сложнейших систем: космической системы и системы надгоризонтных радиолокационных станций обнаружения боеголовок запускаемых ракет. Космическая система должна была обнаруживать все виды стартов межконтинентальных баллистических ракет круглосуточно во все времена года в течение многих лет и выдавать с высокой достоверностью такие данные, как вре- мя стартов, их координаты, азимуты стрельбы и количество стартовавших ракет. В состав системы, по исходному замыс- лу, должны были входить группировка КА, наземный команд- ный пункт управления, средства подготовки и вывода КА на орбиту и средства обмена информацией с потребителями. Обнаружение стартующих МБР и определение пара- метров их траекторий предполагалось осуществлять по результатам наблюдения излучения факела двигательной установки ракеты на активном участке траектории ее полета Орбитальная группировка космического эшелона системы предупреждения о ракетном нападении 90
Глава 3 в инфракрасном диапазоне оптического спектра с помо- щью бортовой аппаратуры обнаружения, размещаемой на КА. Передаваемая с КА информация должна была обраба- тываться на наземном КП и по каналам системы передачи данных поступать на КП СПРН. При этом интервал времени от момента фактического старта МБР до выдачи информа- ции на КП СПРН должен составлять единицы минут. Тематическое ведение работ обеспечивала лаборатория, возглавляемая С.Ш.Фрадковым, теоретическое ведение осуществляла лаборатория Ц.Г.Литовченко. Для уменьшения количества КА космической системы обнаружения стартов БР ее разработчики стали искать решения орбитального построения этой системы на высоких эллиптических и ста- ционарных орбитах. Для таких орбитальных позиций ра- бочие дальности до целей превышали 40000 км. Поэтому пришлось пройти долгий и тяжелый путь теоретических и экспериментальных исследований, поиска наилучших тех- нических решений, конструкторской, технологической про- работки и материализации идей и замыслов в реальные об- разцы аппаратуры, алгоритмов и программ. Первый этап научных исследований заключался в из- учении фоновой и целевой обстановки, поиске и проекти- ровании высокочувствительных фотоприемных устройств, способных в условиях космоса обнаруживать сигналы стартующих ракет, разработке алгоритмов, позволяющих из большого потока информации выделять полезные сигналы на фоне помех. С этой целью по решению Комиссии по военно-про- мышленным вопросам при Совете Министров СССР в 1970 г. был создан Межведомственный научно-техниче- ский координационный совет по изучению фонов и факелов. Председателем совета был назначен член-корр. АН СССР М.М.Мирошников-директор ГОИ им. С.И.Вавилова. Кроме того, в короткие сроки в Сосновом Бору под г. Ленинградом был создан комплексный моделирующий стенд, в котором в условиях, приближенных к космическим, могли проходить светотехнические испытания различные типы БАО (позднее - Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем). Начались широкомасштабные натурные наземные, са- молетные, аэростатные и космические (в т.ч. с участием космонавтов) измерения ФЦО. На первом этапе наиболее трудной оказалась проблема выбора типа бортовой аппа- ратуры обнаружения. В арсенале знаний и опыта разработ- чиков БАО было два метода фотопреобразования: диф- ференциальный (сканирующая матрица фотоприемников) и интегральный (неподвижная в фокальной плоскости ма- трица фотоприемников). Аппаратура, созданная на основе первого метода, полу- чила название БАО теплопеленгационного типа, второго - БАО телевизионного типа. Отдать предпочтение одному из двух типов БАО в то время было невозможно. К работам по этой проблеме были привлечены почти все подразделе- ния ОКБ-41 и кооперации предприятий смежников. Дело в том, что тип БАО и ее пороговая чувствительность явля- лись ключевыми элементом и предполагаемой космической системы, в определяющей мере влияющим на ее облик и ор- битальную группировку. В то же время по указанию начальника ОКБ-41 А.И.Савина была создана межведомственная инициатив- ная группа под руководством зам. начальника ОКБ-41 В.М.Шабанова. Вее состав отВНИИТвходили П.Ф.Брацлавец, ЛААгаджанов, В.И.Суслин, от 2 ЦНИИ МО - Г.М.Лев- ковцев, Л.И.Безбородко, В.Н.Сергеевич и З.С.Вольшонок, от НИИ ПФ (ныне ФГУП «НПО «Орион») - Н.Л.Артемьев, от ОКБ-41 - В.В.Синельщиков, Л.М.Сверчков, А.И.Доминич. Задачей группы было исследование возможности создания БАО, способной обнаруживать факелы двигательной уста- новки МБР с дальности -40000 км, что позволило бы пере- йти к высокоорбитальной группировке КА. В результате интенсивной работы в достаточно корот- кий срок была научно и инженерно-технически обоснована возможность создания БАО ТВ-типа, удовлетворяющей вы- шеприведенному требованию. Несколько позже сотрудни- ками ЦКБ «Геофизика» Г.Н.Куковкиным, И.П.Алексеевым и М.М.Карпухиным под руководством главного конструкто- ра Д.М.Хорола аналогичный результат был получен в отно- шении БАО ТП-типа. Одновременно с решением проблемы чувствительности бортовой аппаратуры обнаружения в ОКБ-41 тематическим подразделением С.Ш.Фрадкова и теоретическим подраз- делением Ц.Г.Литовченко разрабатывались вопросы систе- мотехнического построения всех средств, которые долж- ны были выполнять требования по качеству обнаружения в их комплексном взаимодействии. Результаты этой ра- боты нашли свое отражение в эскизном проекте высоко- орбитальной системы. Отработка основных формулиро- вок требований тактико-технического задания, как одного из результатов ЭП, происходила в тесном взаимодействии с заказывающим управлением Министерства обороны под руководством М.И.Ненашева и специалистами 2 ЦНИИ МО -Ю.ИЛюбимовым, Л.И.Безбородко, Г.М.Левковцевым, В.Н. Сергеевичем. Были выработаны технические решения по построению информационного тракта «борт - Земля», обеспечивающие необходимые требования по качеству об- наружения: вероятности правильного и ложного обнару- жения одиночных и групповых целей, накрытию районов мест запуска БР, помехозащищенности, точности опреде- ления параметров траекторий БР и коэффициента готов- ности средств системы. Методология обоснования этих технических решений была разработана Ц.Г.Литовченко, С.Ш.Фрадковым, В.В.Синельщиковым, В.В.Абрамовым, Г.А.Петровой, Ю.П.Яковенко, С.Г.Тотмаковым с участием специалистов 2 ЦНИИ МО. На основании рассмотрения ре- зультатов ЭП по созданию космической системы раннего обнаружения стартов БР с орбитальной группировкой КА, расположенных на высокоэллиптических орбитах, в Мини- стерстве обороны СССР 5 августа 1969 г. были утверждены тактико-технические требования на создаваемую систе- 91
История развития отечественных автоматических космических аппаратов му. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 29 сентября 1969 г. была определена головная роль МКБ «Стрела» (ОКБ-41, далее ЦНИИ «Комета») и кооперация предприятий смежников. С 1970 г. ход работ по созданию высокоорбитальной космической системы обнаружения стартов баллистических ракет приобрел ярко выраженный драматический характер. Дело в том, что по указанию оборонного отдела ЦК КПСС к работе по созданию системы (на консультативном уров- не) были привлечены ряд НИИ АН СССР под эгидой Пре- зидиума АН СССР. В результате появилось Заключение на эскизный проект по созданию высокоорбитальной си- стемы обнаружения стартов БР, подписанное шестью ака- демиками. В этом документе ставилась под сомнение сама возможность выделения полезного сигнала от факела дви- гательной установки ракеты на фоне собственных шумов БАО при дальности до источника излучения -40000 км. Завязалась жаркая дискуссия между сторонниками и противниками концепции построения высокоорбитальной космической системы. Но в итоге, по инициативе А.И.Савина и Г.Н.Бабакина, поддержанной Военно-научным комитетом комиссии по военно-промышленным вопросам при Совете Министров СССР, было принято решение, не снижая темпов создания высокоорбитальной системы, в соответствии с ЭП, провести ряд натурных экспериментов, т.е. экспериментально доказать правильность предложенных технических решений по применению высокоорбитальной группировки КА для задач обнаружения стартов БР. В1971 г. Комиссия по воен- но-промышленным вопросам при Совете Министров СССР приняла решение, разрешающее разработку нескольких экс- периментальных КА и проведение экспериментальных пусков КА, оснащенных БАО ТВ- и ТП-типов, для проверки реальной возможности обнаружения стартов МБР с апогейного участка полусуточной высокоэллиптической орбиты типа «Молния». Непосредственное руководство работами по эксперимен- тальному этапу создания системы осуществляли А.И.Савин, Г.Н.Бабакин, В.ГХлибко и БАВасченок. Выдающаяся роль организатора и вдохновителя ра- бот по созданию экспериментального КА принадлежит АГ.Чеснокову - заместителю главного конструктора НПО им. САЛавочкина. С группой энтузиастов (А.И.Кацнер, Ю.И.Ипатов, С.Д.Куликов, Ю.В.Рыбачук при участии от ЦНИИ «Комета» А.М.Пильщикова, В.Б.Фролова, В.И.Страмнова, В.А.Обухова, В.П.Малохатько) ему практически за полтора года удалось разработать и изготовить первый эксперимен- тальный КА. В сентябре 1972 г. с космодрома Плесецк был запущен первый экспериментальный спутник «Космос-520». Эту дату можно считать днем рождения системы обнаружения стартов МБР первого поколения. На борту КА кроме аппа- ратуры управления и передачи информации были установ- лены два варианта экспериментальной БАО ТВ- и ТП-типов. На апогейном участке высокоэллиптической орбиты КА с трехосной ориентацией отслеживал заданный район земной поверхности, с которого могли стартовать БР или PH. В ходе эксперимента БАО ТВ-типа был уверенно зафик- сирован сигнал от факела ДУ стартовавшей отечественной ракеты 8К78 с космодрома Плесецк. В августе 1973 г. главным конструктором системы был назначен В.ГХлибко. В ноябре 1973 г. был подготовлен и произведен запуск на высокоэллиптическую орбиту второ- го экспериментального КА, который обнаружил старты не- скольких отечественных ракет-носителей и БР одновремен- но двумя типами БАО. Результаты вселили в разработчиков и Заказчика уверенность в том, что создание космической системы находится на правильном пути. На втором КА разработчики-испытатели активно набира- ли статистику по наблюдению различных фоновых условий, звезд и целей с помощью БАО обоих типов. Получив данные по фоноцелевым характеристикам с двух КА, разработчики бортовой аппаратуры создали математические и аналого- цифровые имитационные модели, на которых отрабаты- вались необходимые характеристики бортовых средств об- наружения. К запуску третьего КА были подготовлены БАО ТП- и ТВ-типов с улучшенными характеристиками. В июне 1974 г. был запущен на высокоэллиптическую орбиту третий, доработанный, экспериментальный КА «Кос- мос-665». Результаты экспериментов с доработанной БАО были еще более значительными. Так, 24 декабря 1974 г. с помощью БАО ТВ-типа был впервые обнаружен реальный старт МБР «Минитмен-1» и произведено сопровожде- ние всего активного участка траектории ее полета. Однако и после этого эксперимента не был решен вопрос выбора типа бортовой аппаратуры. К сожалению, одновременная установка на штатный КА БАО ТП- и ТВ-типов (из-за габа- ритно-массовых и других ограничений) была невозможна. Аппаратура ТВ-типа хорошо работала в ночных условиях, но в дневных, из-за ограниченного динамического диапазона, фотомишень видикона перегружалась, происходило «расте- кание» изображения дневной Земли в кадре и обнаружение серьезно затруднялось. Теплопеленгационная аппаратура в дневных условиях работала вполне удовлетворительно. Так как наблюдение стартов должно было обеспечиваться круглосуточно, этот фактор оказался решающим при созда- нии первых серийных КА для развертывания штатной орби- тальной группировки системы с БАО ТП-типа. В дальнейшем ЦНИИ «Комета» по настоянию Генераль- ного конструктора А.И.Савина были выданы технические задания на разработку БАО как ТП-типа (ЦКБ «Геофизика), так и ТВ-типа (ВНИИТ). Такое решение блестяще оправдало себя в будущем. Принципиальной особенностью системы «ОКО» яви- лась технология создания единого информационного тракта в составе БАО и наземных средств обработки информации. Процесс обнаружения стартов БР должен иметь высокие ха- рактеристики достоверности предупреждения, измеряемые вероятностью правильного обнаружения одиночного старта, близким к единице при частоте ложного обнаружения - одна ложная тревога в несколько лет. Для групповых стартов эти требования существенно выше. 92
Глава 3 Передача информации Ns3 Ns1 №4 № 5 №6 ЭВМ-2 - Ns 7 I ТС спд - № 1 Сигналы, эквивалентные электро- магнитному излучению № 2 - Сигналы после фильтрации в БАО Ns 3 - Радиолиния управления и приема информации Ns 4* Спецвычислитель Ns 5 - ЭВМ обработки отметок на предмет обнаружения БР Ns 6 - ЭВМ формирования типовых сооб- щений Ns 7 - Тракт передачи данных Схема тракта обработки специнформации y(t) Р(х|у) LX...L р(х/х) Модель статистического описания информационного тракта Столь высокие требования на больших дальностях наблю- дения было практически невозможно реализовать чисто физи- ческим путем, т.е. только методами спектральной фильтрации с одновременным повышением пороговой чувствительности ИК-фотоприемников, поскольку последняя усилиями научных и промышленных организаций страны была доведена до пре- дельно достижимого уровня. Это обстоятельство потребовало от коллектива ученых и инженеров ЦНИИ «Комета» решить проблему селекции излучений БР не за счет дальнейшего со- вершенствования бортовой аппаратуры, а средствами инфор- матики, т.е. за счет создания системы программно-алгоритми- ческого распознавания образов движущихся БР. Названная проблема решалась на уровне как теоретиче- ских исследований, моделирования, вычислительных экс- периментов, так и в ходе накопления статистики в процессе многолетней эксплуатации системы. Основные ее этапы следующие. Созданы методы фильтрации нестационарных случайных полей в рекурсивной и нерекурсивной формах. На этой основе построены алгоритмы последовательных процедур обнаружения движущихся одиночных и групповых целей в реальном времени, использующие рекуррентное вычисление отношения правдоподобия. Алгоритмы реали- зованы в виде математического обеспечения КП космиче- ской системы раннего обнаружения стартов БР и в настоя- щее время находятся в постоянной эксплуатации. Созданы методы устранения последствий «смазов» случайных полей излучения, регистрируемых фотоприем- ной аппаратурой, установленной на КА. Методы используют 93
История развития отечественных автоматических космических аппаратов статистическое сглаживание - интерполяцию дискретно по- ступающих измерений от датчиков ориентации КА. В отличие от известных способов интерполяции, заранее заданными функциями разработчиками ЦНИИ «Комета» были созданы оригинальные методы интерполяции, которые используют результаты математического моделирования колебаний КА между узлами интерполяции в реальном масштабе време- ни. Этим достигается высокая точность (единицы угловых секунд при ошибках измерений единицы угловых минут) стабилизации поля излучения. Для отработки образцов специализированных вычисли- телей, воспроизводящих вышеназванные алгоритмы, были созданы стенды для проведения вычислительных экспе- риментов с полученной из космоса информацией о полях излучений. Существенным результатом этих экспериментов явилось установление того факта, что поле излучения распа- дается на временное и пространственное ядро, а последнее - иногда и на координатные ядра, соответствующие стро- кам и столбцам развертки изображения. Это обстоятельство было эффективно использовано как для сокращения опера- ций вычислительного алгоритма, так и для существенного упрощения аппаратуры спецвычислителей. В процессе эксплуатации системы и проведения целена- правленной работы по снижению интенсивности потока лож- ных тревог было осуществлено статистическое исследование поля излучения с автоматической обработкой огромного числа результатов элементарных измерений. Оно показало, что гистограммы амплитуд на «хвостах» распределения су- щественно отличаются от нормального закона и приближают- ся к закону распределения Коши, который имеет значительно большую вероятность больших (аномальных) отклонений, нежели нормальный. Закон распределения Коши, как и нор- мальный закон, является устойчивым и самовоспроизводя- щимся. Обнаружение того факта, что большие отклонения случайных значений поля излучения земли и атмосферы зна- чительно более вероятны, чем предсказываемые нормальной статистикой, является фундаментальным результатом боль- шого научного значения. Из него следует, что математиче- ские условия сходимости центральной предельной теоремы не обеспечиваются и, следовательно, существуют конкретные причины нарушения этих условий. Целенаправленный поиск и устранение этих причин позволил существенно уменьшить ин- тенсивность потока ложных обнаружений. Так, были ослабле- ны вредные последствия таких аномальных астробаллистиче- ских ситуаций, как блики отражений от водных поверхностей и облачного покрова, случайные флюктуации малоразмерных (точечных) объектов в периоды повышенной магнитной ак- тивности околоземного пространства др. Как было указано выше, это направление работ не име- ло прецедентов. Вся научная методология и испытательные работы создавались практически с нуля. Основные резуль- таты были получены сравнительно небольшим коллективом под руководством С.Г.Тотмакова. Значительный вклад в эти работы внесли ВАГапон, А.М.Шеленков, Ю.Н.Любин, А.В.Мотов, С.С.Дубакин, С.П.Каржавин и др. Л.'И.Зотоб 4. Д. Лебедь, Т5.С.Ло1)аио&, т4.А.'Романов, iJ.R.'UlnaJC Н.АЮрьеА ФГУП «ЦНИРТИ им. А.И.Берга» ПЕРВЫЕ РАБОТЫ ЦНИРТИ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ КОМПЛЕКСОВ КОСМИЧЕСКОГО НАБЛЮДЕНИЯ. КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ «УС-А» и «УС-П» Одним из важнейших и бурно развивающихся направле- ний в освоении космического пространства явилось косми- ческое наблюдение, которое может использоваться как в ин- тересах народного хозяйства, так и в интересах обеспечения обороноспособности. Космическое наблюдение включает в себя различные направления: дистанционное зондиро- вание земли, оптическое (фотонаблюдение), оптико-элек- тронное, радиоэлектронное (радиотехническое, радиолока- ционное, радионаблюдение) и т.д. Особенностью космического радиоэлектронного на- блюдения является то, что оно является средством легаль- ного получения недоступной информации о деятельности и ресурсах иных государств, а также об источниках радио- излучений независимо от их местонахождения на террито- рии Земли, включая акватории морей и океанов, не нарушая при этом суверенитет государств. Международным правом признается суверенитет государств только на атмосферное пространство над их территорией на расстоянии 100 км от поверхности Земли, т.е. до условной границы между атмос- ферой и космическим пространством. Предприятиями промышленности в данном направлении (с момента запуска первого искусственного спутника Зем- ли) были созданы космический комплекс радионаблюдения «Куст-12» в качестве попутной нагрузки на КА фоторазведки «Зенит-2», системы МКРЦ «Легенда» и радиотехнического наблюдения «Целина-О», «Целина-Д», «Целина-2». В на- стоящее время создается многоцелевая космическая система радиоэлектронного наблюдения «Лиана». К созданию средств космического радиоэлектронного на- блюдения ЦНИРТИ приступил спустя два года после запуска 4 октября 1957 г. первого искусственного спутника Земли. С 1959 по 1961 г. в институте была разработана аппара- тура «Куст-12», которая была предназначена для проверки возможности ведения радио- наблюдения за наземными РЛС, которая устанавливалась в качестве попутной нагрузки на КА фотонаблюдения «Зе- нит-2». КА «Зенит-2» разра- батывался в КБ С.П.Королева. Успешный эксперименталь- ный запуск КА «Зенит-2» состоялся 26 апреля 1962 г. А.И.Берг 94
Глава 3 В.М.Герасименко Следует подчеркнуть, КА «Зенит-2» стал первым спутником комплексной разведки. Главным конструктором аппаратуры «Куст-12» был назначен А.В.Загорянский, заместителями главного конструктора - Е.Е. Фридберг и Л.М.Табачников. С ними активно работали П.С. Плешаков, В.М.Герасименко, В.С.Янтиков, Ю.С. Герасимов, Л.И.Буняк. Первый запуск КА «Зенит-2» с аппаратурой «Куст-12» подтвердил возможность приема и анализа сигналов назем- ных РЛС. Использование аппаратуры «К-12» показало, что сигналы наземных станций принимаются в космосе, при этом на прием и анализ сигналов практически не влияют ни ионос- фера, ни грозовые разряды атмосферного происхождения. Ма борту КА принятая информация записывалась на прово- локу, которая сбрасывалась в зоне видимости наземных пун- ктов приема и далее дешифрировалась. Так как этот КА был аппаратом комплексного наблюдения, то для обеспечения режимных требований на нем была установлена система ава- рийного подрыва, которая позволяла определять, где садится спускаемый аппарат: на своей территории или на чужой. Результаты работы аппаратуры «Кусг-12» показали эф- фективность и целесообразность создания аппаратуры для проведения космического радиоэлектронного наблюдения. На основе опыта создания бортовой аппаратуры «Куст-12» в 1961-1966 г. была разработана первая система КРЭН. На борту КА «ДСК-40» устанавливалась бортовая ап- паратура радиоэлектронного наблюдения «Куст-40» и бортовая аппаратура передачи информации «Трал-К» (разработка ОКБ МЭИ). На наземном приемном комплек- се принятую с КА информацию предполагалось обраба- тывать на ЭВМ «Минск-16». Для обработки информации были разработаны соответствующие алгоритмы и програм- мы. Главным конструктором аппаратуры «Куст-40» был Л.Ю.Блюмберг, а основными участниками разработки - Я.Г.Певзнер, В.Н.Липатов, Ю.И.Молотов, З.Л.Копциовский, Ю.Н.Харитонов, С.П.Рычков, Н.С.Ежов, А.Г.Коновалов, Л.М.Табачников. Из-за двух неудачных запусков КА «ДСК- 40» работы по данному изделию были прекращены, однако полученный опыт в дальнейшем был использован при соз- дании системы «Целина-О». В 1961 г. в ЦНИРТИ была начата разработка бортовой аппаратуры радиоэлектронного наблюдения «Кортик», ко- торая должна была не только принимать и анализировать сигналы РЛС, но и определять пеленги источников этих сигналов. Главным конструктором комплекса был назначен М.Х.Заславский, а главным конструктором бортовой аппа- ратуры - АГ.Рапопорт. Основными участниками разработ- ки были Г.И.Пивко, В.С.Ионов, ААЛебедь, ГАВасинькина, В.Л.Гречка, Е.Н.Петаллас. Однако в 1967 г., в связи с на- чалом разработки системы «Целина-О» и из-за перегруз- ки предприятия заказами, работа по аппаратуре «Кортик» была передана в КНИРТИ (филиал ЦНИРТИ). Аппаратура «Кортик» положила начало созданию кос- мической подсистемы радионаблюдения системы МКРЦ «Легенда» и применялась в качестве бортовой аппаратуры детальной радиотехнической разведки на КА «УС-П». Соз- дание системы МКРЦ, состоящей из космических аппаратов двух типов - КА «УС-А» (активный), с бортовой РЛС и ядер- ной энергоустановкой; КА «УС-П» (пассивный) радиотехни- ческой разведки и солнечным источником тока - осущест- влялось при головной роли ЦНИИ «Комета». 95
История развития отечественных автоматических космических аппаратов МХЗаславский А.Г.Рапопорт Для эффективного использования КА «УС-П» с борто- вым комплексом «Кортик-С» был составлен банк данных радиоэлектронных средств флотов зарубежных стран, кото- рый использовался при анализе информации, получаемой с КА, о корабельных радиоэлектронных средствах и их носите- лях с целью выработки данных целеуказания для применения ПКРО. Большая работа в этом направлении была проведена сотрудниками Института вооружения ВМФ ВАХристининым, В.И.Харламовым, АГ.Лось, В.И.Лысиковым, В.А.Меляковым, Н.П.Ершовым, В.А.Траубе, А.Д.Карунным и др. Как показывали расчеты, бортовой комплекс КА «УС-П» мог обеспечивать обнаружение излучений радиолокацион- ных станций надводных кораблей с высокой вероятностью и требуемой точностью определения координат при прием- лемых размерах антенных панелей при высоте орбиты КА примерно 440 км, что и было принято при выборе орбиты КА «УС-П». Испытания системы МКРЦ полного состава (с КА «УС-П») начались в 1974 г. Несмотря на отдельные не- достатки, они показали правильность принципов и техни- ческих решений, заложенных в систему, в т.ч. при одно- временном функционировании КА «УС-П» и КА «УС-А». Полученный в процессе испытаний объем данных по- зволил оценить основные тактико-технические и экс- плуатационные характеристики системы и подтвердить их соответствие основным требованиям ТТЗ МО и ТЗ на составные части системы. Постановлением Правительства от 14 ноября 1978 г. система МКРЦ с КА «УС-П» была принята на вооружение. Боевая эксплуатация системы МКРЦ «Легенда» с кос- мическими аппаратами обоих типов («УС-А» и «УС-П») началась 1979 г. Запуски КА осуществлялись с полигона Байконур. Космический аппарат «УС-А» Космический аппарат «УС-П» 96
Глава 3 Ъ.'И..Са£смх’Ь, K/UIqml'izhkg ОАО «ВПК «НПО машиностроения» НАУЧНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ «ПРОТОН» Введение Создание тяжелой двухступенчатой ракеты-носителя УР-500 сделало возможным проведение уникальной про- граммы исследований природы космических лучей высо- ких и сверхвысоких энергий, для чего требовалось выво- дить на околоземные орбиты тяжелые счетчики. Так, масса счетчиков высокоэнергетических частиц первой станции «Протон-1», выведенной на орбиту двухступенчатой ра- кетой-носителем УР-500, составляла -3,5 т; начальная масса этих станций составляла около 12 т, а четвертая станция «Протон-4», выведенная на орбиту трехступен- чатой ракетой-носителем УР-500К, вынесла в космос на- учную аппаратуру массой 12,5 т при общей массе станции около 16 т. Полученные значительные научные результаты при пу- сках первых станций «Протон» были успешно совмещены с отработкой самой ракеты-носителя. Работы, выполненные со станциями «Протон», дали мате- риал и для последующих разработок космических станций: был получен опыт создания солнечных батарей новой конструкции, командной радиолинии, систем ориентации, терморегулирования и др. При экс- плуатации станций «Протон» был получен первый опыт длительной работы командно-измерительного комплекса с действующими борто- выми средствами. Руководила этими работами Го- сударственная комиссия под пред- седательством начальника НИИП-5 МО генерал-майора А.Г.Захарова. Заместителем председателя и техническим руководителем ис- пытаний был генеральный кон- структор В.Н.Челомей, заместите- лем председателя - заместитель министра общего машинострое- ния Г.М.Табаков, руководителем подготовки станций «Протон» - М.И.Лифшиц. Активное участие в работах со станциями «Протон» на полигоне принимали Ю.А. Гине- син, М.А.Демин, И.А.Домбровский, В.А.Мотыльков и др. Научные космические станции «протон-1» - «Протон-3» Запуски станций «Протон-1», «Протон-2» и «Про- тон-3» двухступенчатыми ракетами-носителями УР-500 состоялись в 1965-1966 гг.: «Протон-1» -16 июля 1965 г., «Протон-2» - 2 ноября 1965 г., запуск станции «Про- тон-3» - 6 июня 1966 г. Параметры орбиты составили: - угол наклонения орбиты к плоскости экватора i = 63,5 °; - максимальная высота На = 630 км; - минимальная высота Ня = 190 км; - период обращения вокруг Земли - 92,4 мин. Время активного существования станций составило 43, 96 и 72 сут. соответственно. Масса станции составляла 12 т при массе научной аппаратуры -3,5 т. В состав станции также входили аппаратура телеме- трии, аппаратура внешнетраекторных измерений, борто- вая командная радиолиния БКРЛ-2Д, система ориентации, система активного демпфирования по угловой скорости с пневмосистемой и запасом сжатого азота, система энерго- питания с аккумуляторами и солнечными батареями, систе- ма охлаждения и термосгатирования. Полезная нагрузка станций - научная аппаратура для из- учения космических частиц высоких и сверхвысоких энер- гий, а также основных видов космической радиации в широ- ком энергетическом спектре. Изготовление металлических Станция «Протон-1» со второй ступенью ракеты-носителя УР-500 Вид станции «Протон-1» на орбите 97
История развития отечественных автоматических космических аппаратов экранов для сенсорной аппаратуры НИИ ЯФ МГУ, сборка и заводские испытания всего комплекта научной аппаратуры производились в ОКБ-52. В программу полета входило изучение энергетического спектра космических лучей до энергий 1014 эВ и химиче- ского состава космических лучей до энергий 1012 эВ, из- мерение вероятности и изучение динамики столкновения частиц космических лучей с атомными ядрами мишеней, определение интенсивности и энергетического спектра электронов и гамма-лучей галактического происхождения. Система ориентации использовалась для определения угловой ориентации спутника в геоцентрической системе координат. В качестве двух независимых направлений вы- браны вектор напряженности магнитного поля Земли и век- тор направления на Солнце. Соответственно в состав систе- мы ориентации входили магнитометр и оптический прибор определения направления на Солнце. Данные измерений передавались по телеметрии. Система активного демпфирования использовалась для гашения больших угловых скоростей вращения спутника. Система обеспечивала значения установившихся угловых скоростей не более 1 град./с. Датчик - блок демпфирующих гироскопов. Исполнительные органы - воздушные сопла. Количество сопел по курсу и тангажу - по два в канале, их тяга - по 5 кг; по крену - 4 сопла тягой по 4 кг. Телеметрическая аппаратура БР-17 обеспечивала реги- страцию параметров научной аппаратуры по 116 каналам с опросностью 1 раз в 8 с. Система энергопитания включала четыре раскрываю- щихся крыла солнечной батареи площадью по 4 м2 с двухсто- ронним покрытием кремниевыми фотоэлементами общей площадью 32 м2, а также серебряно-цинковые аккумуляторы. Система охлаждения приборного контейнера построена на прокачке азота вентиляторами через радиационный теплообменник. Обогревательный блок поддерживал температуру в приборном контейнере не ниже 35 °C. В разработке и изготовлении космических стан- ций «Протон» активное участие принимали проектан- ты ГЛЕфремов, В.П.Гогин, ГД.Кузнецов, С.С.Назаров, баллистики ВАМодестов, ЗЖЖафяров, А.Ф.Богданов, В.А. Лакеев, Я.М.Натензон, разработчики систем управ- ления В.Е.Самойлов, С.Н.Хрущев, АВ.Туманов, И.С. Чи- стяков, прочнисты ВАФедотов, О.И.Зубкова, раз- работчики оборудования А.С.Скангель, Б.К.Шапиро, Г.А.Балтянский, С.Ш.Бас-Дубов, разработчики систем терморегулирования ФАВершков, Б.И.Кушнер, дви- гателисты С.В.Ефимов, М.Е.Петрулевич, конструкторы А.И.Коровкин, ФАЧернин, главный ведущий конструк- тор темы АБ.Багдасаров, руководители производства С.Т.Цыганков, КАИншаков, Б.Д. Бараночников. Запуск тяжелых космических станций «Протон» впервые обеспечил измерения высокоэнергетических частиц космических лучей и ознаменовал начало нового этапа в изучении и освоении космического простран- ства, значительно опередив в то время США по размеру тяжелых космических аппаратов. Станция «Протон-1» экс- понировалась на выставках АН СССР в Будапеште, Бухаре- сте, Турции и на ВДНХ в Москве. Научная космическая станция «Протон-4» Летные испытания тяжелого искусственного спутника Земли «Протон-4» проводились в соответствии с Постанов- лением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 3 августа 1964 г. Целью испытаний являлось продолжение исследо- ваний космического пространства в соответствии с про- граммой, объявленной ТАСС 16 марта 1962 г. Испытания проводились в соответствии с Программой летных испыта- ний тяжелого искусственного спутника Земли «Протон-4» с использованием трехступенчатой ракеты-носителя УР- 500К «Протон-К». Подготовка спутника «Протон-4» к пуску проводилась на технической и стартовой позициях полигона НИИП-5 Минобороны представителями ЦКБМ и НИИ ЯФ МГУ при участии других смежных организаций. Внешнетраекторные и радиотелеметрические измерения и выдача команд по командной радиолинии на борт объекта в полете произво- дились средствами командно-измерительного комплекса Министерства обороны. Запуск тяжелой космической стан- ции «Протон-4» был произведен 16 ноября 1968 г. Космическая станция была выведена на орбиту, близкую к расчетной, с начальными параметрами: - угол наклонения орбиты i = 51,56 °; - максимальная высота На = 493,3 км; - минимальная высота Ня = 256,8 км; - период обращения вокруг Земли - 92 мин. 98
Глава 3 Вид станции «Протон-4» на орбите Масса станции «Протон-4» составляла 16 т, масса на- учной аппаратуры -12,5 т. Станция «Протон-4» находилась в полете 250 суток и прекратила свое существование на 3975-м витке 24 июля 1969 г. с точкой падения 80,0 ° в.д. и 4,36 ° ю.ш. (Индий- ский океан). В состав станции «Протон-4» входили: - специальная научная аппаратура для изучения косми- ческих частиц высоких и сверхвысоких энергий, а также основных видов космической радиации в широком энер- гетическом спектре; - аппаратура внешнетраекторных измерений: приемоот- вегчик «Север-Н» (2 комплекта) и аппаратура ДБ-1 (2 полу- комплекта); - аппаратура телеметрии БР-17П (2 комплекта) с ком- плектом телеметрических датчиков; - бортовая командная радиолиния БКРЛ-БР-650А; - система ориентации с солнечными датчиками и маг- нитометрами; - система активного демпфирования; - система энергопитания с солнечными и хими- - изучение зависимости неупругости взаимодействия протонов и тяжелых ядер от энергии первичных частиц и атомного веса ядра мишени (водород, углерод, железо) в диапазоне энергий 1011-1013 эВ; - изучение флюктуации некоторых характеристик взаи- модействия частиц высоких и сверхвысоких энергий (1011— 1013 эВ) с разными атомными ядрами; - изучение энергетического спектра и химического со- става первичных частиц космических лучей в области энер- гий до 1015 эВ; - определение интенсивности энергетического спектра и зарядового распределения электронной компоненты пер- вичного космического излучения; - определение интенсивности и энергетического спектра первичного гамма-излучения в области энергий 108-1010 эВ; - исследование химического состава, частиц космических лучей, генерируемых на Солнце в периоды солнечных вспышек. В программу исследований по системам спутника входили: - проверка и оценка функционирования аппаратуры систем пневмодемпфирования, терморегулирования, ори- ентации, раскрытия панелей СБ, радиоуправления, внеш- нетраекторных и телеметрических измерений, источников энергопитания при длительном существовании ИСЗ; - проверка срабатывания системы разделения и отброса обтекателя; - получение экспериментальных данных о характере движения объекта вокруг центра масс. Программа научных исследований, а также все остальные задачи, определенные Программой полета станции «Про- тон-4», были успешно выполнены. В ходе полета был получен большой объем информации, позволившей установить характер энергетического спектра космических частиц в диапазоне 1014- 1015 эВ и расширить, таким образом, в 10 раз диапазон энерге- тических измерений, проведенный ранее станциями «Протон-1, -2, -3». Станция «Протон-4» экспонировалась на авиасалоне в Ле Бурже (1969 г.), на всемирной выставке «Экспо-70» (г. Осака, Япония) и на ВДНХ в Москве, вызвав всеобщий интерес. ческими источниками электроэнергии; - система электрооборудования; - система охлаждения и термостатирования. Назначение и принципы работы бортовых систем станции «Протон-4» аналогичны системам станций «Протон-1» - «Протон-3». Программа научных ис- следований с помощью станции «Протон-4» позволя- ла решить следующие задачи: - измерение эффективных сечений неупругого взаимодействия протонов с протонами, протонов с ядрами углерода, железа и свинца с точностями 1-5 % в диапазоне энергий 1011-1013 эВ; - изучение зависимости множественности рож- даемых частиц от энергии первичных протонов и ядер гелия при их взаимодействии с протонами и ядрами углерода в диапазоне энергий 1011 -1013 эВ; 99
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ОАО «ВПК «НПО машиностроения» СИСТЕМА ТЕЛЕВИЗИОННОЙ ГЛОБАЛЬНОЙ РАЗВЕДКИ ТГР Предпосылки разработки В начале 1960-х гг., в разгар холодной войны между США и СССР, в обеих странах были созданы первые кос- мические аппараты для ведения космической разведки во- енных объектов и войск на территории противника. Эти КА оснащались вначале только фотографической аппарату- рой, имевшей как ряд серьезных оптических ограничений (метеоусловия, освещенность, контрастность, разрешаю- щая способность и др.), так и технологические ограниче- ния, связанные, в первую очередь, с применением фото- пленки. Длительное время, необходимое для выхода КА в заданный район, экспонирование заряженного длинно- метражного рулона фотопленки в фотоаппарате, время на подготовку и спуск КА или капсулы с фотопленкой в заданный район, поиск или подхват капсулы в атмосфе- ре, доставка фотопленки и ее химическая отработка в спе- циальных центрах - все это приводило к значительному устареванию получаемой информации. Затраты времени от заявки до получения информации варьировались от не- скольких суток до нескольких часов в лучшем случае. Напряженность во взаимоотношениях стран НАТО и Варшавского договора резко возросла в связи с принятием в США широкой программы дальнейшего развития страте- гических сил ядерной триады: это постановка на дежурство сотен МБР «Минитмен», создание и ввод в состав флота Схема работы системы ТГР ПЛАРБ нового поколения, а также поддержание в постоян- ной боеготовности стратегической авиации (до 30 % само- летов с ядерным оружием круглосуточного барражировали у границ Советского Союза). Для обеспечения своевременного реагирования на эти действия необходимо было оперативно (от нескольких ча- сов до нескольких минут по отдельным объектам) получать информацию о развертывании и состоянии боеготовности этих сил. Не исключалась также необходимость космиче- ской оперативной разведки о состоянии и признаках раз- вертывания Сухопутных сил по линии разграничения войск НАТО и стран Варшавского договора. В среде специалистов даже прижилась аббревиатура КСОН - космическая система оперативного наблюдения. Разработка системы ТГР Острота вопроса оперативного контроля национальны- ми средствами стратегически важных объектов вероятно- го противника с целью выявления признаков подготовки к нападению и нанесению ядерного удара была такова, что ОКБ-52 Генерального конструктора В.Н.Челомея Постанов- лением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 4 сентября 1963 г. было поручено создание в течение 5-7 лет системы телевизионной глобальной разведки. В сентябре 1965 г. организациями пяти министерств при головной роли ОКБ-52 был разработан аванпроект косми- ческой системы ТГР Была организована кооперация соис- полнителей: - НИИ-380 (ныне ОАО «НИИ телевидения») по телевизи- онной системе обзорного и детального наблюдения; - ГОИ им. С.И.Вавилова и ЦКБ КМЗ (ныне НТЦ ОАО «Красногорский завод им. САЗверева») по оптико-меха- ническому устройству ОМУ (линзовый объектив «Фотон-4» и зеркально-линзовый объектив «Комета-11»); - КБ-1 (А.А.Расплетин) и НИИ-648 (А.С.Мнацаканян) по комплексу бортовой и наземной аппаратуры управления, приема и обработки информации; - ряд других организаций по бортовому комплексу обес- печивающих систем. В соответствии с ТЗ на аванпроект объектами наблю- дения для телевизионной глобальной разведки являются ракетные базы МБР, авиационные базы стратегической авиации, группы кораблей ВМС и отдельные корабли и транспорты в базах и море, общевойсковые группировки, силы и боевые средства Сухопутных войск, крупные пор- ты, железнодорожные и транспортные узлы. По проекту в системе ТГР предлагалось примене- ние четырех КА, имеющих круговую орбиту высотой Н=320 ± 20 км с наклонением i=96-97 ° (рассматривались и другие высоты орбит и наклонения). КА располагались на орбите на равных геоцентрических расстояниях между ними. При выбранных углах наклонения и высоте орбиты прецессия орбиты происходит со скоростью, равной угло- 100
Глава 3 Космический аппарат ТГР с фотообъективом «Комета-11» 1 - антенна радиотехнической разведки 2-обтекатель 3 - морская телевизионная спецаппаратура; объектив «Марс» 4 - телевизионная аппаратура 5 - объектив «Комета-11» 6-датчик ИКВ 7 - антенна РЛПИ 8 - антенна БРТЧ вой скорости вращения Земли в годовом движении вокруг Солнца, что должно обеспечивать стабильную съемку объ- ектов на рабочей («светлой») части витка. Для выведения на орбиту использовалась двухступенча- тая PH УР-500, вес полезной нагрузки -10 т. Аппаратурный состав и структурная схема системы состояли из бортовых средств разведки на каждом КА системы, а также наземного комплекса, состоящего из трех пунктов приема и обработки информации с линиями связи, соединяющими каждый из них с Центром сбора и обработки информации. Принятая структурная схема основного (совмещенного) варианта системы ТГР обеспечивала работу как по назем- ным, так и по морским целям. В состав бортового комплек- са разведки входили аппаратура телевизионной съемки на- земных целей, аппаратура телевизионной съемки морских целей, радиотехническая аппаратура поиска морских целей, аппаратура консервации телевизионного сигнала (высоко- скоростные видеомагнитофоны), радиолиния передачи информации на ППОИ. В состав каждого ППОИ входили ан- тенные системы приема информации, приемная аппаратура радиолинии передачи информации, аппаратура регистрации и воспроизведения телевизионного изображения, аппарату- ра обработки и дешифрирования информации, аппаратура передачи данных по линиям связи. Космический аппарат ТГР с фотообъективом «Фотон-4» 1 - обтекатель 2 - приборный контейнер 3 - телевизионная спецаппаратура 4 - топливные баки 5 - бортовой комплекс системы управления 6-датчик ИКВ 6 - антенна БРТЧ 8 - объектив «Фотон-4» 9 - антенна РЛПИ В проекте для дальнейшей проработки были приняты два варианта крупномасштабной телевизионной аппаратуры для съемки целей на суше и один вариант мелкомасштабной аппаратуры для съемки морских целей: - крупномасштабный вариант на электровакуумной трубке видикон с ОМУ и зеркально-линзовым объективом «Комета-11» с фокусным расстоянием Г = 6,5 м и линей- ным разрешением на местности 1,5-2,5 м; - крупномасштабный вариант на ЭВ трубке видикон с ОМУ и линзовым объективом «Фотон-4» с 1' = 4,5 м и линейным разрешением на местности 3,5-4 м; - мелкомасштабный вариант с линзовым объективом «Марс» с 1' = 1,6 м и линейным разрешением на местности 5-10 м. 101
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Полоса обзора телевизионной аппаратуры - 750 км. Полоса захвата на местности крупномасштабной телевизи- онной аппаратуры - 30-32 км. Полоса захвата мелкомас- штабной телевизионной аппаратуры - 2 х 200 км. Перенаце- ливание аппаратуры осуществляется ОМУ с использованием поворотных плоских зеркал. В материалах аванпроекта была показана реальная воз- можность перехода к этапу ОКР с мелкомасштабной теле- визионной аппаратурой. В отношении крупномасштабной телевизионной аппаратуры были определены и предложены пути проведения исследований и экспериментов с дальней- шим переходом к этапу НИОКР. После аванпроекта, выполненного ОКБ-52, и тенденциоз- ного пересмотра тематики ОКБ-52, тема ТГР была передана двум организациям - МКБ «Стрела» (А.И.Савин) и КБ «Юж- ное» (В.М.Ковтуненко), - где она тихо сошла на нет вследствие неурядицы в организации разработки. Закрытие дальнейших работ по системе ТГР не позволило реализовать имевшуюся в те годы возможность создания спутников оперативной косми- ческой разведки, что задержало появление таких космических аппаратов в стране на 10-15 лет. Более того, система ТГР была задумана именно как система, которая должна была иметь развитый космический и наземный сегменты, способные оперативно управлять спутниками системы, принимать, обра- батывать и своевременно доставлять информацию потреби- телю. Надо признать, что ни в советское время, ни тем более в настоящее, подобной оперативной многоспутниковой раз- ведывательной системы так и не было создано. И все-таки огромная работа была проделана не зря, она позволила резко развить технику. Рассчитанные в ходе работ по системе ТГР длиннофо- кусные зеркально-линзовые объективы были использованы в дальнейшем в космической системе «Алмаз» при созда- нии уникального космического фотоаппарата «Агат-1», а материалы по телевизионной аппаратуре - при создании телевизионной системы «Лидер» с оптико-механической системой «Изумруд» для автоматической орбитальной станции «Алмаз-Т». Руководители, специалисты ОКБ-52 - ЦКБМ - НПО машиностроения, возглавлявшие работы и принимавшие активное участие в разработке автоматических космических аппаратов и станций. 1960-1984 гг. В.Н.Челомей (1914-1984 гг.) Генеральный конструктор ракетной и ракетно-космической техники. Дважды Герой Социалистического Труда. С1955 г. - главный, с 1959 г. - генеральный конструктор ОКБ-52. Академик АН СССР. Лауреат Ленинской и трех Государственных премий СССР В.В.Сачков (1913-1994 гг.) С1958 г.- заместитель главного конструктора, заместитель генерального конструктора ОКБ-52 Герой Социалистического Труда ГАЕфремов (род. в 1933 г.) В1984-2007 гг. -генеральный директор - генеральный конструктор НПО машиностроения. Герой Социалистического Труда. К.т.н. Лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, премии Правительства РФ М.И.Лифшиц (1914-1987 гг.) С1954 г.-заместитель главного конструктора, заместитель генерального конструктора СКГ, ОКБ-52. Герой Социалистического Труда Лауреат Ленинской премии А.И.Эйдис (1913-2004 гг.) С1957 г. - заместитель главного конструктора, заместитель генерального конструктора ОКБ-52. Лауреат Ленинской премии ВАМодестов (1929-2004 гг.) С1954 г. работал в СКГ, ОКБ-52. Заместитель генерального конструктора. Герой Социалистического Труда. Кт.н. Лауреат Ленинской премии 102
Глава 3 А.В.Белоусов (род. в 1922 г.) В1963-1976 гг. - заместитель главного конструктора ОКБ-52, ЦКБМ. Герой Социалистического Труда. Лауреат Ленинской премии В.В.Витер (1935-2007 гг.) С1962 г. работал в ОКБ-52: первый заместитель генерального конструктора по космической тематике. Лауреат Ленинской премии БДБараночников (1930-2003 гг.) С1958г. работал в ОКБ-52. Руководил производством АКА. Лауреат Государственной премии СССР М.Б.Гуревич (1916-1991 гг.) В1961-1982 гг. - главный ведущий конструктор по системе МКРЦ «УС» и системе «Алмаз-Т» Ю.В.Беляев (1931-1999 гг.) С1959 г. работал в ОКБ-52. Разработчик проектов автоматических орбитальных станций Ю.СДегтерев (1928-2001 гг.) С1959 г. работал в ОКБ-52. Занимался проектированием автоматических космических систем и аппаратов А.В.Благов (род. в 1934 г.) С1960 г. работает в ОКБ-52. Разработчик проектов многоразовых космических ВА. Заслуженный конструктор РФ А.Ф.Богданов (1935-1986 гг.) С1958 г. работал в ОКБ-52. Руководил проведением анализа результатов полетов КА Б.М.Евдокимов (род. в 1922г.) С1960 по 1990 г. работал в ОКБ-52. Занимался разработкой систем электроавтоматики АКА И.С.Епифановский (1933-2011 гг.) С1961 г. работал в ОКБ-52. Занимался проектированием и разработкой технологических процессов изготовления неметаллических конструкций АКА. Д.т.н. Лауреат Государственной премии РФ 103
История развития отечественных автоматических космических аппаратов С.В.Ефимов (1924-1990 гг.) С1960 по 1987 г. работал в ОКБ-52. Занимался разработкой двигательных установок АКА Б.И.Кушнер (род. в 1930 г.) С1960 г. работает в ОКБ-52 Занимался разработкой систем терморегулирования АКА А.Г.Жамалетдинов (1927-1980 гг.) С1956 г. работал в ОКБ-52. Занимался разработкой систем наземного электрооборудования, подготовкой и испытаниями КА Н.ИЛарин (род. в 1925 г.) В1959-1993 гг. работал в ОКБ-52. Занимался работами в области аэро- и гидромеханики АКА. Лауреат Государственной премии СССР А.Б.Заболоцкий (1920-2000 гг.) С1960 г. работал в ОКБ-52. Занимался разработкой агрегатов и приборов АКА ГАМаев (род. в 1930 г.) С1956 по 1980 г. работал в ОКБ-52. Занимался подготовкой и проведением тепловакуумных испытаний АКА Art АИ.Коровкин (1907-1986 гг.) С1954 г.- начальник конструкторского бюро СКГ, ОКБ-52. Лауреат Ленинской премии А.И.Маликов (род. в 1934 г.) С1960 г. работает в ОКБ-52. Заместитель главного конструктора по космическому направлению АНКочкин (род. в 1930 г.) С1963 г. работает в ОКБ-52. Занимался разработкой оптических систем АКА. Заслуженный изобретатель РСФСР. Заслуженный машиностроитель РФ ДАМинасбеков (род. в 1934 г.) С1959 г. работает в ОКБ-52. Заместитель генерального конструктора. К.т.н. Лауреат Государственной премии СССР 104
Глава 3 С.П.Новиков (1923-1978 гг.) С1960 г. работал в ОКБ-52. Занимался разработкой радиотехнических систем АКА Ю.П. Третьяков (род. в 1935 г.) С1963 г. работал в ОКБ-52. Занимался разработкой и испытаниями телеметрических систем АКА. Лауреат Государственной премии СССР Л.Н.Петров (род. в 1929 г.) С1959 по 2003 г. работал в ОКБ-52. Руководил управлением полетами АКА А.В. Туманов (род. в 1925 г.) В1959-2004 гг. работал в ОКБ-52 Занимался разработкой и испытаниями систем управления АКА. Кт.н. Заслуженный изобретатель РСФСР. Лауреат Государственной премии СССР ВАПоляченко (род. в 1929 г.) С 1959г. работаете ОКБ-52. В1961-1965 гг. ведущий конструктор системы ПКО «ИС», в 1978-1982 гг- главный ведущий конструктор по автоматической орбитальной станции «Алмаз-Т». К.т.н. А.В.Хромушкин (род. в 1941 г.) С1964 г. работаете ОКБ-52. Первый заместитель генерального директора. К.ф-м.н. Заслуженный машиностроитель РФ. Лауреат Государственной премии СССР (дважды) СБ.Пузрин (1915-1987гг.) С1955 г. работал в ОКБ-52. Заместитель главного конструктора. К.т.н. Лауреат Ленинской премии И.С.Чистяков (1928-2004 гг.) С1959 г. работал в ОКБ-52. Занимался работами в области динамики полета АКА. Кт.н. Лауреат Государственной премии СССР В.Е.Самойлов (род. в 1926 г.) С1954 по 1980 г. работал в СКГ, ОКБ-52. Заместитель главного конструктора, генерального конструктора. К. т.н. Лауреат Ленинской и Государственной премий СССР А.С.Юшкин (1914-1995 гг.) В1959-1989 гг. работал в ОКБ-52. Занимался разработкой систем вооружения АКА 105
История развития отечественных автоматических космических аппаратов С.С.Ка&емш, i4j4JCqmjcqm&, 1Н.Кс£и/со£ ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова РАЗВИТИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ КБ «ЮЖНОЕ» и ПО «ЮМЗ» Космические аппараты поискового этапа работ Широкомасштабное исследование космического про- странства, начатое в 1960-е гг., являлось следствием опере- жающего развития боевой ракетной техники стратегического назначения, на основе которой были созданы первые раке- ты-носители, открывшие перспективы и для создания кос- мических летательных аппаратов различного назначения. К этому времени многие академические институты страны в научном плане были в значительной мере подготовлены к постановке и проведению экспериментальных и приклад- ных исследований в космосе. В то время военно-политическая обстановка в мире диктовала необходимость создания и использования кос- мических средств в интересах обороны. Конструкторское бюро «Южное», как одно из головных предприятий страны по созданию боевых ракетных комплексов стратегического назначения, опирающееся на разветвленную кооперацию организаций различных отраслей науки и промышленности, а также на мощную экспериментально-производственную базу Южного машиностроительного завода, оказалось в положении лидера, способного использовать накопленный потенциал не только в направ- лении создания PH, но и разра- ботки космических аппаратов. Первым опытом КБ «Юж- ное» было создание и запуск 16 марта 1962 г. КА ДС-2, по- ложившего начало реализации долгосрочной комплексной программе космических ис- следований «Космос». В ходе орбитального полета КА «Кос- мос-1»не только подтвержде- на правильность технических решений, принятых при соз- дании аппарата, но и исследо- вано прохождение радиоволн в верхних слоях атмосферы с помощью четырехчастотного радиопередатчика «Маяк», результатом которых явилось обнаружение наличия и опре- деление спектра крупномас- штабных неоднородных обра- зований в ионосфере и углов рефракции радиоволн. Создание ракеты-носителя легкого класса 63С1 на основе стратегической баллистической ракеты Р-12 и первых косми- ческих аппаратов, запускаемых с ее помощью, обеспечило КБ «Южное», ставшему вторым в стране разработчиком косми- ческих ракет и КА, приоритет- ные позиции в области косми- ческого направления работ. На первом этапе (1962-1965 гг.) характер разработки КА еще не 106
Глава 3 принял схемы системного подхода к их созданию, и этот этап может быть квалифицирован как период создания уникаль- ных космических аппаратов единичного применения для ре- шения узкоспециализированных задач в космосе. Президент АН СССР М.В.Кепдыш знакомится с производством спутников на Южном машиностроитепьном заводе А.Ф.Барашонков М.И.Кормильцев Ю. А. Сметанин НАЖариков Важнейшей задачей, решаемой одновременно с работа- ми по созданию носителя 63С1 и космических аппаратов, было определение (первоначально в теоретическом пла- не) потенциальных областей эффективного применения космической техники и формирование плана проведения проектно-конструкторских и экспериментальных работ в на- турных условиях, направленных на подтверждение расчетов, выработку заключений о возможности создания эксплуата- ционных космических систем и требований к ним. В декабре 1959 г. создается Межведомственный науч- но-технический совет по космическим исследованиям при АН СССР во главе с академиком М.В.Келдышем, на который возлагается разработка тематических планов по созданию космических аппаратов, выдача основных технических зада- ний, научно-техническая координация работ по исследованию и освоению верхней атмосферы и космического простран- ства, подготовка вопросов организации международного сотрудничества в космических исследованиях. Членом Пре- зидиума Межведомственного научно-технического совета по космическим исследованиям утверждается М.К.Янгель. В области прикладных задач проведение подобных ра- бот было поручено НИИ-4 Министерства обороны. Работы по спутниковому направлению выполнялись существую- щими структурными подразделениями ОКБ-586. Перво- начальные проработки начались в проектном отделе, руководимом В.М.Ковтуненко, в секторах ЮАСметанина и М.И.Кормильцева. Позднее к выпуску рабочей доку- ментации были подключены подразделения под руковод- ством НАЖарикова, А.Ф.Барашонкова, А.И.Скворцова, Г.И.Брюханова, другие подразделения, в частности испы- тательные. Г.И.Брюханов С.С.Кавелин В.И.Данельский 107
История развития отечественных автоматических космических аппаратов В.И.Талан В. А. Пащенко ВАВеличкин П.П.Плешаков м И.Л.Лось В.Ф.Руденко В.С.Соколов К концу 1960 г. задел проектных и конструкторских про- работок оказался достаточным для того, чтобы приступить и к формированию специализированных подразделений: отдела под руководством ЮАСметанина (проектного), с января 1962 г. - отдела под руководством В.ИДанельского (комплексной электрической увязки спутника), отдела под руководством НАЖарикова (разработка конструкторской документации). Именно усилиями этих отделов с привлечением подраз- делений из отделов баллистики, аэродинамики, прочности, термодинамики и других были разработаны и подготов- лены к запуску первые спутники «ДС». Непосредственное руководство новым направлением работы осуществлял В.М.Ковтуненко, назначенный заместителем главного конструктора ОКБ-586. Активное участие в работах по созданию первых спутников принимали В.И.Талан, В.А. Па- щенко, ВАВеличкин, А.М.Попель, П.П.Плешаков, Г.П. Ли- ванов, И.Л.Лось, В.Ф.Руденко, С.С.Кавелин, А.С.Петренко, В.М.Харламов, В.И.Руцкий, В.Н.Маслачков и многие другие. 30 октября 1965 г. приказом Министерства общего машиностроения в составе ОКБ-586 организовано КБ по разработке космических аппаратов - КБ-3. Начальником и главным конструктором КБ-3 назначен В.М.Ковтуненко. Специалисты ОКБ-586 столкнулись с тем, что требования к ракетной технике существенно отличаются от требований к космическим аппаратам. Это является результатом таких факторов, как длительное воздействие вакуума и радиации, невесомость, циклические тепловые и световые потоки, продолжительные сроки активного существования в авто- матическом режиме, сопряжение разнородного аппаратур- ного комплекса, взаимодействие с наземными пунктами и центрами управления и контроля, приема и обработки целевой информации. Большую помощь на начальном эта- пе разработки оказали коллективы ОКБ-1 и НИИ-88, кото- рые ознакомили с методиками, расчетами, документацией и производством космической техники сотрудников ОКБ-586. Немало полезного родилось и в совместных ра- ботах со специалистами заказывающих управлений, научных центров (прежде всего НИИ-4) и полигона (4 ГЦП) Мини- стерства обороны, учреждений и институтов Академии наук СССР. Вся разработка проходила в тесном сотрудничестве с заводом № 586, где в 1963 г. было организовано специ- альное космическое производство № 7 с механическим, приборным, сборочно-испытательным цехами во главе с В.С.Соколовым. Одновременно при организационной поддержке Ко- миссии Совета Министров СССР по военно-промыш- ленным вопросам и Государственного комитета СССР по оборонной технике налаживались связи и складывалась кооперация смежных организаций. Совместными усилия- ми Академии наук и Министерства обороны СССР была подготовлена и окончательно утверждена в августе 1960 г. программа первой очереди пусков ракеты-носителя 63С1. В программу вошли задания на разработку и запуск кос- мических аппаратов ДС-А1, ДС-П1, ДС-К8, на которых наряду с решением исследовательских задач ставились и военно-прикладные эксперименты. Первая очередь пу- сков ракеты-носителя 63С1 предусматривала также выве- дение на орбиту исследовательских аппаратов 1МС, 2МС разработки ОКБ-1. 108
Глава 3 Уже к декабрю 1961 г. была выпущена проектная докумен- тация на аппараты ДС-А1, ДС-П1, ДС-К8. В июне 1962 г. был выведен на орбиту первый аппарат ДС-П1, а в феврале 1963 г. пуски ракеты-носителя 63С1 первой очереди были завершены. В программу второй очереди пусков ракеты-носите- ля 63С1, утвержденную в июле 1962 г., кроме уже известных аппаратов ДС-А1 и ДС-П1 вошли вновь разработанные иссле- довательские космические аппараты ДС-МТ и ДС-МГ, а также космический аппарат «Омега-1», созданный специалистами Всесоюзного научно-исследовательского института электроме- ханики для отработки электромаховичной системы ориентации. Предусмотрен повторный запуск космического аппарата ДС-2 для отработки запуска из новой шахтной стартовой позиции ра- кеты-носителя 63С1. Первый пуск носителя 63С1 второй очере- ди состоялся в мае 1963 г., последний - в июле 1965 г. Поисковый этап работ по космической тематике завер- шился запуском малого космического аппарата оптической комплектации ДС-МО в марте 1967 г. В общей сложности осуществлено 15 успешных запусков космических аппаратов восьми типов. Космические аппараты ДС-1, ДС-А1, ДС-К8, ДС-П1, ДС-МГ, ДС-МТ выполнены с максимально возможным ис- пользованием общей конструктивной и аппаратурной схем. Герметичный корпус космического аппарата состоял из двух полусферических днищ и цилиндрической проставки диаме- тром 800 мм. Внутри корпуса, заполненного азотом, распо- ложены фермы, на которых размещены блоки химических батарей, радиотехнический комплекс, аппаратура управле- ния и электронные блоки исследовательской аппаратуры. Датчики исследовательской аппаратуры устанавливались на цилиндрической части корпуса и верхнем днище. Бортовая обеспечивающая аппаратура космического аппарата комплектовалась, как правило, из серийно изго- тавливаемых приборов и оборудования ракетной техники. Базовыми элементами аппаратурного комплекса КА стали аппаратура командной радиолинии БКРЛ-Э разработки НИИ-648, радиотелеметрическая система «Трал-МСД» и система радиоконтроля орбиты «Рубин-1Д» разработки ОКБ Московского энергетического института, химические источники питания разработки Всесоюзного научно-ис- мических аппаратов содержат четыре штыревые, пять лен- точных и одну щелевую антенны. Длина цилиндрической части корпуса не является посто- янной и меняется от аппарата к аппарату в зависимости от состава и габаритов электронных блоков исследовательской аппаратуры. Так, корпус космического аппарата ДС-2 со- бран без использования цилиндрической проставки. Все аппараты поискового этапа разработаны без ис- пользования системы ориентации в пространстве. Исключе- ние составляет аппарат «ДС-МО» («Космическая стрела»), на котором впервые в мировой практике была применена аэрогироскопическая система ориентации космического ап- парата. Характерной деталью внешнего вида аппарата явля- ется выдвижная юбка аэростабилизатора. На аппарате ДС-П1 была впервые в практике ОКБ-586 применена солнечная энергоустановка. Батарея фотопрео- бразователей выполнена в форме додекаэдра, жестко свя- занного с герметичным контейнером. Масса первых аппаратов находилась в пределах от 47 (ДС-2) до 321 кг (ДС-МО), масса исследовательской аппа- ратуры - от 4,5 кг до 44 кг. Срок активного существования космического аппарата на орбите (за исключением аппарата ДС-П1) определялся возможностью химических источников питания и составлял 10-15 сут. Управление функционирова- нием космического аппарата и прием научной информации осуществлялись средствами наземного командно-измери- тельного комплекса Министерства обороны СССР. Выполненные на данном этапе работы позволили не только сформировать целевые направления дальнейше- го развития космической техники на предприятии и в СССР в целом, но и подготовить новые экономичные решения в области проектно-технологической базы, вплотную подойти к идее унифицированных космических аппаратов. Космический аппарат ДС-1 Назначение аппарата: - отработка ракеты-носителя 63С1, стартового комплек- са «Маяк-2», разработанного в ГСКБ Спецмаш под руко- следовательского института источ- ников тока. Система терморегулирования построена на основе использования двух вентиляторов, блока управ- ления с температурными датчика- ми и радиационной поверхности. На аппаратах «ДС-МТ» и «ДС-МГ» применен выносной теплообмен- ник с радиационной поверхностью. Антенно-фидерные устройства кос- Основные характеристики КА ДС-1 Масса -165 кг. Ракета-носитель - 63С1 КА ДС-1 109
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КАДС-А1 водством В.П.Бармина, конструкторских и аппаратурных решений по космическому аппарату; - измерение перегрузок на участке вы- ведения и угловых скоростей космическо- го аппарата после отделения от носителя; - выявление возможности применения маломощных передатчиков типа МБП-1; - исследование космических лучей. Постановщики эксперимента - ОКБ-586, Институт прикладной геофизики АН СССР. Космический аппарат ДС-1 - первая (совершенно новая для ОКБ-586) раз- работка, потребовавшая решения многих инженерных и организационных проблем, связанных с освоением тематики, органи- зации производства, созданием коопера- ции разработчиков. По результатам пусков выявлена необходимость проведения ряда доработок по конструкции и системе управ- ления носителя. КА ДС-2 Основные характеристики КА ДС-2 Масса - 47 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея-217 км - высота апогея - 980 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования - 50 сут. Ракета-носитель - 63С1 Основные характеристики КА ДС-А1 Масса-289 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 245 км - высота апогея - 921 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -8 сут Ракета-носитель - 63С1 Космический аппарат ДС-2 Назначение аппарата: - отработка ракеты-носителя 63С1; - исследование прохождения радиоволн в верхних слоях атмосферы. Постановщики эксперимента - ОКБ-586, Институт зем- ного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР. Успешный запуск космического аппарата («Космос-1») подтвердил правильность (с учетом проведенных дорабо- ток) всех принципиальных решений, заложенных при разра- ботке носителя и стартового комплекса «Маяк-2». Впервые обнаружено наличие и определен диапазон крупномасштаб- ных неоднородных образований в ионосфере, определены углы рефракции радиоволн. Космический аппарат ДС-А 1 Назначение аппарата: - изучение уровня естественного фона в околоземном космическом пространстве; - исследование излучений, возникающих при ядерных взрывах на больших высотах, в широком диапазоне энергий и интенсивностей; - отработка методов и средств обнаружения высотных ядерных взрывов, получение данных для создания необхо- димой аппаратуры; - определение концентрации ионов и изучение распро- странения радиоволн в ионосфере. Постановщики эксперимента - Институт прикладной геофизики АН СССР, Институт физики Земли АН СССР, Научно-исследовательский институт ядерной физики 110
Глава 3 им. ДВ.Скобельцина Московского государственного университета, Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР. Космические аппараты № 5 - № 7 были изготовлены на Пермском машиностроительном заводе им. Ленина по документации ОКБ-586. Произведены запуски семи косми- ческих аппаратов с космодрома Капустин Яр: «Космос-11, -17, -57, -70»; запуски трех аппаратов были неудачными из-за аварии ракеты-носителя Космический аппарат ДС- А1 явился первым из серии спутников, на которых были поставлены и решены задачи обнаружения и определения мощности и района высотных ядерных взрывов. Космический аппарат ДС-МГ Назначение аппарата: - проведение глобальной съемки магнитного поля Земли; - изучение магнитного поля Земли путем составления карты пространственного распределения магнитного поля; - уточнение гауссовских коэффициен- тов магнитного потенциала; - исследование векового хода магнит- ного поля и временных изменений поля Земли в магнитоактивные периоды. Постановщик эксперимента - Ин- ститут земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР. Основные характеристики КА ДС-МГ Масса-285 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея -271 км - высота апогея - 403 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -12 сут. Ракета-носитель - 63С1 Произведен запуск двух космических аппаратов с кос- модрома Капустин Яр («Космос-26» и «Космос-49»). Выполнена программа магнитной съемки, охватившей по густой сетке 75 % земной поверхности. Эти данные были использованы для получения международной ана- литической модели магнитного поля Земли. Ценность ис- следований отмечена на сессии Комитета по космическим исследованиям при Международном совете научных союзов (КОСПАР) в 1964 г. в Италии. Космический аппарат ДС-МТ Назначение аппарата: - решение задач по исследованию зимних метеорных потоков и влияния метеорных частиц на поверхность кос- мических аппаратов; - обнаружение антивещества в метеорных потоках; - фотометрическое измерение участков звездного неба в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Основные характеристики КА ДС-МТ Масса-247 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 228 км - высота апогея - 508 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -15 сут. Ракета-носитель - 63С1 КА ДС-МТ 111
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Постановщики эксперимента - Ленинградский физико- технический институт им. А.Ф.Иоффе, Крымская астрофи- зическая обсерватория АН СССР, Институт геохимии и ана- литической химии АН СССР. Запуски космических аппаратов ДС-МТ проводились в определенные дни года с тем, чтобы аппараты могли находить- ся в зоне действия метеорных потоков, и в определенные часы суток для получения требуемой ориентации плоскости орбиты к радианту метеорного потока. Произведены два запуска кос- мических аппаратов с космодрома Капустин Яр («Космос-31 »>, «Космос-51»). Третий запуск оказался неудачным из-за аварии носителя. Исследованы три зимних метеорных потока (Гемини- ды, Урсиды, Квадрантиды), отмечен ряд случаев соударения космического аппарата с метеоритами. Сделан вывод о необ- ходимости повторения эксперимента по изучению микромете- оритов с помощью более совершенной и точной аппаратуры. Космический аппарат ДС-МО Назначение аппарата: - проведение исследований пространственно-времен- ных вариаций радиационного баланса Земли и ее атмосфе- ры в видимой, ближней ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра; - получение изображений облачного покрова Земли и подстилающей поверхности с целью объективной параме- тризации синоптических состояний атмосферы и типизации облачных систем; Основные характеристики КА ДС-МО Масса-310 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 248 км - высота апогея - 297км - накпонение орбиты - 48,4 ° Время активного существования -10 сут Ракета-носитель - 63С1 - определение температуры подстилающей поверхности Земли; - определение верхней границы облаков; - получение пространственно-временного распределе- ния масс озона и водяного пара в атмосфере; - испытание работы аэрогироскопической системы ори- ентации. Постановщик эксперимента - Институт физики Земли АН СССР. Произведен запуск двух космических аппаратов с кос- модрома Капустин Яр («Космос-149», «Космос-320»). Результаты эксперимента на космическом аппарате ДС-МО позволили успешно завершить комплексную программу из- учения отраженной Землей солнечной радиации в ультра- фиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра, а также собственного излучения Земли в инфракрасном диапазоне и разработать методы определения некоторых параметров атмосферы, облаков и земной поверхности, которые можно рекомендовать для практического исполь- зования в метеорологии. Получен большой объем ценной научной информации. Отработана аэрогироскопическая система ориентации. Космический аппарат ДС-П1 Назначение аппарата: - проверка и отработка в натурных условиях методик и аппаратных средств решения задач юстировки, контро- ля точности и определения потенциала радиолокационных станций систем противокосмической, противовоздушной, противоракетной обороны; - проведение научного эксперимента по изучению ха- рактеристик космического пространства. Постановщики экспериментов - организации Министер- ства обороны и Министерства радиоэлектронной промыш- ленности СССР, Якутский филиал Сибирского отделения АН СССР. КА ДС-МО 112
Глава 3 КАДС-П1 КАДС-К8 Произведен запуск трех космических аппаратов с кос- модрома Капустин Яр («Космос-6», «Космос-19», «Кос- мос-25»). Аппараты полностью выполнили целевые за- дачи, превысив расчетный срок активного существования в 4 раза. Показана перспективность данного тематического направления работ, создана и отработана в натурных усло- виях космическая платформа для решения широкого круга задач в интересах противоракетной, противокосмической, противовоздушной обороны страны. Это позволило при- ступить к разработке космических аппаратов ДС-П1-Ю, ДС-П1-И. Космический аппарат ДС-К8 Назначение аппарата: - экспериментальная отработка методов и средств из- мерений параметров сигналов радиолокационных средств; - исследование метеорного вещества в окрестностях Земли. Постановщики целевой задачи - организации Мини- стерства обороны и Министерства радиоэлектронной про- мышленности СССР, Ленинградский физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе АН СССР. Изготовлен и выведен на орбиту с полигона Капустин Яр один аппарат ДС-К8 («Космос-8»), Проведены эксперимен- Основиые характеристики КАДС-П1 Масса-240 кг Расчетные параметры орбиты- - высота перигея - 274 км - высота апогея - 476 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования - ~60 сут. Ракета-носитель - 63С1 Основные характеристики КАДС-К8 Масса-235 кг Расчетные параметры орбиты. - высота перигея - 256 км - высота апогея - 604 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -10—12 сут. Ракета-носитель - 63С1 тальные измерения сигналов радиолокационных средств, уточнены требования к бортовой специальной аппаратуре, зарегистрированы удары метеорных частиц. Подтверждена перспективность развития работ по основной задаче экспе- римента. Малые унифицированные аппараты Положительные результаты первых работ, подтвер- дившие перспективность дистанционных методов решения научных и прикладных задач, стимулировали поток за- явок научных организаций на создание новых космиче- ских аппаратов и оснащение их аппаратурой различного целевого назначения. Анализ полученных заявок показал, 113
История развития отечественных автоматических космических аппаратов что за многими предложениями стоят перспективы разви- тия их в крупные самостоятельные направления разработок космических аппаратов, одновременный охват которых од- ному предприятию был не по силам. Было принято решение о передаче ряда тем вместе с разработанной в ОКБ-586 проектной документацией дру- гим предприятиям: Всесоюзному научно-исследовательско- му институту электромеханики - по метеорологическому спутнику «Метеор» (апрель 1962 г.), ОКБ-10 - по ракете- носителю 65СЗ и связным спутникам «Пчела» и «Стрела» (август 1962 г.), филиалу № 3 Центрального конструктор- ского бюро энергетического машиностроения - по спутни- кам фоторазведки «Янтарь-1» и «Янтарь-2» (июнь 1967 г.). Эти предприятия и сейчас успешно работают над дальней- шим развитием тематических направлений, зародившихся в ОКБ-586. Но и оставшийся объем заказов был настолько обширен, что его выполнение возможно было при условии принятия радикальных мер по снижению времени и стоимо- сти разработки и изготовления космических аппаратов. Анализ совокупности целевых задач исследования кос- мического пространства, сформированных уже в первых программах фундаментальных и прикладных исследова- ний, показал, что практика разработки одиночных КА под ту или иную задачу уже не может лежать в основе реализации космических программ. Прежде всего, это было дорого, но главное - невозможно было в сжатые сроки организовать производство необходимого количества разрозненных ти- пов космических аппаратов. Нужно было искать новые пути подхода к созданию КА. Впервые в мировой практике КБ «Южное» выдвинуло принципы унификации платформ КА как основы для оснащения их комплексами исследователь- ской аппаратуры. Наряду с ускорением разработки КА это решило проблему организации их серийного производства на Южмаше. В свою очередь, такой подход дал возможность Академии наук СССР развернуть широкий фронт научных исследований. В результате обобщения опыта проектирования, изготов- ления и эксплуатации космических аппаратов был выбран основной принцип унификации - независимость комплек- са обеспечивающих систем, конструкции аппарата и схемы управления бортовой аппаратурой от конкретной решаемой научной задачи. Это дало возможность организовать серий- ное производство космических аппаратов и комплектующих элементов, обеспечив тем самым фронт научных исследо- ваний в околоземном космическом пространстве. Было очевидно, что в связи с многообразием исследо- вательских задач и различиями требований к проведению экспериментов создать один тип унифицированного кос- мического аппарата, на котором можно было бы решать любую научную задачу, невозможно. Ряд исследований, не требующих длительного цикла экспериментов в космосе, целесообразно было проводить на космических аппаратах с химическими источниками тока. Для исследований, требую- щих значительного срока активного существования аппара- та, целесообразно применение солнечной энергоустановки на основе батареи фотопреобразователей. Ряд научно-ис- следовательских задач требовал ориентации космического аппарата на Солнце. В итоге было принято решение о создании трех моди- фикаций унифицированной спутниковой платформы: не- ориентированной в пространстве с химическими источни- ками энергии (ДС-У1), неориентированной с солнечными батареями (ДС-У2) и ориентированной на Солнце (ДС-УЗ). Эскизный проект унифицированных космических аппа- ратов был разработан в 1963 г. и успешно защищен перед экспертной комиссией во главе с президентом АН СССР М.В.Келдышем. Всего в серии унифицированных космических аппара- тов в 1963-1976 гг. было разработано, изготовлено и вы- ведено на орбиту 49 космических аппаратов более 30 наи- менований. Многие из этих аппаратов с целью расширения их функциональных возможностей были дополнительно оснащены устройствами и системами успокоения косми- ческого аппарата, закрутки его вокруг продольной оси или ориентации по вектору напряженности магнитного поля Земли. Малые унифицированные спутниковые платформы стали инструментальной основой для организации между- народного сотрудничества в области исследования косми- ческого пространства по программе «Интеркосмос». На их основе было создано и запущено 16 КА по этой программе. Результаты научных исследований по ряду проблем физики космического пространства, выполненных на базе малых унифицированных космических аппаратов, получи- ли высокую оценку и мировое признание, они доложены на 27 международных симпозиумах и конгрессах, опублико- ваны в 95 научных статьях в отечественных и зарубежных изданиях и продемонстрированы на 10 международных и 4 всесоюзных выставках. О высоком научно-техническом уровне разработки малых унифицированных космических аппаратов свидетельствуют 30 изобретений. Космический аппарат ДС-У1-Г Назначение аппарата: - получение уточненных результатов по исследованию атмосферы Земли и зависимости параметров атмосферы от высоты, времени суток и состояния солнечной активно- сти, в т.ч.: - получение разреза атмосферы в глобальном масштабе и решение задачи построения модели средней атмосферы; - изучение суточных эффектов плотности и состава ат- мосферы Земли; - получение сведений о корреляции между солнечной деятельностью и состоянием атмосферы; - регистрация интенсивности ультрафиолетового излу- чения Солнца; - изучение воздействия микрометеоритов на оптические элементы. 114
Глава 3 Постановщики научного эксперимента - Институт при- кладной геофизики АН СССР, Крымская астрофизическая обсерватории АН СССР. Произведен запуск двух космических аппаратов с кос- модрома Капустин Яр («Космос-108», «Космос-196»). По- лучена ценная информация о корреляции между солнечной деятельностью и состоянием атмосферы. Построена модель средней атмосферы. Космический аппарат ДС-У1-А Назначение аппарата: - проведение фотометрических исследований излуче- ния звезд в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра, недоступных наблюдению с земной поверхности; - определение распределения энергии в спектрах звезд, типов и быстрых вариаций звездного излучения с целью из- учения физических условий в атмосферах звезд и проис- ходящих в них процессов; - отработка методики определения ориентации космиче- ского аппарата в пространстве. Постановщик научных экспериментов - Государствен- ный астрономический институт им. П.К.Штернберга Мо- сковского государственного университета Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР. Эксперименты, проводимые на космическом аппарате ДС-У1-А, имели следующие особенности: - научная фотометрическая аппаратура работает только при нахождении космического аппарата над ночной сторо- ной Земли и выключается по командам датчика Солнца и датчиков Луны при попадании в поле зрения Солнца, Луны или освещенной части Земли в связи с тем, что солнечная и Основные характеристики КАДС-У1-Г Масса-291 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 227км - высота апогея - 865 км - наклонение орбиты - 48,9 ° Время активного существования -24 сут. Ракета-носитель - 63С1 Основные характеристики КАДС-У1-А Масса-316 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея -261 км - высота апогея - 425 км - наклонение орбиты - 48,5 ° Время активного существования - 30 сут. Ракета-носитель -11К63 КАДС-У1-А 115
История развития отечественных автоматических космических аппаратов отраженная от освещенной стороны Земли радиация во всех диапазонах спектра на много порядков превосходит излуче- ние любых других астрономических объектов; - космический аппарат имеет минимальные угловые скорости, которые обеспечиваются использованием на нем специальной магнитной пассивной системы гашения на- чальных угловых скоростей для достаточно длительного на- хождения отдельных звезд в поле зрения фотометрических датчиков научной аппаратуры. Произведен запуск одного космического аппарата с космодрома Капустин Яр («Космос-215»). Получена цен- ная информация о распределении энергии в спектрах звезд разных типов, проведены фотометрические исследования излучения звезд в ультрафиолетовом и рентгеновском об- ластях спектра. Космический аппарат ДС-У1 -Я Назначение аппарата: - определение состава первичного космического из- лучения, содержащего частицы с атомными номерами от 2 до 6; - исследование вариаций ядерной компоненты космиче- ских лучей в различных энергетических диапазонах; - измерение абсолютного значения потоков тяжелых и сверхтяжелых ядер; Основные характеристики КА ДС-У1-Я Масса-306 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 257 км - высота апогея - 5300 км - наклонение орбиты - 48,4 ° Время активного существования -14 сут. Ракета-носитель - 63С1 - измерение потока электронов в первичном космиче- ском излучении; - измерение вариаций потока протонов одновременно с потоком альфа-частиц. Постановщики научного эксперимента - Физический институт им. П.Н.Лебедева АН СССР, Объединенный инсти- тут ядерных исследований. Произведен запуск одного аппарата с космодрома Ка- пустин Яр («Космос-225»). Запуск второго космического аппарата был неудачным из-за аварии ракеты-носителя. На- учная программа выполнена. Получена ценная информация об уровне естественного фона и излучений в широком диа- пазоне энергий и интенсивностей в околоземном космиче- ском пространстве. Космический аппарат ДС-У1-ИК-1 Назначение аппарата - проведение исследований струк- туры и динамики изменения характеристик ионосферы и верхней атмосферы по программе сотрудничества социа- листических стран в области исследования и использования космического пространства, в т.ч.: - определение концентрации положительных ионов; - определение концентрации и температуры ионосфер- ных электронов; - определение эффективной температуры ионосфер- ных электронов; - определение полного содержания электронов между космическим аппаратом и наземными пунктами на основе использования эффекта Фарадея. Выбор для проведения экспериментов модификации ДС-У1 унифицированной платформы объясняется потреб- ностью исключения возможных возмущений ионосферной плазмы, окружающей космический аппарат, магнитными полями, создаваемыми токами в солнечных батареях. КАДС-У1-Я 116
Глава 3 КАДС-У1-ИК-1 Основные характеристики КАДС-У1-ИК-1 Масса-288 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 206 км - высота апогея -1220 км - наклонение орбиты -48,4° Время активного существования - 30 сут. Ракета-носитель -11K63 Основные характеристики КЛДС-У1Р Масса-315 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 254 км - высота апогея -415 км - наклонение орбиты -48,7° Время активного существования -30 сут. Ракета-носитель -11К63 Основные характеристики КАДС-У1-ИК-2 Масса-287 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 214 км - высота апогея - 679 км - наклонение орбиты -71 ° Время активного существования - 30 сут. Ракета-носитель -11К63 Постановщики научных экспериментов - Институт кос- мических исследований АН СССР и научные организации НРБ, ГДР, ЧССР Произведен запуск одного космического аппарата с кос- модрома Капустин Яр («Интеркосмос-2»). Получены дан- ные о глобальном распределении электронной температуры и ионной концентрации. Обнаружена ночная экваториальная ионосферная аномалия на высоте 1000 км. Космический аппарат ДС-У1-Р Назначение аппарата: - проведение фотометрических исследований излучения звезд в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спек- тра, недоступных для наблюдения с земной поверхности; - определение распределения энергии в спектрах звезд разных типов и быстрых вариаций звездного излучения с целью изучения физических условий в атмосфере звезд и происходящих в них физических процессах. Постановщик научного эксперимента - Институт косми- ческих исследований АН СССР. Произведен запуск одного космического аппарата с кос- модрома Капустин Яр («Космос-335»). Получены данные о дискретных источниках рентгеновского излучения, о рас- пределении энергии в спектрах звезд разных типов, а также об изотропном рентгеновском фоне. Космический аппарат ДС-У1-ИК-2 Назначение аппарата - продолжение исследований, на- чатых на космическом аппарате ДС-У1-ИК-1, с измененным составом научной аппаратуры. Постановщики научного экс- перимента - Институт космических исследований АН СССР с научными организациями НРБ, ГДР, ЧССР. Запуск космического аппарата был произведен с космо- дрома Плесецк («Интеркосмос-8»), что позволило организо- вать исследования в верхних геомагнитных широтах, недо- ступных для космического аппарата ДС-У1-ИК-1. Получены данные о субавроральной ионосфере Северного и Южного полушарий, концентрации и температуре ионосферных элек- тронов и концентрации ионов, механизме предрассветного эффекта. В отличие от космического аппарата ДС-У1-ИК-1, все электронные блоки научной аппаратуры разработаны и изготовлены в НРБ, ГДР, и ЧССР и дополнены промежуточ- ным запоминающим устройством разработки ГДР, позволив- шим проводить измерения на протяжении всего витка. Космический аппарат ДС-У2-В Назначение аппарата: - определение вибрационных перегрузок, которым под- вергается космический аппарат при выведении на орбиту из шахтного стартового комплекса; 117
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КАДС-У2-М Основные характеристики КАДС-У2-В Масса -250 кг Расчетные параметры орбиты. - высота перигея - 220 км - высота апогея - 446 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -20 сут. Ракета-носитель -11К63 Основные характеристики КАДС-У2М Масса-230 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 220 км - высота апогея - 2100 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -90 сут. Ракета-носитель -11К63 - исследование распространения электромагнитных волн в ионосфере и в верхних слоях атмосферы. Постановщики научных экспериментов - ОКБ-586, Ин- ститут земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР. Для создания условий измерения вибраций, максималь- но приближенных к реальным, на космическом аппарате установлены габаритно-весовые макеты солнечных батарей и комплекса обеспечивающих систем платформы ДС-У2. С космодрома Капустин Яр были запущены четыре аппара- та («Космос-93, -95, -197, -202»). По результатам запусков уточнены значения уровней и диапазонов частот вибраций космического аппарата, проведена доработка шасси крепле- ния космического аппарата для увеличения его жесткости. Определены электронная концентрация в окрестности косми- ческого аппарата и свойства ионосферы на пути распростра- нения когерентных волн от аппарата до точки наблюдения. Космический аппарат ДС-У2-М Назначение аппарата: - испытание работы и измерение стабильности частоты бортового молекулярного генератора в условиях космиче- ского полета; - измерение сдвига частоты бортового молекулярного генератора в гравитационном поле Земли с целью проверки общей теории относительности (при получении высокой ста- бильности частоты бортового МГ); - получение необходимых данных для проектирования беззапросных односторонних линий связи. 118
Глава 3 Основные характеристики КА ДС-У2-И Масса-286 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 219 км - высота апогея -1353 км - наклонение орбиты - 48,5 ° Время активного существования -90 сут. Ракета-носитель -11К63 Постановщик научных экспериментов - Физический ин- ститут им. П.Н.Лебедева АН СССР. Космический аппарат ДС-У2-М относится к аппаратам двойного назначения, которые использовались как в ин- тересах науки, так и для решения военно-прикладных во- просов. Произведен запуск двух космических аппаратов с космодрома Капустин Яр («Космос-97>» и «Космос-145»), В результате запусков была экспериментально подтверж- дена возможность работы квантовых стандартов частоты в условиях вакуума, невесомости и других факторов кос- мического полета. Полученные данные позволили сделать выводы, необходимые для дальнейшей конструкторской разработки бортовых молекулярных генераторов с целью создания промышленных образцов широкого применения. Космический аппарат ДС-У2-И Назначение аппарата: - исследование прохождения электромагнитных волн сверхнизкой частоты через ионосферу и шумов указанного диапазона волн в космическом пространстве; - обнаружение и регистрация спорадического радиоизлу- чения Солнца на частотах ниже критических частот ионосферы; - исследование радиоизлучения корпускулярных пото- ков в ионосфере; - исследование вариаций заряженной компоненты кос- мического излучения в околоземном пространстве. Постановщики научных экспериментов - Институт радиоэлектроники АН СССР, Научно-исследовательский радиофизический институт Московского государственного университета Министерства высшего и среднего специаль- ного образования РСФСР, Институт космической физики ионосферы и атмосферы Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР. На орбиты было выведено три аппарата ДС-У2-И с космодрома Капустин Яр («Космос-119», «Космос-142», «Космос-259»). Получен полезный сигнал на всех рабочих частотах аппаратуры, при этом факт прохождения через ионосферу радиоволн 31,8 и 44,9 кГц подтвержден впервые в мире. Подтверждена гипотеза о возможности прохожде- ния через ионосферу электромагнитных волн сверхнизкой частоты. Полученные данные позволили оценить зависи- мость концентрации заряженных частиц в нижних слоях ионосферы от времени суток и других факторов. Космический аппарат ДС-У2-МП Назначение аппарата: - исследование природы микрометеоров основных ежегодных метеорных потоков в свете гипотезы академика Б.П.Константинова об антивещественной природе комет; - изучение процессов взаимодействия микрометеоритов с поверхностью космического аппарата; - измерение интенсивности спектрального состава и вариаций гамма-излучения, приходящего из космического пространства и возникающего в атмосфере Земли; - изучение состава микрометеоритов по продуктам их дезинтеграции в верхних слоях атмосферы. Программа исследований является дальнейшим раз- витием экспериментов, начатых на космическом аппарате ДС-МТ. Постановщик научных экспериментов - Ленин- градский физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе АН СССР. 119
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КАДС-У2-Д Проведен запуск двух аппаратов с космодрома Капу- стин Яр («Космос-135», «Космос-163»), Полученные ре- зультаты свидетельствуют об отсутствии пылевого пояса вокруг Земли (американская гипотеза) и позволяют опре- делить природу микрометеоритов большинства главных метеоритных потоков. Зарегистрирован ядерный взрыв в Китае. Космический аппарат ДС-У2-Д Назначение аппарата: - непосредственное определение радиационной опас- ности, которая может возникнуть в условиях космического полета при воздействии излучения радиационных поясов Земли и излучений, сопровождающих ядерные взрывы на больших высотах и крупные вспышки на Солнце; - снятие дозиметрических карт радиационных полей на высотах 230-1650 км в широком диапазоне географиче- ских широт и долгот. Постановщик научных экспериментов - Научно-иссле- довательский институт ядерной физики Московского госу- Основные характеристики КАДС-У2-МП Масса-262 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 260 км - высота апогея - 620 км - наклонение орбиты - 48,5 ° Время активного существования -90 сут. Ракета-носитель -11К63 Основные характеристики КАДС-У2-Д Масса-237 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 222 км - высота апогея -1770 км - наклонение орбиты - 48,4 ° Время активного существования - 70 сут. Ракета-носитель - 11К63 дарственного университета Министерства высшего и сред- него специального образования РСФСР. Успешный запуск двух космических аппаратов произ- веден с космодрома Капустин Яр («Космос-137», «Кос- мос-219»). В результате работы с аппаратами ДС-У2-Д получен большой объем ценной научной информации о за- ряженных частицах естественных и искусственных радиаци- онных поясов Земли и первичном космическом излучении. Составлена карта распределения радиации по всему земно- му шару на высотах 220-1700 км, измерены поглощенные дозы радиации космическим аппаратом. 120
Глава 3 КАДС-У2-ГК Космический аппарат ДС-У2-ГК Назначение аппарата - проведение комплексных гео- физических исследований приполярной верхней атмосфе- ры, включая: - получение прямых данных о плотности и разогреве атмосферы в полярных широтах; - проведение регулярных наблюдений за геоактивными корпускулами и исследование их анизотропного распреде- ления в магнитном поле Земли; - изучение глобального распределения корпускулярных потоков и определение связи их интенсивности со светимо- стью полярных сияний; - изучение роли геоактивных корпускул в разогреве и вариациях плотности верхней атмосферы; - изучение структурных параметров верхней атмосферы; - оценку мощности корпускулярного источника и уточне- ние на этой основе теоретических расчетов моделей верхней атмосферы. Полет космического аппарата ДС-У2-ГК явился первым комплексным экспериментом по изучению верхней атмос- феры Земли и природы полярных сияний, проведенным в соответствии с программой сотрудничества социалистиче- ских стран в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, принятой в апреле 1967 г. Постановщики научных экспериментов - Институт физики атмосферы АН СССР, Союзный научно-исследовательский институт полюса. В эксперименте приняли участие научно- исследовательские институты и обсерватории НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СРР, СССР и ЧССР. Были изготовлены и выведены на орбиту с космо- дрома Плесецк два аппарата ДС-У2-ГК («Космос-261», «Космос-348»). С помощью аппаратуры для регистрации заряженных частиц, установленной на борту ДС-У2-ГК, обнаружена новая зона вторжения протонов в атмосферу Земли вблизи экватора. Орбита аппарата была выбрана так, чтобы его траектория регулярно проходила вдоль зоны полярных сияний. Это значительно увеличивало время Основные характеристики КА ДС-У2-ГК Масса-335 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 220 км - высота апогея - 680 км - наклонение орбиты -71 ° Время активного существования -40 сут. Ракета-носитель -11К63 пребывания регистрирующей аппаратуры в авроральной атмосфере для изучения заряженных частиц, вызываю- щих полярные сияния, электронов сверхтепловой энергии, а также вариаций плотности верхней атмосферы во вре- мя сияний. Одновременно сеть наземных геофизических станций НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СРР, СССР и ЧССР прово- дила скоординированные наземные наблюдения. В СССР наблюдения велись более чем в 30 пунктах. Различными методами исследовались неравномерности ионизации верхней атмосферы и возникающие при этом нарушения в распространении радиоволн в различных диапазонах, а также электромагнитные излучения самой плазмы верх- ней атмосферы и магнитосферы. Удалось проследить изменения в нижней области ио- носферы, связанные с жестким рентгеновским излуче- нием хромосферной вспышки, и в средней, вызванные более мягкой частью излучения. Сопоставление полу- ченных данных помогло уяснить, как реально происходит процесс поглощения излучения рентгеновской вспышки. Важным результатом этого эксперимента стало изучение данных о движении плазмы в ионосфере. Продолжением эксперимента явился полет второго аппарата ДС-У2-ГК. Он был запущен в летний период, что позволило сравнить между собой геофизические условия различных сезонов. Изменение времени запуска спутника существенно рас- ширило рамки исследований и дало возможность добыть новые данные, уточняющие и конкретизирующие смысл предварительных результатов, полученных на первом аппарате. 121
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КАДС-У2-ГФ Основные характеристики КА ДС-У2-ГФ Масса-283 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 263 км - высота апогея - 802 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -90 сут. Ракета-носитель - 11К63 Космический аппарат ДС-У2-ГФ Назначение аппарата - исследование коротковолнового излучения Солнца, звезд, туманностей и верхней атмосфе- ры Земли в рентгеновской и «вакуумной» ультрафиолето- вой областях спектра, в т.ч.: - исследование коротковолновой радиации Солнца и верхней атмосферы Земли в нескольких спектральных участках в области 1-1500 А; - исследование спектра излучения Солнца в области 30-310 А; - исследование коротковолновой радиации звезд в не- скольких спектральных участках в области 40-1500 А; - регистрация потока излучения искусственных поясов радиации, контроль радиоактивной зараженности верхней атмосферы, а также уровня радиоактивности поверхности космического аппарата; - исследование влияния различных факторов космиче- ской среды (микрометеориты, космическая пыль, потоки заряженных частиц) на коэффициент зеркального и диф- фузного отражений зеркал астрономических приборов. Постановщики научных экспериментов - Государствен- ный оптический институт им. С.И.Вавилова, Крымская астрофизическая обсерватория АН СССР. Запуск космического аппарата ДС-У2-ГФ на орбиту осу- ществлен с космодрома Капустин Яр («Космос-262»). Этот космический аппарат стал малой оптической обсерваторией, оснащенной приборами для регистрации излучений одно- временно Солнца, звезд, туманностей и верхней атмосферы Земли. Космический аппарат был оснащен газореактивной системой закрутки. Для успешной расшифровки и обработ- ки информации комплексом приборов, в состав которого входили чувствительные к солнечному свету элементы на- учной аппаратуры, датчики углов наведения спектрометра на Солнце и магнитометр СГК-58, решалась задача опреде- ления ориентации обсерватории в пространстве. Полученная информация позволила надежно установить направление, откуда регистрировались излучения в тот или иной момент времени. Записи показаний приборов дали возможность проследить всплески и спады излучений, связанные с актив- ными процессами во внешних оболочках Солнца (солнеч- ными вспышками). Космический аппарат ДС-У2-МГ Назначение аппарата - проведение абсолютной магнитной съемки магнитного поля Земли с использованием магнитоме- тра, работающего на принципах оптической накачки, в т.ч.: - получение данных о пространственном распределении напряженности магнитного поля; - уточнение гауссовских коэффициентов магнитного потенциала поля путем сопоставления измеряемых значе- ний поля с вычисленными при различных вариантах анали- тического представления; - исследование временных изменений геомагнитного поля на высотах полета космических аппаратов в магнито- активные периоды; - выяснение возможности использования магнитоме- тров с оптической накачкой как служебной системы контро- ля за ядерными взрывами в космическом пространстве; - проведение экспериментов по исследованию атмосферы. Постановщик научных экспериментов - Институт земно- го магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР. Произведен успешный запуск двух аппаратов ДС-У2-МГ с космодрома Плесецк («Космос-321», «Космос-356»), Маг- нитометр КМЦ-1 позволил выполнять измерения каждые две секунды. Это дало возможность получить интересные данные о характере изменения магнитного поля Земли. Было про- 122
Глава 3 КАДС-У2-МГ КАДС-У2-ИП Основные характеряспкн КАДС-У2-МГ Масса-247кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 244 км - высота апогея -600 км - наклонение орбиты -82° Время активного существования -40 сут. Ракета-носитель - 11К63 Основные характеристики КАДС-У2-ИП Масса-281 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея -241 км - высота апогея -1763 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования -90 сут. Ракета-носитель - 11К65М ведено глобальное измерение магнитного поля Земли в ши- ротном поясе ±82 °, что дало возможность получить распре- деление магнитного поля на 94 % поверхности земного шара. Сравнение данных измерений этого аппарата с данными двух предыдущих космических аппаратов ДС-МГ («Космос-26», «Космос-49») позволило с высокой точностью определить вековые изменения магнитного поля по всей поверхности Земли. Впервые измерен эффект экваториальной токовой струи, существующей в плоскости магнитного экватора на дневной стороне; получены важные сведения по механизмам магнитных бурь в полярных областях, в частности, удалось уточнить топологию магнитоактивных зон в этих районах. Во время особенно интенсивной бури 8-10 марта 1970 г. были измерены эффекты полярных электроструй. Эти дан- ные используются для изучения проводимости земного шара. Эксперименты, выполненные в космическом пространстве, позволили определить степень соответствия реальной карти- ны теоретическим моделям, созданным на основе наблюде- ний с поверхности Земли в течение столетий. Космический аппарат ДС-У2-ИП Назначение аппарата - комплексные исследования важнейших характеристик ионосферы Земли в глобальном масштабе до высот 2000 км (включая полярные области). Постановщик научных экспериментов - Радиоастрономи- ческий институт им. П.К.Штернберга Московского государ- ственного университета Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР Аппарат выведен на орбиту с космодрома Плесецк («Космос-378»). В процессе функционирования аппара- та исследованы концентрации ионов и электронов, состав 123
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ионов, а также поглощение в атмосфере Земли ультрафи- олетового излучения Солнца. Измерены потоки энергетиче- ских частиц, относящихся к внешнему радиационному поясу и потоку «мягких» электронов с энергиями до -10 кэВ. Космический аппарат ДС-У2-К Назначение аппарата - проведение комплексных гео- физических исследований в приполярных областях верхней атмосферы Земли. Постановщики научных экспериментов - Институт космических исследований АН СССР, Научно- исследовательский институт ядерной физики Московско- го государственного университета Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР, Морской ги- дрофизический институт АН СССР. Произведен успешный запуск космического аппарата с космодрома Плесецк («Космос-426»), Проведены регуляр- ные наблюдения за геоактивными корпускулами и исследо- вания анизотропного распределения магнитного поля Зем- ли, измерены структурные параметры верхней атмосферы, изучено глобальное распределение корпускулярных потоков и определена связь их интенсивности со светимостью по- лярных сияний. Космический аппарат ДС-У2-МТ Назначение аппарата - продолжение программы исследо- ваний метеорных потоков, начатой на космических аппаратах ДС-МТ, ДС-У2-МП. Постановщики научных экспериментов - Ленинградский физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе, Крымская астрофизическая обсерватория АН СССР, Институт геохимии и аналитической химии АН СССР. Проведен запуск космического аппарата с космодрома Плесецк («Космос-461»). Проведены измерения вариаций интенсивности мягкой и жесткой компонент потока заря- женных частиц, исследования интенсивности и спектраль- ного состава излучений в широком диапазоне - от рентге- новского до жесткого гамма-излучения, а также изучены их вариации и исследованы корреляции с активностью главных метеорных потоков. Космический аппарат ДС-У2-ГКА Назначение аппарата - исследование явлений и про- цессов, происходящих в высокоширотных областях верх- ней атмосферы Земли, изучение природы полярных сия- ний. Программа научных экспериментов на космическом аппарате ДС-У2-ГКА продолжает серию геофизических экспериментов, выполненных на космических аппаратах ДС-У2-ГК («Космос-261» и «Космос-348»), с примене- нием более совершенной научной аппаратуры и с непо- средственным участием специалистов французского Цен- тра по изучению космического излучения, впоследствии CNES (г. Тулуза) в рамках реализации совместной совет- ско-французской программы «Аркад». Программа экспе- риментов и научная аппаратура разработаны советскими и французскими специалистами. Постановщики научных экспериментов - Институт космических исследований АН СССР, Национальный центр космических исследований Франции (CNES). Основные характеристики КА ДС-У2-К Масса-3298 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 400 км - высота апогея - 2000 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования -90 сут. Ракета-носитель - 11К65М КАДС-У2-К 124
Глава 3 КАДС-У2-МТ КАДС-У2-ГКА Основные характеристики КАДС-У2-МТ Масса-330 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 490 км - высота апогея - 524 км - наклонение орбиты - 69,2 ° Время активного существования -40 сут. Ракета-носитель - 11К63 Основные характеристики КАДСУ2-ГКА Масса-348 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея -410 км - высота апогея - 2500 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования -40 сут. Ракета-носитель - 11К65М Проведен запуск двух аппаратов с космодрома Плесецк («Ореол-1», «Ореол-2»), Кроме измерения характеристик полярных сияний аппаратами «Ореол» велись исследования ионного состава верхней атмосферы в полярных районах. С анализом ионного состава связано раскрытие природы «про- валов» в ионосфере. Ряд дополнительных возможностей в этом отношении давала более вытянутая орбита аппарата. Ее апогей находился на высоте 2500 км, т.е. за пределами нор- мальной ионосферы. На этих высотах проводились измере- ния характеристик авроральных частиц до их взаимодействия с земной ионосферой. Получены новые данные об особом, плохо видимом глазом, но очень важном для исследователей явлении - водородном полярном сиянии, вызываемом втор- жением в атмосферу энергичных протонов. Выяснены неко- торые характеристики вторжений в атмосферу этих протонов, в особенности на дневной стороне овала полярных сияний. Космический аппарат ДС-У2-ИК-1 Назначение аппарата: - изучение радиационной обстановки в околоземном пространстве; - исследование влияния солнечной активности на дина- мические процессы в радиационных поясах Земли; - исследование природы и спектра низкочастотных элек- тромагнитных колебаний в верхней ионосфере. Постановщики научных экспериментов - Институт косми- ческих исследований АН СССР, научные организации ЧССР. 125
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КАДС-У2-ИК-2 КАДС-У2-ИК-3 126
Глава 3 Основные характеристики КА ДС-У2-41К-1 Масса-222 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 207км - высота апогея -1320 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель - 11К63 Основные характеристики КА ДС-У2-ИК-2 Масса-296 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея -205 км - высота апогея -1200 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -60 сут. Ракета-носитель -11К63 Основные характеристики КА ДС-У2-МК-3 Масса-329 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 265 км - высота апогея -1500 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель - 11К65М Запуск аппарата осуществлен с космодрома Капустин Яр («Интеркосмос-3»). Управление полетом аппарата проводи- ла оперативная группа специалистов СССР и ЧССР. Прием научной информации с космического аппарата осущест- влялся наземными станциями ГДР, СССР и ЧССР. Ученые исследовали распределение потоков заряженных частиц на высотах от 207 до 1320 км. Это распределение зависит от фазы 11-летнего цикла солнечной активности. Аппарат функционировал в период продолжавшегося уменьшения солнечной активности. Накопленный научный материал от- ражал состояние, характерное для «умеренной» ионосфе- ры. Приборы зарегистрировали значительные изменения в потоках излучений на нижней границе радиационного по- яса. Эти изменения наблюдались вслед за серией хромос- ферных вспышек. Отмечено «высыпание» в плотные слои атмосферы высокоэнергичных электронов. Проведены исследования природных радиоволн низкой частоты. Помещенный на космическом аппарате анализа- тор низких частот регистрировал низкочастотные радио- излучения, генерировавшиеся в окрестностях Земли. Затем эти сигналы пересылались на наземные приемные пункты. Таким образом, на Земле были получены низкочастотные радиоволны неискаженными, в их первозданном виде. Экс- перимент на космическом аппарате дополнился наземной регистрацией проникших через ионосферу к Земле очень низкочастотных излучений. В ходе эксперимента наземной аппаратурой и аппаратурой космического аппарата было зарегистрировано множество разнообразных сигналов, порожденных грозовыми разрядами. Отмечалось взаимо- действие радиоволн с ионосферной плазмой, которое явля- лось источником своеобразных космических «шумов». Был также зарегистрирован эффект «самовозбуждения» ионос- ферной плазмы, выражавшийся в испускании плазмой соб- ственных шумовых волн повышенной интенсивности. Космический аппарат ДС-У2-ИК-2 Назначение аппарата - продолжение научных экспери- ментов, начатых на аппарате ДС-У2-ИК-1. Постановщики научных экспериментов - Институт космических исследова- ний АН СССР, научные организации ЧССР. В наземных на- блюдениях по программе эксперимента принимали участие Франция и Новая Зеландия. Аппарат выведен на орбиту с космодрома Капустин Яр («Интеркосмос-5»). В экспериментах на космических аппаратах «Интеркосмос-3» и «Интеркосмос-5», благо- даря специфическим орбитам спутников и комплексности исследований - одновременному изучению характеристик потоков заряженных частиц и низкочастотных электромаг- нитных излучений, - удалось получить важную информа- цию, существенно дополняющую картину поведения частиц в околоземном космическом пространстве. В результате исследований под радиационными поясами (в области ква- зизахвата) и на внутренней границе радиационных поясов, выполненных как в спокойные геомагнитные периоды, так и во время магнитных бурь, сделаны следующие выводы: - квазизахватные протоны в спокойные периоды не на- блюдались; - во время магнитных возмущений значительно возрас- тают потоки квазизахваченных электронов и появляются по- токи высыпающихся электронов; - потоки квазизахваченных и высыпающихся протонов наблюдаются только во время магнитных бурь; высыпание протонов происходит за пределами плазмосферы на ноч- ной стороне Земли. Изучение потоков заряженных частиц по данным вышеназ- ванных космических аппаратов позволило получить дополни- тельные сведения о структуре радиационных поясов в спокой- ное геомагнитное время, проследить динамику заряженных частиц в магнитовозмущенное время и на основе данных о низкочастотном электромагнитном излучении предложить возможные механизмы потерь заряженных частиц в радиаци- онных поясах. Экспериментально обнаружено, что уход элек- тронов из ионосферы происходит в результате циклотронного резонанса частиц на фоне низкочастотных шумов. Космический аппарат ДС-У2-ИК-3 Назначение аппарата - проведение научного экспе- римента по исследованию электромагнитных связей маг- нитосферы и ионосферы Земли. Постановщики научных 127
История развития отечественных автоматических космических аппаратов экспериментов - Институт космических исследований АН СССР, научные организации ГДР, ЧССР. Запуск аппарата осуществлен с космодрома Плесецк («Интеркосмос-10»), Научные приборы, разработанные в ГДР, СССР и ЧССР, предназначались для детального иссле- дования геофизических процессов, происходящих в высоко- широтных областях, вызывающих, в частности, значительные высотные продольные токовые струи, являющиеся одной из причин геомагнитных возмущений. Комплекс научной аппа- ратуры давал одновременную информацию о величинах па- раметров ионосферы, магнитного и электрического полей, об электромагнитных низкочастотных излучениях и потоках заряженных частиц. Эксперименты на космическом аппарате сопровождались наземными наблюдениями за ионосферой, а также измерениями, проводимыми с помощью советских метеорологических ракет, запуски которых осуществлялись по согласованной программе в момент пролета аппарата над соответствующими наземными станциями ракетного зонди- рования. Это позволило в нужный интервал времени полу- чать сведения о наиболее токопроводящих областях ионос- феры, лежащих на высотах 100-150 км. Получены данные о флюктуациях электрического поля, спектра низкочастотно- го излучения, а также о температуре и концентрации элек- тронов в ионосферной плазме. Космический аппарат ДС-У2-ИК-4 Назначение аппарата - изучение ионосферы Земли по про- грамме сотрудничества социалистических стран. Повышенный интерес к ионосферным исследованиям объясняется практиче- ской потребностью познания законов и условий распространения радиоволн, т.к. нет ни одной страны, не пользующейся ионосфер- ной радиосвязью. Ионосфера является гигантской естественной лабораторией, в которой можно изучать плазменные процессы, не воспроизводимые в земных лабораториях. Постановщики научных экспериментов - Институт космических исследований АН СССР, научные организации НРБ, ВНР, ГДР, СРР, ЧССР Космический аппарат выведен на орбиту с космодро- ма Плесецк («Интеркосмос-12»). В результате успешного функционирования аппарата на орбите проведены отработка методики масс-спектромегрических экспериментов и испыта- ния новой масс-спектрометрической аппаратуры. Получены данные о концентрации электронов и положительных ионов, электронной температуре и ионном составе в ионосфере Зем- ли; о пространственной плотности, энергетических характери- стиках, спектрах, массе и разрушающем действии спорадиче- ских метеорных частиц, принадлежащих метеорным потокам. Космический аппарат ДС-У2-ИК-5 Назначение аппарата - исследование структуры ионос- феры и радиационных поясов Земли по программе со- трудничества социалистических стран. Постановщики науч- ных экспериментов - Институт космических исследований АН СССР, научные организации ЧССР. Проведен запуск космического аппарата с космодрома Плесецк («Интеркосмос-13»). Орбита аппарата проходила над полярными районами, где измерения до этого были от- рывочными и недостаточными. Получены данные о процес- сах взаимодействия заряженных частиц и низкочастотных электромагнитных излучений в магнитосфере Земли. Основные характеристики КА ДС-У2-ИК-4 Масса-317 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 264 км - высота апогея - 708 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель -11К65М КАДС-У2-ИК-4 128
Глава 3 КАДС-У2-ИК-6 Основные характеристики КАДС-У2-ИК-5 Масса-365 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 300 км - высота апогея -1700 км - наклонение орбиты -83° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель -11К65М Основные характеристики КАДС-У2-ИК-6 Масса-312 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 345 км - высота апогея -1700 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель -11К65М Космический аппарат ДС-У2-ИК-6 Назначение аппарата - исследование структуры элек- тромагнитных волн сверхнизкой частоты, волновых свойств плазмы и потоков микрометеорных частиц по программе сотрудничества социалистических стран с целью изучения волновых и структурных свойств ионосферы и магнитосфе- ры Земли. Постановщики научных экспериментов - Инсти- тут космических исследований АН СССР, научные организа- ции НРБ, ВНР, ЧССР. Запуск космического аппарата осуществлен с космо- дрома Плесецк («Интеркосмос-14»). Получены данные об электрической и магнитной составляющих низкочастотных электромагнитных излучений, распределении концентрации и температуры заряженных частиц, интегральном содержа- нии электронов в ионосферной плазме. Космический аппарат ДС-У2-ИК-8 Назначение аппарата: - изучение спорадического радиоизлучения Солнца в диапазоне частот 0,6-6,0 МГц, влияния ионосферной 129
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Основные характеристики КА ДС-У2-ИК-8 Масса-265 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея -210 км - высота апогея -1500 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования -60 сут. Ракета-носитель - 11К63 плазмы на характеристики электрических дипольных антенн в диапазоне сверхнизких частот; - исследование параметров ионосферы методом низко- частотного импедансного зонда, электронной концентрации ионосферы и ее неоднородностей методом высокочастот- ного импедансного зонда. Постановщики научного эксперимента - Институт кос- мических исследований АН СССР и научные организации ПНР: Лаборатория астрофизики в Торуни (ныне Астроно- мический центр им. Н.Коперника АН ПНР), Университет им. Н.Коперника в Торуни, Институт авиации, Институт мате- матических машин и Центр космических исследований в Вар- шаве. Космический эксперимент, подготовленный польскими и советскими специалистами, посвящен 500-летию со дня рождения великого польского ученого Николая Коперника. Запуск аппарата проведен с космодрома Капустин Яр («Интеркосмос-9»), Прием информации, поступавшей с бор- та космического аппарата, осуществляли приемные станции СССР и ЧССР. Астрофизические и геофизические обсервато- рии социалистических стран в период эксперимента проводили синхронные наблюдения за Солнцем в различных диапазонах длин волн и за состоянием ионосферы Земли. Установленное на космическом аппарате оборудование безотказно работа- ло до момента входа в плотные слои атмосферы. Получены данные о спорадическом радиоизлучении Солнца, проведено систематическое изучение параметров ионосферы на высотах от 200 до 1500 км в период минимума солнечной активности. Обнаружена нерегулярность структуры всплесков радиоиз- лучения Солнца в диапазоне частот 3-6 МГц. В измерениях, проводимых на космическом аппарате, был открыт новый тип радиошумов в ионосфере - волны Бернштейна, которые само- произвольно возникают в высокотемпературной магнитной плазме. Самым интересным результатом наблюдений Солнца можно назвать открытие значительной поляризации всплесков III типа на частотах в диапазоне от 2 до 4 МГц. Космический аппарат ДС-УЗ-С Назначение аппарата: - измерение потока и вариации интенсивности мягкого рентгеновского излучения Солнца в области спектра 2-100 А и определение источников генерации этого излучения; - измерение интенсивности солнечного спектра вблизи линии L (12-16 А); - измерение интенсивности ионизированного гелия (304 А); - исследование работы электромаховичной системы ориентации аппарата на Солнце. Постановщики научного эксперимента - Физический институт им. П.Н.Лебедева АН СССР, Крымская астрофизи- ческая обсерватория АН СССР. На орбиту выведены два аппарата ДС-УЗ-С с космодрома Капустин Яр («Космос-166», «Космос-230»). Во время по- лета аппарата по освещенной части орбиты его ось ориенти- ровалась на Солнце с точностью 1-2 °. С помощью комплек- са научной аппаратуры проведено исследование областей генерации и спектрального состава рентгеновских вспышек на Солнце, изучены динамика их развития, электронная тем- пература и электронная плотность при отсутствии вспышек. Измерен рентгеновский фон космического пространства 130
Глава 3 КАДС-УЗ-ИК-1 Основные характеристики КАДС-УЗ-С Масса-285 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 300 км - высота апогея - 800 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования - 75 сут. Ракета-носитель - 11К63 Основные характеристики КАДС-УЗ-ИК-1 Масса-303 кг Расчетные параметры орбиты- - высота перигея - 260 км - высота апогея - 640 км - наклонение орбиты - 48,4 ° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель -11К63 в области мягкого излучения (8-12 А). Интенсивность излуче- ния составляла 7,5 фотонов/см2 х с х ср. Анализ имеющихся данных указывает на наличие двух механизмов генерации рентгеновского излучения в Метагалактике в области энергий, соответственно больших и меньших 20 кэВ. Полученные дан- ные позволили определить наиболее горячие области солнеч- ной короны, построить изображение Солнца в рентгеновской и ультрафиолетовой спектральных областях, исследовать из- менения активных зон с температурами 10000-20000 °C на поверхности Солнца. Эти данные могут быть использованы при оценке количества коротковолнового излучения Солнца, поглощаемого земной атмосферой. Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-1 Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-1 - первый аппарат, созданный при участии ученых и специалистов социали- стических стран по программе «Интеркосмос». Назначение аппарата: - исследование коротковолнового (ультрафиолетового и рентгеновского) излучения Солнца в условиях минимума его активности и во время вспышек; - изучение спектрального состава и поляризации рент- геновского излучения Солнца; - исследование воздействия коротковолнового излуче- ния на верхние слои атмосферы Земли. Постановщики научных экспериментов - Институт кос- мических исследований АН СССР и научные организации ГДР и ЧССР. Космический аппарат выведен на орбиту с космодрома Капустин Яр и получил наименование «Интеркосмос-1». Первый совместный эксперимент по программе «Ин- теркосмос» был комплексным: наблюдения велись как с космического аппарата, так и с Земли обсерваториями стран-участниц. Впервые удалось обнаружить поляризацию рентгеновского излучения во время солнечных вспышек. 131
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Это интересное открытие проливает свет на природу сол- нечных вспышек. Поляризация рентгеновского излучения дает основание утверждать, что существенную роль в воз- никновении вспышек на Солнце играют мощные потоки на- правленных ускоренных электронов. Благодаря рентгенов- скому спектрогелиографу, помещенному на космическом аппарате, удалось отследить т.н. всплески рентгеновского излучения во время хромосферных вспышек. В моменты захода аппарата в тень Земли оптические фотометры Лай- ман-альфа определяли «запас» молекулярного кислорода и аэрозолей в верхней атмосфере Земли. Выяснилось, что на высотах порядка 100-120 км кислорода в 2-3 раза мень- ше, чем предполагалось раньше. Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-2 Назначение аппарата - продолжение исследований уль- трафиолетового и рентгеновского излучений Солнца и его влияния на атмосферу Земли, начатых с использованием космического аппарата ДС-УЗ-ИК-1. Постановщики науч- ных экспериментов - Институт космических исследований АН СССР и научные организации ГДР и ЧССР. Запуск космического аппарата ДС-УЗ-ИК-2 осуществлен с космодрома Капустин Яр («Интеркосмос-4»), На борту космического аппарата была установлена научная аппара- тура, разработанная и изготовленная специалистами СССР, ГДР, более совершенная по сравнению с той, что функци- онировала на первом «солнечном» интернациональном Основные характеристики КА ДС-УЗ-ИК-2 Масса-303 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 260 км - высота апогея - 640 км - наклонение орбиты -48,4° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель - 11К63 Основные характеристики КАДС-УЗ-ИК-З Масса-301 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 267км - высота апогея - 568 км - наклонение орбиты - 48,4 ° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель -11К63 аппарате «Интеркосмос-1». Передача научных данных с космического аппарата «Интеркосмос-4» велась уже не по трем каналам, а по восьми одновременно, что существенно ускоряло процесс «снятия» и обработки нужной инфор- мации. Получен большой объем сведений о физических процессах, происходящих на Солнце, исследованы рентге- новские спектры высокого разрешения ионов в солнечных вспышках. Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-З Назначение аппарата - измерение интенсивности, полу- чение рентгенограмм солнечного излучения и измерение плотности верхней атмосферы по программе сотрудниче- ства социалистических стран. Постановщики научных экспе- риментов - Институт космических исследований АН СССР и научные организации ГДР и ЧССР. Запуск аппарата проведен с космодрома Капустин Яр («Интеркосмос-7»), При изготовлении аппаратуры для космического аппарата ДС-УЗ-ИК-З был учтен опыт рабо- ты с предыдущими аппаратами ДС-УЗ-ИК: приборы были модернизированы, стали более точными. Получены данные о динамике и рентгеновском спектре мощных протонных вспышек, одномерные монохроматические рентгенограм- мы, исследованы поглощения высотным аэрозолем излуче- ния Солнца в оптическом диапазоне. Проведены исследова- ния мягкого и жесткого рентгеновского излучения Солнца. Полет космического аппарата отслеживали наземные об- серватории ВНР, СРР, НРБ, ГДР, ЧССР и СССР. Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-4 Назначение аппарата - исследование коротковолнового ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца и его поглощения верхней атмосферой Земли применительно к минимуму 11 -летнего цикла солнечной активности. Поста- новщики научных экспериментов - Институт космических исследований АН СССР и научные организации ГДР и ЧССР. КАДС-УЗ-ИК-З 132
Глава 3 КАДС-УЗ-ИК-4 КАДС-УЗ-ИК-5 Запуск аппарата осуществлен с космодрома Капустин Яр («Интеркосмос-11»). Информация, полученная с космиче- ского аппарата ДС-УЗ-ИК-4, существенно дополнила дан- ные первых трех космических аппаратов о коротковолно- вом излучении Солнца. Изучены основные характеристики рентгеновского излучения «спокойного» Солнца. Измерен абсолютный поток излучения и его вариации при различных уровнях солнечной активности, определен спектральный состав излучения, локализованы рентгеновские активные области в солнечной короне. Получены данные о распре- делении озона в верхней атмосфере Земли, наличии в ней аэрозоля. Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-5 Назначение аппарата - измерение интенсивности сол- нечного излучения в рентгеновском, ультрафиолетовом и оптическом диапазонах по программе сотрудничества социалистических стран. Постановщики научных экспери- ментов - Институт космических исследований АН СССР и научные организации ГДР, ЧССР, Швеции. На космическом аппарате ДС-УЗ-ИК-5 вместо спектро- метра-поляриметра СПР-2 был установлен изготовленный Основные характернстнкн КАДС-УЗ-ИК-4 Масса-335 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 264 км - высота апогея - 708 км - наклонение орбиты -50,7° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель -11К65М Основные характернстнкн КАДС-УЗ-ИК-5 Масса-302 кг Расчетные параметры орбиты: - высота перигея - 465 км - высота апогея - 523 км - наклонение орбиты -50,6° Время активного существования - 60 сут. Ракета-носитель -11К65М в Швеции спектрометр-поляриметр СПШ для регистрации резонансной поляризации солнечного ультрафиолетового излучения. Аппарат выведен на орбиту с космодрома Ка- пустин Яр («Интеркосмос-16») со второй попытки. Пер- вый запуск носителя 11К65М с космическим аппаратом ДС-УЗ-ИК-5 был аварийным. Получены данные о рент- геновском и ультрафиолетовом спектрах в период мини- мума солнечной активности. Проведенные исследования позволили понять природу рентгеновского излучения Солнца, определить физические условия в «спокойной» короне и выяснить основные характеристики тепловых и нетепловых процессов во время вспышек. Они имеют важ- ное значение для изучения механизма солнечно-земных 133
История развития отечественных автоматических космических аппаратов связей и создания новых методов диагностики «горячей» астрофизической и лабораторной плазмы. В результате этих исследований в СССР получило дальнейшее развитие новое направление в солнечной астрономии - рентгенов- ская астрономия Солнца. Конструктивно-компоновочная схема космических аппаратов Конструктивно-компоновочной схемой каждой мо- дификации платформы предусмотрено оснащение ее комплектациями научной аппаратуры без доработки конструкции платформы и обеспечивающего аппаратур- ного комплекса. Основным узлом каждой модификации платформы является герметичный корпус. Использование герметичного корпуса в составе космического аппарата было продиктовано необходимостью обеспечения для нор- мального функционирования электронных блоков научной и обеспечивающей аппаратуры определенных климатиче- ских условий - газовой среды заданного состава, давления, влажности и температуры. Корпус диаметром 800 и длиной 1460 мм, состоящий из цилиндрической обечайки и двух полусферических днищ, ус- ловно разделен на три отсека: научной аппаратуры, комплек- са обеспечивающих систем и системы электроснабжения. Все отсеки имеют унифицированные посадочные места для крепления рам с соответствующими блоками аппаратуры. Полусферическая оболочка отсека системы электроснаб- жения спутника модификации ДС-У1 представляла собой штампосварную конструкцию, в вершине полусферы которой находился силовой фланец для крепления пиротолкателя си- стемы отделения носителя. К торцу оболочки приварен шпан- гоут, предназначенный для крепления оболочки с централь- ной частью корпуса, а также для стыковки к шасси носителя. Для поддержания внутри герметичного корпуса кос- мического аппарата температуры газа (азота) в заданных пределах использованы активная система терморегулирова- ния, включающая радиатор, жалюзи, вентилятор, газоводы и блок управления. Радиатором служит полусферическая оболочка отсека системы электроснабжения, на внешней по- верхности которой в виде четырех секторов нанесено кера- мическое покрытие с высоким коэффициентом излучения. Жалюзи представляет собой поворотный экран, по форме и размерам соответствующий секторам с покрытием. Жалюзи имеет подшипниковый узел на силовом фланце, кинемати- чески оно соединено с приводом, расположенным внутри отсека. Поворотом жалюзи регулируется излучательная спо- собность радиатора. Средняя часть корпуса представляет собой сварную ци- линдрическую обечайку с торцевыми стыковочными шпан- гоутами. На наружной поверхности средней части корпуса предусмотрены фланцы и кронштейны для установки при- боров и датчиков научной аппаратуры, а также бобышки с посадочными местами под штыревые антенны аппаратуры командной радиолинии, системы радиоконтроля орбиты, радиотелеметрическая система. Электрическая связь антенн и приборов с аппаратурой, расположенной внутри корпуса, осуществляется через герметичные вводы, установленные на специальных фланцах обечайки. Полусферическая оболочка отсека научной аппаратуры имеет в вершине полусферы и по поверхности фланцы, а на торце - стыковочный шпангоут. На фланцах оболочки предусмотрены посадочные места для установки приборов и датчиков научной аппаратуры, электрических герметич- ных вводов, а также штанг с датчиками и антеннами научной аппаратуры. Конструкция платформы модификации ДС-У2 отличает- ся от конструкции ДС-У1 тем, что на специальные бобышки средней части корпуса устанавливается солнечная батарея. Солнечная батарея общей площадью 5 м2 представляет собой восьмигранную призму с четырьмя поворотными панелями. Основанием солнечной батареи является штампованный кар- кас, подкрепленный профилями различного сечения. Мате- риал каркаса - алюминиевые и магниевые сплавы. Ма гранях и торцевых поверхностях каркаса устанавли- ваются стационарные панели солнечной батареи. Четыре поворотные панели прикреплены к каркасу с помощью по- воротных механизмов. В транспортном положении пово- ротные панели солнечной батареи зачекованы на каркасе. Расчековка и установка панелей в рабочее положение про- водятся после отделения КА от носителя. Платформа модификации ДС-УЗ отличается от ДС-У2 конструкцией цилиндрической части корпуса и солнечной батареи. Корпус платформы ДС-УЗ имеет увеличенную длину цилиндрической части для компоновки на раме обе- спечивающей аппаратуры блока системы ориентации. На на- ружной поверхности корпуса установлены солнечная бата- рея, газореактивная система, датчики ориентации на Солнце и антенны радиосистем обеспечивающей аппаратуры. Солнечная батарея общей площадью 3,7 м2 состоит из восьми поворотных панелей и восьми стационарных панелей, прикрепляемых к каркасу. Поворотные панели в рабочем по- ложении расположены перпендикулярно ориентируемой на Солнце продольной оси космического аппарата в двух пло- скостях- в районе переднего и заднего шпангоутов цилиндри- ческой части корпуса (по четыре панели в каждой плоскости). Каркас выполнен в виде восьмигранной призмы, на гра- нях которой в транспортном положении сложены и зачеко- ваны поворотные панели солнечной батареи. К переднему торцу каркаса, обращенному в процессе ориентированного полета на Солнце, прикреплены стационарные панели сол- нечной батареи. Установка электронных блоков научной аппаратуры осу- ществляется внутри корпуса на раме научной аппаратуры. Установка датчиков и приборов научной аппаратуры, ори- ентируемых на Солнце, предусматривается снаружи корпуса на специальных рамах и кронштейнах, прикрепленных к си- ловому фланцу или к шпангоуту передней полусферической оболочки отсека научной аппаратуры. 134
Глава 3 Л.т4.Жакрш)ем7са, С.К.'Волко^, А.'БЯороино^, А.Л.'Чиркии, Б./4.Кажеьникс^, Т.С.салихм, КПХадненка, ИЮ.Ильина АО «Корпорация «ВНИИЭМ» ПЕРВЫЕ ШАГИ В КОСМИЧЕСКОМ НАПРАВЛЕНИИ ВНИИЭМ: ОТ «ОМЕГИ» ДО «МЕТЕОРА» Космический аппарат «Омега» В I960 г. АГ.Иосифьян и М.К.Янгель решили создать специальную космическую лабораторию для исследований и отработки в реальных усло- виях длительного полета в космосе некоторых видов электротехнической аппаратуры и матери- алов. Правительство поддержало предложение двух главных конструкторов, и в 1960 г. вышло решение о создании двух спутников - космиче- ских электротехнических лабораторий - КЭЛ. Эти спутники в процессе разработки получили название «Омега». КЭЛ с самого начала задумывали как не- обычный спутник, технически не похожий на те, что создавались до этого. Было решено исследовать различные режимы ориентации спутника - на Землю и Солнце. До этого на всех космических аппаратах в качестве силы, способной создавать управляющие моменты относительно центра массы, использовались газореактивные двигатели. Но длительное поддержание спутника в ориентированном состоянии по- требовало бы большого запаса газа для реактивных дви- гателей и не осталось бы массы для научных приборов. Поэтому появилась идея создать электромеханическую систему ориентации. Для ведения работ был сформирован небольшой коллектив, куда вошли специалисты по динамике поле- та И.Е.Сахаров, конструктор А.В.Чаев, ведущий электро- механик института Н.Я.Альпер. Был создан специальный А.Г.Иосифьян Основатель и первый директор, главный конструктор ВНИИЭМ (1941-1974 гг). Герой Социалистического Труда. Д.т.н„ профессор. Лауреат Ленинской и Государственной премий. Заслуженный деятель науки РФ КА «Омега» сектор, который поручили возглавить молодому инженеру Ю.В.Трифонову (в будущем главный конструктор, д.т.н.). Когда правительством было принято решение по спутнику «Омега», дирекция организовала специальное конструктор- ское бюро во главе с М.Т.Геворкяном, работавшим главным технологом института. Он вел все конструкторские и тех- нологические вопросы, а сектор Ю.В.Трифонова проводил работы, связанные со схемотехникой испытаний спутника. С огромным трудом были сделаны два аппарата и отправле- ны на космодром Капустин Яр. Для запуска были предложены небольшие ракеты кон- струкции МКЯнгеля, впоследствии они получили название «Космос». С их помощью запускались многие спутники серии с таким же названием. 13 апреля 1963 г. состоялся первый запуск, а 13 декабря 1963 г. был запущен второй аппарат. Спутники получили после пуска наименование «Космос-14» и «Космос-23». Они позволили решить целый ряд интересных задач, а главное - сплотили состоявший в основном из очень молодых людей коллектив, который поверил в свои силы и взялся за более сложные проекты. 135
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 1 Характеристики спутников Характеристики «Космос-14» («Омега-1») «Космос-23» («Омега-2») Заказчик Академия наук СССР Академия наук СССР Производитель ВНИИЭМ ВНИИЭМ Назначение Экспериментальный спутник Земли Экспериментальный спутник Земли Запуск 13 апреля 1963 г. 11:02:00 UTS 13 декабря 1963 г. 14:15:GTM Ракета-носитель 63С1 63С1 Полигон, стартовая площадка Капустин Яр, «Маяк-2» Капустин Яр, «Маяк-2» Длительность полета 137 суток 99 суток Сход с орбиты 29 августа 1963 г. 27 марта 1964 г. Технические характеристики Масса 300 кг 347,0 кг Элементы орбиты Тип орбиты Околокруговая Низкая, околоземная Наклонение 48°95’ 49° Период обращения 92,1 мин 92,9 мин Апоцентр 512 км 613 км Перицентр 265 км 240 км Спутники имели вид усеченного конуса длиной 1,8 м и максимальным диаметром 1,2 м с полусферами на кон- цах. Корпус был выполнен герметичным, на нем разме- щались две панели солнечных батарей, каждая из которых состояла из трех створок, раскрывающихся после отделения спутника от PH. В состав системы ориентации входили три электродвигателя-маховика, датчики направления на Землю и Солнце и датчики угловых скоростей (акселерометры), ко- торые выдавали необходимые командные сигналы. Режим ориентации трехосный (две координаты на Землю и одна - на Солнце). Для «разгрузки» маховиков использовалась газо- реактивная система, которая брала на себя создание управляющего воздействия при торможении маховика. КА «Космос-14» имел широкую возможность ориентации и стабилизации в пространстве. Трехосная система ори- ентации позволяла ориентировать спутник и на Землю (с помощью датчика направления на Землю - построителя местной вертикали), и на Солнце (с использованием со- ответствующих датчиков). В полете был исследован режим «закрутки» всего спутника вместе с раскрытыми солнеч- ными батареями вокруг оси, ориентированной на Солнце с помощью электродвигателей-маховиков. При этом пане- ли солнечных батарей оставались жестко закрепленными относительно корпуса спутника. Этот «режим закрутки» впоследствии широко использовался на пилотируемых кораблях «Салют» и орбитальном комплексе «Мир». На КА «Космос-14» осуществлялся автоматический контроль работы солнечных и химических батарей. Связь со спутни- ком велась с помощью радиопередатчика «Маяк», работа- ющего на частоте 20 МГц. КА «Космос-23» («Омега-2») был запущен так же, как и «Космос-14», с космодрома «Капустин Яр» со старто- вого комплекса «Маяк-2» PH 63С1. Космический аппарат был выведен на низкую околоземную орбиту с перигеем в 240 км, апогеем в 613 км, с углом наклона плоскости орбиты к плоскости экватора -49 ° и периодом обраще- ния 92,9 мин. Он находился на орбите 115 сут., после чего 27 марта 1964 г. прекратил свое существование, войдя в плотные слои атмосферы. Одна из основных задач спутника - исследование ра- ботоспособности солнечных батарей и устройств автома- тики, контролирующих работу солнечных и химических источников. КА «Космос-23» также был снабжен первым отечественным сканирующим ИК-радиометром, предна- значенным для получения в ночное время снимков земной поверхности, закрытой облаками. К сожалению, из-за отказов в работе ПМВ предполагае- мая трехосная ориентация спутника не получилась. Зато была успешно проверена работа двигателей-маховиков и газореак- 136
Глава 3 тивной системы для их разгрузки. На КА «Космос-23» про- верялись оптимальные законы управления, исследовались динамические характеристики системы ориентации, т.е. реги- стрировались и передавались на Землю по телеметрии пара- метры угловых поворотов в функции времени. Были получены важные результаты по оценке инте- грального действия возмущающих сил в околоземном кос- мическом пространстве, изучена работа подшипниковых узлов достаточно массивных роторов скоростных электро- двигателей в условиях невесомости. Результаты этих иссле- дований дали возможность оценить сопротивление разре- женной атмосферы при движении спутника. При исследовании характеристик солнечных батарей на КА «Космос-23» были получены очень важные данные о де- градации фотоэлементов, которые на первых спутниках при длительной работе снижали свои характеристики не только из-за радиационного воздействия на орбите, но, в большей степени, из-за резких изменений температуры («термоци- клирование»), возникающих при выходе спутника на осве- щенную Солнцем часть орбиты с последующим попаданием в тень Земли. В ходе космических испытаний КА «Космос-14» и «Кос- мос-23» были достигнуты следующие основные научные результаты: 1. Впервые в мировой практике экспериментально под- тверждена принципиальная работоспособность в условиях космического полета трехосной электромеханической си- стемы ориентации и стабилизации КА, имевшей в качестве исполнительных органов электродвигатели-маховики. 2. Определены оптимальные законы управления, иссле- дованы динамические характеристики системы, получены важные оценки интегрального действия возмущающих сил в околоземном космическом пространстве. 3. Впервые исследованы некоторые рабочие характеристи- ки плоских фотоэлектрических солнечных батарей, длительно ориентированных на Солнце, а также их поведение и темпера- турные режимы при многократном термоциклировании. 4. Получены важные результаты при отработке в космосе специальных узлов конструкции спутника, таких, например, как механизмы раскрытия панелей солнечных батарей и вы- носных антенн. 5. Изучена работа подшипниковых узлов достаточно массивных роторов скоростных электродвигателей в ус- ловиях невесомости. Результаты этих исследований легли в основу создания специализированного метеорологиче- ского спутника «Метеор» разработки ВНИИЭМ. «Метеоры» Примерно в это же время было принято судьбоносное для института решение об участии в конкурсе по созда- нию отечественного метеоспутника. В этом же конкурсе участвовали со своим проектом сотрудники одного из КБ фирмы М.К.Янгеля, которой была первоначально пору- чена эта работа. Это КБ предложило свой проект метео- спутника, в котором для пассивной ориентации на Землю использовалось гравитационное поле. ВНИИЭМ же пред- ложил спутник с активной ориентацией, использующей для этого электромеханическую систему из трех двигателей- маховиков. Предусматривалась эффективная поворотная солнечная батарея. Эти два проекта рассматривались на Межведомствен- ном научно-техническом Совете при Академии наук СССР, который возглавлял Президент АН СССР М.В.Келдыш. Совет являлся авторитетным «штабом» формирования космических программ. После тщательного анализа было принято предложение ВНИИЭМ, и проект получил название «Метеор». Спутник был задуман для тех времен сложный и содержал много новаторских решений. КА «Метеор» 1 - привод системы ориентации солнечных батарей 2 - панели солнечных батарей 3-аппаратура контроля орбиты 4-антенны 5 - телевизионные камеры 6 - магнитометр 7 - приемное устройство актинометрической аппаратуры 8 - приемное устройство инфракрасной аппаратуры 137
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Метеор-1» Предполагалось, например, создание собственной си- стемы поиска Земли и построения т.н. местной вертикали. Институт разработал построитель местной вертикали, кото- рый мог обеспечить более высокую точность и надежность наведения, чем конструкции других специализированных приборных фирм. Проблемой была «разгрузка» электродвигателей-махо- виков (системы успокоения и ориентации спутника). Пело в том, что для гашения возмущающих воздействий на спутник требовалось увеличивать скорость вращения маховика. Для каждого двигателя-маховика есть предел угловой скорости, который обычно называют «насыщением». При достижении ее он теряет работоспособность. Чтобы ее восстановить, надо каким-то способом замедлить его вращение. На спут- никах «Омега» это достигалось с помощью газореактивной системы, которая при «насыщении» какого-то двигателя- маховика компенсировала торможение маховика, поддер- живая ориентацию аппарата, но это требовало расходов топлива, и такая система для длительной работы была бес- перспективна. Группа сотрудников ВНИИЭМ разработала систему, в ко- торой для разгрузки двигателей-маховиков использовалось магнитное поле Земли. С помощью магниточувствительных датчиков определялись моменты включения электромаг- нитных катушек, чтобы «разгрузить» тот или иной двига- тель-маховик. Использование такой «электромагнитной разрядки» позволило уменьшить массу и многократно уве- личить ресурс системы ориентации. В проекте «Метеор» впервые были предложены следя- щие за Солнцем солнечные батареи, что позволило много- кратно повысить мощность системы энергопитания. При разработке автоматической системы ориентации солнечных батарей космического аппарата «Метеор» был использован принцип компенсации возмущений, действующих на корпус космического аппарата при разгоне и торможении солнеч- ных батарей, момент инерции которых превышал момент инерции корпуса. В приводе солнечных батарей был уста- новлен маховик, компенсирующий возмущения на корпус КА. В дальнейшем создание высокоточных невозмущающих систем ориентации солнечных батарей сформировалось в одно из ведущих направлений института. Разработанные во ВНИИЭМ системы ориентации солнечных батарей уста- новлены на ряде искусственных спутников Земли и зареко- мендовали себя с наилучшей стороны. ВНИИЭМ принял роль головного исполнителя по КА в целом и технической координации создания бортовой аппаратуры спутника, заказанной в разных организациях. Электромеханика стала магистральным направлением в со- вершенствовании космических аппаратов. На летную отработку новых систем и конструкции было использовано четыре КА «Метеор». КА № 5 должны были запустить 25 июня 1966 г. в день приезда на Байконур Л.И.Брежнева и президента Франции де Голля. Испыта- тели работали днем и ночью, без выходных. Конструкцию спутника, радиотехническую и телевизионную аппаратуру ВНИИЭМ создавал сам. Институтом были разработаны методики испытаний, позволявшие выявлять неполадки еще на Земле. Испытания, несмотря на некоторое давление, провели по полной программе, и «показательный пуск» «Космоса-122» прошел успешно 25 мая 1966 г. в присутствии первых лиц двух государств. Было официально объявлено, что в Совет- ском Союзе создана космическая метеорологическая система «Метеор», использующая одноименные спутники, которые 138
Глава 3 собирали информацию об облачности и тепловом излучении Земли с большей части поверхности земного шара. Началом создания и функционирования метеоро- логической космической системы «Метеор» (спутники «Космос-144» и «Космос-15») является 27 апреля 1967 г. Подготовка к запуску следующего метеоспутника на космо- дроме Байконур прервалась самым неожиданным образом. На старте взорвалась ракета с беспилотным кораблем «Союз». Работы остановились, восстановление старта тре- бовало года работы. И тогда дирекция ВНИИЭМ приняла решение - перебазироваться на северный космодром Пле- сецк. В короткий срок было подготовлено помещение для испытаний и необходимое оборудование. А самое главное, теперь можно было запускать той же ракетой Р-7 метео- спутники с наклонением орбиты не 65 °, как раньше, а 82 °. Это давало возможность охватить наблюдениями полярные районы и «осматривать» системой из двух-трех спутников весь земной шар дважды в сутки, что имело принципиаль- ное значение для метеорологии. Шестой и все последующие метеоспутники стартовали с космодрома Плесецк. Для предстартовой подготовки и ремонтных работ здесь был создан специальный филиал ВНИИЭМ, ставший сейчас ЗАО «Научно-производствен- ное объединение «Новатор» (ЗАО «НПО «Новатор» входит в структуру АО «Корпорация «ВНИИЭМ»), Срок службы первых метеоспутников из-за отказов электроники, несмотря на дублирование систем, был неве- лик - 6-8 месяцев. Чтобы поддерживать функционирование космической метеорологической системы, требовалось запу- скать их часто, а значит, поставить их производство на поток. Министерство общего машиностроения СССР, отвечавшее за космическую тематику, решило наладить производство мете- оспутников на Днепропетровском машиностроительном за- воде (ныне - ГП «ПО «Южный машиностроительный завод им. А.М.Макарова») по документации ВНИИЭМ. По чертежам ВНИИЭМ в Днепропетровске было вы- пущено 27 спутников «Метеор-1». Не все они выработали гарантийный ресурс. Но большинство работало достаточно стабильно, и это дало основание правительству выпустить в 1969 г. постановление о приеме космической системы «Метеор» в постоянную эксплуатацию. В составе системы непрерывно работали два-три спутника и три специально созданных наземных пункта приема, обработки и распро- странения метеорологической информации. Творческий вклад создателей системы был высоко оценен правитель- ством, многие сотрудники ВНИИЭМ были награждены ор- денами и медалями, а А.Г.Иосифьян и И.Е.Сахаров удостое- ны Ленинской премии. ВНИИЭМ становился полноправным членом «клуба» космической метеорологии в рамках мировой службы по- годы - головной организацией СССР по космическим си- стемам дистанционного зондирования Земли из космоса в интересах гидрометеорологии, мониторинга состояния окружающей среды и наблюдения геогелиофизических па- раметров околоземного космоса. НЛМестаедаТ) АО «ИСС» КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОСМИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО И КООРДИНАТОМЕТРИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ Создание в СССР и России информационных кос- мических систем и комплексов прикладного назначения послужило обеспечению всеми видами связи и иных ин- формационных услуг миллионов наземных потребителей, удовлетворению потребностей страны как в области обо- роноспособности, так и ее комплексного социально-эко- номического развития, а также международного сотруд- ничества в рамках развития мирового информационного сообщества. Потребностям страны во всех видах спутниковой связи, вещания, ретрансляции информации, координатно-времен- ного и навигационного обеспечения в составе систем «Све- точ», «Форпост», «Корунд», «Ручей», «Орбита», «Экран», «Москва», «Единая система спутниковой связи», «Глобаль- ная космическая командно-ретрансляционная система», «Многофункциональная космическая система ретрансля- ции» и других послужили космические аппараты на разных типах орбит: - на низких (800-1500 км) круговых - «Стрела-1, -2, -1М, -2М, -3, -ЗМ», «Гонец-Д, -Д1, -М», «Залив» («Ци- клон»), «Парус» («Циклон-Б»), «Цикада», «Надежда» («Цикада-Н»), «Геоид» («Сфера»), Гео-ИК («Муссон») и Гео-ИК2 («Муссон-2»); - на высоких эллиптических - «Молния-1, -1К, -1Т, -2, -3, -ЗК», «Меридиан»; - на геостационарной - «Радуга-1», «Радуга-1М», «Горизонт», «Экспресс-А», «Экспресс-AM», «Экран-М», «Галс», «Ямал-ЗООК», «Поток-М», «Луч-2», «Луч-5»; - на средневысотных (-20000 км) наклонных околокруго- вых-«Глонасс», «Глонасс-М», «Глонасс-К», «Глонасс-К2». Низкоорбитальные системы специальной и персональной связи Целый ряд информационных спутниковых услуг - услуг персональной и мобильной связи - в настоящее время обеспечивается за счет формирования на низких орбитах многоспутниковых орбитальных группировок на основе КА легкого (малого) класса. Первыми такими си- стемами стали отечественные КС на базе КА «Стрела-1» и «Стрела-2», созданных в ОКБ-10 (главный конструктор - М.Ф.Решетнев, г. Железногорск Красноярского края) на основе эскизных проработок, подготовленных и пере- данных из ОКБ-586 (главный конструктор - М.К.Янгель, г. Днепропетровск). 139
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Разработка и запуски первых низкоорбитальных КА специальной связи «Стрела-1» Разработка КА для низкоорбитальной системы специ- альной связи «Стрела-1» началась в середине 1961 г. Спут- никовая связь как новый вид техники на стыке технологий космических и радиосвязи в те годы еще только обретала свое лицо. Экспериментальная спутниковая система связи на ос- нове спутников «Стрела-1» состояла из КА, располагаемых на некорректируемых околокруговых орбитах высотой 1500 км. КА разрабатывались и изготавливались на базе име- ющейся технологической оснастки. Термоконтейнер КА состо- ял из двух полусфер радиусом 400 мм, на одной из которых размещался выносной радиатор системы терморегулирова- ния, на другой - солнечные батареи кольцевой формы. КА «Стрела-1» - неориентируемый малогабаритный КА массой около 50 кг с установленным на борту ретрансля- тором L-диапазона, работающим в режиме «электронная почта»: прием, запоминание, перенос и последующая пере- дача запомненной информации. Ретранслятор выполнял одновременно функции пере- дачи на Землю телеметрических данных о состоянии бор- товых систем КА и приема с Земли команд управления. Это был первый в отечественной практике случай использова- ния объединенного ВЧ-тракта целевой и командно-измери- тельной аппаратуры. Орбитальная структура системы долж- на была формироваться групповыми запусками на орбиту сразу по 5 космических аппаратов на одной PH «Космос-3» или «Космос-ЗМ». Основным разработчиком радиотехнической состав- ляющей системы «Стрела-1» был один из институтов Министерства обороны. В ОКБ-Ю для КА «Стрела-1» по- ставлялись изготовленные этим институтом БРТК. Радиоте- леметрическую систему разработал НИИТП. Разработчиком антенно-фидерных устройств для КА «Стрела-1», как и для всех последующих КА, было ОКБ-Ю. Система электропитания КА «Стрела-1» и «Стрела-2» и все ее комплектующие - неориентированные солнечные батареи, негерметичные серебряно-цинковые аккумулятор- ные батареи с ресурсом 3-6 месяцев и блок контроля источ- ников питания - были спроектированы Всесоюзным инсти- тутом источников тока (ВНИИТ, теперь ОАО «НПП «Квант», г. Москва). В дальнейшем комплексную схемотехническую разработку конструкции и электрическое проектирование последующих КА выполняло уже КБ ПМ в Красноярске-26. Примечательно, что на этих КА исследовались и возмож- ности использования радиоизотопных энергоустановок: на двух космических аппаратах типа «Стрела-1»(«Космос-84» и «Космос-90») вместо солнечных батарей были установле- ны энергоустановки «Орион» мощностью 10 Вт, использую- щие изотоп полония-210, разработанные в ОКБ Д.Д.Севрука при участии ИАЭ им. И.В.Курчатова и СФТИ. Бортовая ап- паратура КА «Стрела-1» обладала незначительным энер- гопотреблением и малым тепловыделением, поэтому была применена пассивная система терморегулирования. Система отделения для запуска пяти космических ап- паратов на одной ракете-носителе представляла собой новую, оригинальную разработку - общую ферму с пятью поворотными рамками, которые удерживались от поворота с КА «Стрела-1» Основные характеристики КА «Стрела-1» Масса-50 кг Мощность СЭП -15 Вт Заданный срок службы - 3-6 мес. Высота орбиты КА -1500 км Количество КА в системе - 5 Средства выведения - PH «Космос». «Космос-3» (до 5 КА одновременно) 140
Глава 3 около своих осей корпусом толкателя, заблокированного пирозамком. На устройство этой системы отделения были получены два авторских свидетельства. 18 августа 1964 г. на площадках 41 и 42 космодрома Байконур были подготовлены и запущены с помощью новой сибирской PH типа «Космос-3» первые сибирские косми- ческие аппараты «Космос-38», «Космос-39», «Космос-40» (три макетных образца-прототипа КА «Стрела-1», на которых работали радиомаяки). А уже 22 августа 1964 г. с полигона Капустин Яр на янгелевской PH «Космос» были выведены на орбиту два первых экспериментальных КА типа «Стрела-1» («Космос-42» и «Космос-43»). Началась работа первых си- бирских спутников персональной связи непосредственно на орбитах. Затем ОКБ-Ю было выполнено еще два групповых запуска по три КА «Стрела-1» на одной PH. В1965 г. с кос- модрома Байконур начались запуски полных комплектов из пяти космических аппаратов «Стрела-1». 3 и 18 сентября 1965 г. PH «Космос-3» были запущены блоки по пять штат- ных КА на штатные круговые орбиты высотой около 1500 км («Космос-81»....«Космос-90»). Таким образом, реально начала работать первая глобальная спутниковая система пер- сональной связи на базе КА на низких круговых орбитах. Основные характеристики КА «Стрела-2» Масса -764 кг Мощность СЭП -100 Вт Тип СОС - гирогравитационная Заданный срок службы - 0,5 года Высота орбиты -600 км Количество КА в системе -1-2 Средства выведения КА-PH «Космос-3», «Космос-ЗМ» Орбитальная группировка КА - некорректируемая, но позволяла обеспечить регулярную радиосвязь с поль- зователями в поясе связи с использованием маркерного сигнала. Баллистиками была проведена оптимизация по- строения орбитальной группировки КА путем одновремен- ного группового выведения и последующего разведения спутников на орбите. Впервые многоспутниковые группи- ровки сформировали и обеспечили опытную эксплуатацию системы персональной спецсвязи в глобальном масштабе. Разработка и запуски первых низкоорбитальных КА специальной связи «Стрела-2» Спутники системы специальной (персональной) свя- зи «Стрела-2» (первоначальное название было «Пчела») предназначались для параллельного использования с систе- мой «Стрела-1», были ее функциональным дополнением на основе альтернативных технологий. КА обеспечивал ра- диосвязь земных пользователей по определенному распи- санию, информация передавалась с задержкой по времени. Для экономии в систему вводилось ограниченное число КА на орбитах, поэтому интервалы между сеансами связи мог- ли доходить до нескольких часов. Указания для вхождения в связь выдавались командно-измерительным комплексом. КА «Стрела-2» был более сложным по конструкции и в эксплуатации, чем «Стрела-1». КА запускались по одно- му на круговые орбиты высотой менее 800 км. Передача информации осуществлялась более информативным бор- товым приемо-передающим устройством с более высокой излучаемой мощностью на земную остронаправленную КА «Стрела-2» 141
История развития отечественных автоматических космических аппаратов антенну зеркального типа. Это обусловливало необходимость постоянной ориентации КА по местной вертикали. Бортовой радиотехнический комплекс разрабатывал НИИ-695 (позд- нее - МНИИРС Минпромсвязи). Систему ориентации создал московский ЦНИИ-173 (ныне ЦНИИАГ, г. Москва). Его школа помогла ОКБ-Ю освоить новый тип схемного построения бортовых систем и впоследствии внести свой собственный значительный вклад в создание отечественных бортовых систем ориентации и стабилизации (управления движением КА вокруг центра масс). Точность ориентации КА «Стрела-2» относительно местной вертикали составляла -10 °. ЦНИИ-173 МОП разработал для КА «Стрела-2» полу- пассивную трехосную гирогравитационную систему ориен- тации, которая создает управляющие моменты очень малой величины за счет сильно вытянутой конфигурации спутни- ка. К работам был подключен Институт земного магнетиз- ма АН СССР (ИЗМИРАН) для исследования магнитности КА, создания инженерных методик расчета его магнитно- го момента, методики экспериментального определения магнитности, ее компенсации и, соответственно, создания для этих целей специального оборудования и средств из- мерений. В ГГСО входила гравитационная штанга с грузом, жестко закрепленная на спутнике и выдвигаемая после его отделения КА от PH. Первоначально штанга представляла собой довольно громоздкую четырехзвенную телескопи- ческую конструкцию из дюралюминиевых труб толщиной около 1,5 мм, выдвижение которой осуществлялось с по- мощью сложной тросовой системы, приводимой в дей- ствие электродвигателем. В 1965 г. в ОКБ-Ю взялось, на основании кратких публикаций о зарубежных разработках, за замену довольно громоздкой и тяжелой телескопиче- ской гравитационной штанги на более простую и надеж- ную ленточно-штыревую. Создали удачную конструкцию, содержащую много своих оригинальных технических ре- шений. Лента разворачивалась в штырь диаметром 24 мм и длиной 12 м, выдвижение и втягивание осуществлялось реверсивным электроприводом. На КА использовалась достаточно сложная командно- измерительная система разработки НИИ ТП. В связи с ее недостаточной эффективностью на КА последующих раз- работок КБПМ (в дальнейшем НПО ПМ) она была заменена на КИС разработки НИИ-885. Увеличившееся в сравнении с КА «Стрела-1» энергопотребление КА «Стрела-2» потребо- вало и новой активной системы терморегулирования. Эта разработка послужила началом для последующего развития в ОКБ-Ю (в дальнейшем КБПМ) в течение многих лет работ по проектированию мощных систем терморегулирования КА с длительным сроком службы, конструированию устройств исполнительной автоматики (вентиляторов, гидронасосов, приводов к ним, высокостабильных терморегулирующих покрытий) с большим сроком службы на орбите, их экспе- риментальной отработки и испытаний в составе КА. Уже на спутниках «Стрела-2» был установлен в качестве попутной полезной нагрузки дополнительно один научный прибор - малоформатный регистратор для определения состава космических частиц в окружающем КА околозем- ном пространстве. Прибор был разработан и изготовлен Якутским филиалом Института земного магнетизма и рас- пространения радиоволн Академии наук СССР. Он передал на Землю достаточно много интересной информации, по- зволившей ЯФ ИЗМИРАН создать первые описания распре- деления космических частиц в околоземном пространстве. Позднее научные приборы в качестве попутной полезной нагрузки размещались на многих спутниках КБПМ. 28 декабря 1965 г. PH «Космос-3» № 09ЛП вывела на орбиту первый ориентируемый КА разработки КБПМ «Стрела-2»/«Космос-103». Управление первым спутником «Стрела-2» осуществлялось из Министерства обороны. ОКБ-Ю была выделена небольшая комната, около 15 м2, где стоял пульт голосовой связи со всеми наземными из- мерительными пунктами страны, входящими в единый Командно-измерительный комплекс, осуществляющий сле- жение и управление всеми советскими КА в то время. Там постоянно дежурил представитель Заказчика, а представи- тели промышленности должны были приходить на сеансы связи каждые 1,5 ч (когда спутник, совершив полный обо- рот вокруг Земли, попадал в зону действия какого-нибудь из НИПов). По полученной с НИПов телеметрии вместе с военными управленцами специалисты ОКБ-Ю анализиро- вали состояние спутника и, при необходимости, составля- ли перечни (программы) на выдачу с НИПов необходимых радиокоманд для переключения комплектов и режимов ра- боты бортовой аппаратуры. Первый спутник «Стрела-2» проработал недолго. Электрический ток, вырабатываемый мощной солнечной батареей, на тот момент не имевшей защиты от вредного ультрафиолетового излучения, очень скоро снизился, и че- рез считанные месяцы спутник потерял работоспособность. В это время в ОКБ-Ю уже интенсивно работали над сбор- кой второго спутника. В октябре 1965 г. все узлы и прибо- ры КА № 2 были изготовлены и установлены на приборную раму, спутник стоял почти готовый к началу комплексных испытаний, в НИИТП заканчивали изготовление первого комплекта бортовой командно-измерительной аппаратуры и комплекта наземной испытательной аппаратуры. В дека- бре 1965 г. начался монтаж КИА - более 10 металлических шкафов с электроникой, в феврале 1966 г. первый комплект аппаратуры КИС был доставлен на завод. В мае 1966 г. КА был вывезен на полигон Байконур. 16 ноября 1966 г. был произведен пуск PH типа «Космос-3» № ЮЛП, но он оказался аварийным. Только 24 марта 1967 г. PH «Кос- мос-3» № 06ЛМ вывела наш третий спутник на орбиту. Он получил обозначение «Космос-151». Управляли спутником уже не с Арбата, а с нового Центра управления полетами на Комсомольском проспекте. 16 июня 1968 г. PH «Космос-3» № 11Л опять не вывела спутник «Стрела-2» на орбиту. Но производство было на- столько налажено, что уже 27 августа 1968 г., через 2 меся- ца, был произведен новый пуск PH № 12Л, и на орбите ока- зался последний спутник типа «Стрела-2» - «Космос-236». 142
Глава 3 Космический аппарат «Стрела-1М» По результатам опытной эксплуатации эксперименталь- ной КС с КА «Стрела-1» в КБПМ был разработан штатный КА «Стрела-1 М», летные испытания которого начались 25 апреля 1970 г. С космодрома Плесецк одной PH «Космос- ЗМ» был осуществлен запуск восьми космических аппаратов «Космос-336.....-343», в связи с чем за рубежом новая система получила неофициальное название «Октет». На КА «Стрела-1 М» была сохранена конструктивно- компоновочная схема КА «Стрела-1». Для повышения мощ- ности излучаемого сигнала и повышения качества и опера- тивности связи была улучшена диаграмма направленности антенн, увеличена мощность и введены дополнительные режимы работы БРТК. Создание спутниковых систем с КА Основные характеристики КА «Стрела-2М» Диаметр каркаса БСКА-~2м Высота каркаса БС-1,7 м Тип ориентации - магнитно- гравитационная Высота орбиты -800 км Средство выведения КА - PH «Космос-ЗМ» Основные характеристики КА «Стрела-1М» Масса - 70 кг Диаметр каркаса БС - 0,8 м Мощность СЭП - 8 Вт Заданный срок службы - 0,5-0,75 года Высота орбиты -1000 км Средство выведения КА - PH «Космос-ЗМ» (в блоке по восемь космических аппаратов одновременно) «Стрела-1 М» и «Стрела-2» совместно с КБПМ обеспечи- вали КБ Красноярского радиотехнического завод и Москов- ский научно-исследовательский институт радиосвязи, про- изводство - КРТЗ и Ярославский радиозавод. КА «Стрела-1 М» послужил конструктивной базой для первого в стране летного эксперимента по применению никель-водородных аккумуляторов, которые в составе двух космических аппаратов были запущенны на орбиту 10 ян- варя 1978 г. Конструкция КА «Стрела-1М» впоследствии была использована НПО ПМ в ряде случаев при создании малых радиолюбительских спутников «Радио», экспери- ментальных КА «Зея», «Можаец». Все пуски КА «Стрела- IM» выполнялись с космодрома Плесецк. Всего за 23 года (1970-1992 гг.) выполнено 47 групповых пусков (по 8 КА в блоке), в т.ч. 2 нештатных. Средний темп пусков - немно- гим более двух пусков в год, или 16 космических аппаратов в год. Наибольшее число пусков (4 х 8 КА) отмечено в 1978 г. Всего КБПМ и НПО ПМ в 1970-1992 гг. было создано и запущено 368 КА «Стрела-1 М», т.е. этот КА стал самым индустриальным спутником в отечественном, да и мировом спутникостроении. Космический аппарат «Стрела-2М» По результатам испытаний экспериментальной си- стемы с КА «Стрела-2» была создана штатная система из КА «Стрела-2М». Первый КА «Стрела-2М» был выведен КА «Стрела-2М» КА «Стрела-1 М» 143
История развития отечественных автоматических космических аппаратов на орбиту 16 октября 1970 г. Благодаря проведенным мно- гочисленным доработкам он функционировал на орбите 5 лет вместо заданных 6 месяцев. К этому времени на орбитах уже функционировали изго- товленный в г. Красноярск-26 по документации ОКБ-1 спутник связи и телевещания «Молния-1» (1967 г.), разработанный КБПМ навигационно-связной спутник «Циклон» (1967 г). В 1967 г. был запущен «Вертикальный космический зонд» для исследования земной атмосферы до высот 4400 км. За- вершалась подготовка к запуску в интересах АН СССР иссле- довательского КА «Ионосферная станция». Функционально КА «Стрела-2М» не сильно отличался от своего предше- ственника, но конструкция его была заметно обновлена и ба- зировалась на единой конструктивно-компоновочной схеме с использованием унифицированных бортовых служебных систем, КА унифицированного ряда 1 (КАУР-1). Платформа КАУР-1 была использована КБПМ для ряда КА на низких орбитах и берет начало от конструкции перво- го в мировой практике навигационно-связного (для управ- ления движением объектов) спутника «Циклон». Принятая в КАУР-1 конструкция позволяла выполнять системные функции при габаритно-массовых ограничениях, наклады- ваемых PH «Космос-ЗМ». Конструктивно-компоновочную схему определяли герметичный контейнер с размещенной внутри него бортовой аппаратурой; мачта выдвижного гра- витационного устройства МГСО, не ориентируемая на Солн- це солнечная батарея в форме цилиндра, являющаяся также радиатором бортовой СТР. Специально для КА «Стрела-2М» в КБПМ был разработан ряд новых бортовых приборов. Всего в 1970-1994 гг. было запущено 49 КА «Стрела-2М». Все пуски выполнялись с космодрома Плесецк, практи- чески все запущенные КА до сих пор сохраняют движение по орбитам. Всего за 25 лет (1970-1994 гг.) выполнено 52 пу- ска, в т.ч. 3 аварийных. Средний темп пусков - немногим более двух космических аппаратов в год. Наибольше коли- чество пусков (5) отмечено в 1982 г. Создание первого в мире низкоорбитального навигационно-связного экспериментального комплекса «Циклон» «Спутниковое» радионавигационное обеспечение пред- полагает образование спутником или орбитальной группи- ровкой спутников, излучающих специальные радиосигналы, локального или глобального навигационного поля, в кото- ром каждому пользователю, оснащенному специальным приемником, предоставляется возможность определить (в общем случае) полный вектор своего пространственно- временного состояния: трех координат местоположения, трех составляющих вектора скорости, поправку к местному времени пользователей и угловую ориентацию их в про- странстве. В зависимости от принципов построения той или иной конкретной навигационной системы и ее назначения это могут быть отдельные элементы такого вектора, например: - две плановые координаты и время (низкоорбитные американская NNSS со спутниками «Транзит» и отечествен- ная «Цикада» с одноименными спутниками); - две плановые координаты, время и направление истин- ного меридиана (отечественные экспериментальная система «Циклон» и эксплуатационная для подводных лодок и над- водных кораблей ВМФ «Циклон-Б»); - три координаты, вектор скорости и время (американ- ская GPS, европейская GALILEO и китайская COMPAS); - шесть параметров движения, направление истинного меридиана (азимут фиксированного направления) и время как поправки к местной шкале пользователя относительно шкалы Госэталона (или эталона Минобороны) и шкалы Все- мирного времени UT-1 (отечественная ГНСС ГЛОНАСС) Применение космических средств для навигационного обеспечения и решения геодезических задач обусловлено целым рядом преимуществ спутниковых методов перед тра- диционными: астрономическими (определение местополо- жения по визуальным или радиотехническим наблюдениям небесных светил) или радионавигационными (использова- ние радиомаяков наземного базирования). Использование астрономических оптических наблюде- ний для определения местоположения ограничивается по- годными условиями (облачность, дымка, туман исключают возможность визуального наблюдения светил в 60 % случа- ев), а радиоастрономических с использованием, например, радиоизлучения Солнца, его длительным сезонным (в осен- не-зимний период) в высоких широтах нахождением вблизи или ниже местного горизонта. В то же время спутниковая радионавигация обеспечивает глобальность обслуживания, независимость от времени года, суток и метеоусловий, опе- ративность и высокую точность определения пользователя- ми своего местоположения, скорости и времени. В спутниковых навигационных системах каждый КА представляет собой подвижную радионавигационную точ- ку с транслируемыми в составе навигационных сигналов параметрами собственного движения и метками единого времени. По этим сигналам пользователями производятся измерения т.н. навигационных параметров, в качестве кото- рых могут быть дальности, скорости изменения дальностей до соответствующих НКА или их угловые координаты отно- сительно фиксированных направлений, например, диаме- тральной плоскости корабля. На практике же с целью реализации возможности одно- временного использования навигационного сигнала любым количеством пользователей, находящихся в зоне радиови- димости спутника (а в военных приложениях дополнительно и для обеспечения скрытности) используются беззапросные методы измерений навигационных параметров. При таких измерениях навигационные сигналы излучаются в борто- вой (спутниковой) шкале времени (БШВ), а принимаются пользователями в собственных (местных) шкалах времени (МШВ). При этом расхождение каждой МШВ с БШВ спутни- ка неизвестно. Поэтому результатами этих измерений фак- тически являются не дальности или радиальные скорости, 144
Глава 3 I R3 местоположение пользователя показано как одна из двух । точек пересечения трех поверхностей его положения: сфер с радиусами D1, D2 (измеренные пользователем дальности до двух положений НКА в ЗРВ) и R3 (радиус Земли) а т.н. псевдодальности и радиальные псевдоскорости, об- условленные в каждом конкретном случае разностью хода часов спутника и пользователя. Такие разности, благодаря наличию в навигационном сеансе избыточности измерений, определяются пользователями вместе с искомыми коорди- натами своего местоположения, что позволяет пользовате- лям дополнительно производить также и коррекцию соб- ственных МШВ (часов). Не исключая огромного академического и прикладного значения применения спутников для решения навигацион- ных и геодезических задач в оборонных, народно-хозяй- ственных и научных целях, следует отметить, что основной импульс его бурному развитию в СССР придала необхо- димость поддержания одинаковой с США эффективности стратегических ядерных сил и, в первую очередь, морской составляющей ядерной триады. Это обусловлено тем, что эффективность применения стратегического ракетного оружия непосредственно зависит как от точности знания положения целей в единой общеземной системе координат, так и от точности знания координат точек старта в этой же системе координат, а также точности прицеливания по на- правлению стрельбы. Несмотря на очевидную необходимость наличия на во- оружении ВМФ спутниковой радионавигационной системы, развертывание работ по ее созданию до середины 1960-х гг. сдерживалось, можно предположить, в основном из-за от- сутствия в СССР сравнительно недорогого носителя легкого класса, способного выводить малые (600-800 кг) спутни- ки на круговые орбиты высотой до 1500 км. (Тогда страна располагала только двумя типами PH: первый - PH на базе МБР Р-7 разработки ОКБ-1 С.П.Королева, сложный и до- рогостоящий, второй - PH на базе БРСД Р-12 разработки ОКБ-586 М.К.Янгеля «Космос», сравнительно простой и недорогой, но не обладающий энергетикой, достаточной для запусков таких спутников). Разработанный ОКБ-Ю (ныне ОАО «ИСС») на базе «янгелевской» БРСД Р-14 носитель «Космос-3» и его модернизированный вариант «Космос- ЗМ» заполнили существовавшую тогда нишу в номенклату- ре ракет-носителей, явился промежуточным и, как показало время, очень востребованным вариантом ракеты косми- ческого назначения между «королевскими» PH «Восток», «Союз», «Молния» и «янгелевским» «Космосом». С появлением PH Космос-3 (ЗМ) стало возможным создание целого ряда спутников различного оборонного, народно-хозяйственного и научного назначения, в т.ч. на- вигационных. Поэтому в расчете на этот перспективный но- ситель собственной разработки ОКБ-Ю уже в 1963 г. вышло с предложением о создании спутниковой навигационной системы, позднее трансформировавшемся в предложение о создании спутниковой навигационно-связной системы. Совмещение функций подвижного радиомаяка и связного ретранслятора на одном спутнике существенно улучшает оперативно-тактические условия боевого применения си- стемы, т.к. позволяет подводным лодкам за одно подвсплы- тие в перископное положение произвести как определение собственных координат и курса, так и сеанс двусторонней радиосвязи с береговым пунктом управления. Это, в свою очередь, повышает скрытность действий и неуязвимость ПЛ. 145
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Навигационно-связной спутник «Циклон» Разработка отечественной космической навигационной системы первого поколения в интересах военных морских потребителей проводилась на основании постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 0762-319 от 11 сен- тября 1964 г., а несколько позже головная роль в довольно обширной кооперации разработчиков бортовых, наземных и корабельных средств системы была поручена ОКБ-Ю, еще малоизвестному тогда, находящемуся в пятилетнем возрас- те предприятию, создавшему к тому времени ракету косми- ческого назначения «Космос-ЗМ» и первые отечественные спутники связи «Стрела-1» и «Стрела-2», выводимые этим носителем на круговые орбиты высотой 1500 км и 800 км соответственно. Спутник совместно с комплексом наземных и кора- бельных средств получил шифр «Циклон», а навигационно- связной комплекс в целом - статус экспериментального. На спутниках «Циклон» дополнительно к доплеровско- му передатчику двухчастотного навигационного сигнала и радиотелеграфному ретранслятору устанавливались на- вигационные передатчики сантиметрового (-10 ГГц) угло- мерно-дальномерного сигнала. Применение в системе «Циклон» дополнительно к допплеровскому угломерно- дальномерного способа определялось необходимостью коррекций корабельных гирокомпасов, хранящих текущий азимут фиксированного направления (угол между диаме- тральной плоскостью корабля и меридианом) как для ко- раблевождения, так и для прицеливания оружия (БРПЛ) по направлению стрельбы. Кроме того, проведение в одном сеансе радиально-скоростных и дальномерных измерений повышало точность, надежность и, главное, помехозащи- щенность обсерваций КА за счет пространственной селек- ции, т.к. угломерно-дальномерный сигнал принимался корабельной узконаправленной корабельной антенной с раствором сканирующей ДН 1,2 °. К началу разработки комплекса «Циклон» определилась и основная кооперация его разработчиков: - ОКБ-Ю (ныне ОАО «ИСС») - разработчик навигаци- онно-связного КА и ракеты-носителя, а также головной раз- работчик спутникового навигационно-связного комплекса в целом; - НИИ-695 (ныне ОАО «МНИИРС») совместно с МНИРТИ в части наземной аппаратуры ПППИ - разработчики борто- вой, корабельной и наземной аппаратуры радиотелеграф- ной связи; - НИИ-195 (ныне ОАО «РИРВ») совместно с НИИ-303 (ЦНИИ «Электроприбор»), в части корабельной угломерной системы «Цезий») - разработчик бортовой и корабельной навигационной угломерно-дальномерной аппаратуры «Им- пульс» и бортовой, наземной и корабельной аппаратуры синхронизации «Карбид»; - НИИ-885 (ныне ОАО «РКС») - разработчик бортовой и наземной аппаратуры командно-измерительно-телеме- трической системы «База», а также бортовой (спутниковой) и корабельной доплеровской навигационной аппаратуры «Штырь-А» и «Штырь-Б». Генеральным заказчиком навигационно-связного ком- плекса в целом было определено образованное в 1965 г. в структуре Ракетных войск стратегического назначения Центральное управление космических средств (в 1970 г. оно было преобразовано в Главное управление космических систем Минобороны). Заказчиком корабельных и наземных средств системы связи стало Управление связи и наблюде- ния Главного Штаба ВМФ (начальник управления - вице- адмирал Г.Г.Толстолуцкий), а корабельных аппаратурных 146
Глава 3 комплексов системы навигации - Главное управление навигации и океанографии Ми- нобороны (начальник управления - адмирал А.И.Рассохо). Председателем Государствен- ной комиссии по проведению летных испы- таний соответствующим решением ВПК был назначен вице-адмирал Г.Г.Толстолуцкий. От заказчиков научно-техническое сопро- вождение разработки осуществляли 9-й (на- вигационно-гидрографический) НИИ ВМФ (начальник - контр-адмирал Ю.И.Максюта), 14-й (позднее ему был присвоен номер 34, радиосвязной) НИИ ВМФ (начальник - контр-адмирал В.В.Лопатинский) и 50-й (военно-космический) филиал 4-го НИИ РВСН Минобороны (начальник филиала - генерал-майор ГП.Мельников). В послед- ствии, когда филиал был преобразован в самостоятельный 50-й ЦНИИ Космиче- ских систем Минобороны, начальником его стал генерал-лейтенант И.В.Мещеряков. От промышленности научно-техническое сопровождение разработки было поруче- но отраслевому НИИ-88 (директор - ге- нерал-лейтенант ЮАМозжорин; ныне ЦНИИМаш). Конструктивно-компоновочная схема КА «Циклон» и его бортовые сервисные системы стали основой унифицирован- ного ряда КА на низких орбитах (КАУР-1). К этому ряду, кроме КА «Циклон», отно- сится целое семейство разработанных на нашем предприятии спутников навигации, связи, геодезии и научных исследований: 11Ф627 («Парус»), 11Ф643 («Цикада»), 15 мая 1967 года в Советском Союзе произведен очередной запуск искусствен- ного спутника Земли «Космос-158». На борту спутника установлена науч* кая аппаратура, предназначенная для продолжения исследований космического пространства в соответствии с програм- мой, объявленной ТАСС 16 марта 1962 года. Спутник выведен на круговую орбиту с параметрами, близкими к расчетным: начальный период обращения 100,58 ми- нуты; расстояние от поверхности Земли «Космос-192» Сообщение ТАСС 23 ноября 1967 года в Со- ветском Союзе произьсден за- пуск очередного искусственного спутника Земли «Космос-192*. На борту спутника установле- на научная аппаратура, предна- значенная для продолжения ис- следовании ксгмнчсского про- странстга в соответствии с про- граммой, объявленной ТАСС 16 марта 1962 года. Спутник выведен на круговую орбиту с параметрами, близкими к расчетным: начальный период обращении 99,9 минуты; расстояние от по- верхности 3-чли около 760 ки- лометров; наклонение орбиты 74 градуса. Кроме научной аппаратуры, на спутнике имеются: радиоси- стема для точного измерения •элементов орбиты, радиотелемет- Р'псская система для передачи иа Землю дажгых о работе при- боров и научной аппаратуры. Установленная кв спутнике аппаратура работает нормаль- но. Коордилацискно-вьннсли- тельяый центр ведет обработку поступающей информации. 17Ф118 («Надежда»), ИС («Ионосферная станция»). Значительным достижением в спутникостроении при создании КА «Циклон» явились оригинальные разработки пассивной магнитно-гравитационной системы ориентации КА. Были разработаны и налажено производство магнитно- го успокоителя, ленточного штыря с механизмом выдвиже- ния и др. Совместно с А.В.Михайловым (автором извест- ного «критерия устойчивости Михайлова»), были созданы для экспериментальной отработки системы ориентации уни- кальный полифилярный стенд и стенд для проведения маг- нитных измерений. Создание и внедрение автономной пассивной автома- тической системы ориентации, которая по своим характе- ристикам являлась уникальной и по ряду параметров пре- восходила зарубежные аналоги, потребовало проведения фундаментальных научных исследований в различных областях знаний, создания нового уровня технологий, раз- работки и изготовления принципиально новой испытатель- ной и измерительной базы. Из-за большого объема работ по изготовлению испытательного оборудования, матчасти СООБЩЕНИЕ «КОСМОС-158» В ПОЛЕТЕ около 850 километров; наклонение орби- ты 74,04 градуса. Кроме научной аппаратуры на спутни- ке имеются: радиосистема для точного измерения элементов орбиты; радиотеле- метрическая система для передачи на Землю данных о работе приборов и науч- ной аппаратуры. Установленная на спутнике аппарату- ра работает нормально. Координационно- вычислительный центр ведет обработку поступающей информации. «КОСМОС-220» В ПОЛЕТЕ СООБЩЕНИЕ ТАСС 7 мая 1968 годэ в Советском Союзе произведен запуск очередного искусст- венного спутника Земли «Космос-220». На борту спутника установлена науч- ная аппаратура, предназначенная для продолжения исследований космического пространства в соответствии с програм- мой, объявленной ТАСС 16 марта 1962 года. Спутник выведен ва орбиту с евро- метрами: начальный период обращения— 99,2 минуты; мансимальвое расстояние от поверхности Земли (в апогее) — 760 километров; минимальное расстояние от noLc^xrociH Земля (в перигее) •— 670 километров; накловениа орбиты 74 градуса. Кроме научной аппаратуры, на спут- нике имеются: радноснстема для точного измерения элементов орбиты, радио- тегеметрическая система для передачи иа Землю данных о работе приборов в научной аппаратуры. Установленная на спутнике аппара- тура работает нормально. Коордянанм- оняо-вычисяительяый центр ведет обра- ботку поступающей информации. Сообщения ТАСС о запусках первых экспериментальных навигационно-связных спутников «Циклон» («Космос-192» и «Космос-220») и проведения собственно экспериментов весь процесс соз- дания и наземной отработки системы ориентации отстал от разработки бортовой и наземной аппаратуры экспери- ментального навигационно-связного комплекса «Циклон» в целом. Такая же ситуация была и у наших конкурентов, то есть в НИИ АТ (к тому времени руководство ОКБ-Ю при- няло решение о конкурсной разработке и изготовлении МГСО силами КБ ОКБ-Ю и Механического завода). Чтобы ускорить начало ЛКИ в сложившихся условиях КБПМ, было принято поддержанное Заказчиком решение установить на первом экспериментальном навигационно-связном КА «Циклон» № 11Л вместо магнитно-гравитационной систе- мы ориентации систему стабилизации спутника вращением. При создании такой системы, несмотря на простоту ее реализации, пришлось решить две проблемы: определение положения оси вращения КА после отделения его от PH и разработка методики контроля и прогнозирования ори- ентации оси вращения КА в полете в орбитальной системе координат, следовательно, и текущей ориентации КА относи- тельно местной вертикали. Это, в свою очередь, позволяло 147
История развития отечественных автоматических космических аппаратов в зонах радиовидимости знать значения коэффициентов усиления бортовых антенн в каждом текущем направлении КА - наземное (корабельное) РТС из числа задействован- ных в ЛКИ, - что исключало «соблазн» разработчикам той или иной аппаратуры в случаях сбоев в ее работе объяснять их «провалами» в ДН соответствующей бортовой антенны. А это было бы возможным при неконтролируемом положе- нии в пространстве оси вращения КА и, соответственно, его строительных осей. Уникальной являлась также конструкция термостати- рованного каркаса неориентированной солнечной бата- реи, который одновременно выполнял функции радиатора в бортовой системе терморегулирования. Первый навигаци- онно-связной спутник «Циклон» («Космос-192»), положив- ший начало спутниковой радионавигации в нашей стране, был выведен на орбиту 23 ноября 1967 г. ракетой-носите- лем «Космос-ЗМ» с космодрома «Плесецк». 7 мая 1968 г. был запущен второй КА «Циклон» № 12Л («Космос-220») уже с магнитно-гравитационной системой ориентации, раз- работанной в ОКБ-Ю и изготовленной Механическим за- водом в Красноярске-26. Она включала в себя магнитный успокоитель с диамагнитным подвесом, гравитационное устройство, блок управления гравитационным устройством и электромагнитное устройство. Конструктивно-компоновочная схема КА «Циклон» и его бортовые сервисные системы стали основой унифи- цированного ряда КА на низких орбитах (КАУР-1). К это- му ряду, кроме КА «Циклон», относится целое семейство разработанных на нашем предприятии спутников нави- гации, связи, геодезии и научных исследований: 11Ф627 («Парус»), 11Ф626 («Стрела-2М»), 11Ф643 («Цикада»), 17Ф118 («Надежда»), ИС («Ионосферная станция»). После проведения летно-конструкторских испытаний экспериментальный навигационно-связной комплекс с при- своенным названием «Залив» в составе четырех навигаци- онно-связных спутников «Циклон», наземных и корабельных технических средств в 1971 г. был принят в опытную эксплу- атацию. В ходе нее Военно-морским флотом отрабатывались принципы боевого применения навигационно-связной систе- мы, набиралась статистика по точности навигационных опре- делений и вероятности прохождения радиодонесений. Системы связи на высоких эллиптических орбитах Создание первой в мире КС связи и распределительного телевещания «Орбита» на базе высокоэллиптических КА «Молния-1» В 1965 г., на этапе летных испытаний первых семи опытных образцов КА, было принято решение о пере- даче дальнейшего изготовления эксплуатационных об- разцов КА «Молния-1» из ОКБ-1 (С.П.Королев) в ОКБ-Ю (М.Ф.Решетнев), поскольку С.П.Королев стремился сосре- доточить силы своего коллектива на грандиозной задаче осуществления полета человека на Луну и далее на Марс, а в коллективе ОКБ-Ю был наработан опыт по низкоорби- тальным системам связи с КА «Стрела-1» и «Стрела-2» и начала складываться специализация на проектах в области космической связи, информационных задачах. Специалис- ты ОКБ-Ю получили в ОКБ-1 всестороннюю помощь в ос- воении изготовления КА. Эта помощь имела очень большое значение для скорейшего продвижения новых спутников на орбиту, успешного освоения новой тематики, особенно на первых порах. На Заводе экспериментального маши- ностроения при ОКБ-1 завершалось производство партии первых семи летных образцов КА «Молния-1», а специ- алистам ОКБ-Ю уже в качестве управленцев приходилось интенсивно продолжать летные испытания и отработку КА «Молния-1»в натурных условиях. Испытания первых опыт- ных образцов КА на орбитах фактически завершились лишь в 1968 г. В результате семи пусков КА, изготовленных в Под- липках (04.07.1964 г. - 20.10.1966 г.), полностью успешны- ми были лишь четыре. Целостную систему связи из них сформировать сразу не удалось из-за выявившегося ограниченного срока службы КА и неудач при пусках, но зато удалось в целом отработать схему выведения спутника на орбиту, технологию ввода КА в краткосрочную эксплуатацию и поддержания их функцио- нирования в течение сроков, исчисляемых месяцами, а так- же проверить в натурных условиях все основные принципы, заложенные при разработке спутника, работоспособность всех бортовых систем, выявить их слабые места. Летные испытания первых образцов КА «Молния-1», созданных в ОКБ-1, показали, что практически все борто- вые системы КА имеют ресурсные ограничения, которые не позволяют использовать данные версии КА в постоянно действующей эксплуатационной системе, и требуют новых существенных доработок. Переданный в ОКБ-Ю техниче- ский задел не позволял приступить к простому их тиражи- рованию - изготовлению изделий в том виде, по той доку- ментации, как они были переданы. Иначе и быть не могло, поскольку подобных разработок прежде просто не было. КА связи с мощными бортовыми передатчиками в те времена только начинали разрабатывать не только в СССР, но лишь в нескольких странах в мире. Для ОКБ-1 это был такой же «первый опыт» в области спутниковой связи, как немногим ранее «Стрела-1» и «Стрела-2» для ОКБ-Ю, и несовершен- ства этих КА были неизбежны. Последующее развитие РКТ показало, что спутник «Молния-1» был знаменательным, исторически значимым, и много дал в творческом развитии данного направления. Первый спутник «Молния-1», изготовленный в Сибири под руководством М.Ф.Решетнева на производстве, относя- щемся к «Красмашу», был запущен 25 мая 1967 г. Второй запуск сибирской «Молнии-1» («Космос-174») состоялся 31 августа 1967 г. КА использовался для отработки аппара- туры дальней космической связи в интересах будущих меж- 148
Глава 3 КА «Молния-1» планетных миссий. А запусками 3 и 22 октября 1967 г. крас- ноярцы смогли впервые завершить целостную спутниковую систему, которая с праздничных юбилейных ноябрьских телерепортажей, связанных с 50-летием Советской власти, начала обслуживать сеть земных станций «Орбита». Одновременно с изготовлением очередных образцов «Молний-1» активно осуществлялась обратная связь - анализ результатов проводимых ОКБ-1 летных испытаний КА «Молния-1», поиск новых (более тонких и эффек- тивных) решений для создания эксплуатационной систе- мы. Проблема заключалась в необходимости улучшения конечных информационных характеристик, повышения экономичности, надежности, потребительских качеств всей системы, увеличения ресурса и надежности КА при сохранении заложенных ОКБ-1 базовых конструктивных и технологических решений. Модернизация КА типа «Молния-1» («Молния-1 К», «Молния-1Т») продолжалась многие годы, и также в тече- ние многих лет велись разработка, освоение производства и поддержание в эксплуатации на новом уровне требований новых модификаций КА этой серии: «Молния-2», «Мол- ния-3», «Молния-ЗК». По-существу, это были системно организованные и постоянно обновляемые орбитальные группировки принципиально иного уровня качества. Резуль- таты работ в общем виде можно представить как создание постоянно действующей системы спутниковой связи с улуч- шенными в несколько раз (относительно первоначально за- ложенных ОКБ-1) информационными характеристиками. И с увеличенным собственным, а также в составе орбитальной группировки с т.н. гарантированным сроком службы КА с трех месяцев до трех-пяти лет. Характеристики Высота орбиты - 550 КА «Молния-1» х40000 км Масса КА-1600 кг Количество КА Мощность СЭП - 460 Вт в системе-3 Заданный срок Средство выведения службы КА-1 год КА-PH «Молния» Переход от экспериментов на отдельных КА типа «Мол- ния-1» первых модификаций к эксплуатации полноценных спутниковых систем со штатными изделиями сопровождал- ся активными работами как над спутниками, так и над на- земным сегментом. Над территорией СССР в 1967 г. было осуществлено развертывание первой орбитальной груп- пировки в составе трех доработанных КА. В соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР по инициативе НИИР была создана уникальная по тем време- нам сеть земных станций «Орбита» с антеннами диаметром 12 м разработки ОКБ МЭИ. На КА «Молния-1», изготавливаемом в Краснояр- ске-26, КБПМ прежде всего пришлось переделать борто- вые антенны. Вместо приемо-передающих параболических антенн диаметром 1,2 м для аппаратуры ретранслятора ДМ-диапазона и приемопередающих антенн КИС ДМ-диа- пазона. Оказалось, что реальный коэффициент усиления параболических раскрываемых антенн в 2-3 раза мень- ше расчетного, т.к. диаметр параболической антенны был всего лишь в 4 раза больше длины волны, а должен быть больше как минимум в 10 раз. С «зонтиком» таких раз- меров разместиться в прежних габаритах было невозмож- но, поэтому КБПМ было предложено решение о замене этих антенн складной решеткой из четырех спиральных 149
История развития отечественных автоматических космических аппаратов излучателей. Для КИС была разработана плоская арифме- тическая двухзаходная спиральная антенна. Эти решения вызвали изменения в компоновке и потребовали разра- ботки новых механических узлов, но задача была решена. Для уменьшения размеров антенны в стартовом положе- нии экраны спиральных излучателей были выполнены складными, а сами излучатели - разворачивающимися вокруг оси излучения решетки. С целью снижения массы в конструкции антенного блока впервые использовались магниевые сплавы. По инициативе филиала НИИ-4 МО СССР, которую под- держали Штаб РВСН и главком Маршал Советского Союза Н.И.Крылов, ВПК приняла решение приступить к созданию системы управления стратегическими силами РВСН, ави- ации и флота и правительственной системы связи с ис- пользованием спутников типа «Молния-1». Головными ис- полнителями по созданию этой спутниковой системы были МНИИРС (по системе в целом, бортовому РТР, средствам связи в войсках и центре); КБПМ (РКК, КА); НИИ ТП (Центр оперативно-технического управления спутниками связи). Те же головные исполнители возглавляли работы и по по- следующим КА типа «Молния». С1966 г. РВСН начали постановку на боевое дежурство многочисленных шахтных пусковых установок с новыми МБР по всей огромной территории СССР, которые нуж- дались в прямых каналах постоянно действующей связи и передачи информации. Эти каналы не должны были нару- шаться противником в любой оперативной обстановке. Си- стема должна была обслуживать также входивший в состав РВСН собственный командно-измерительный комплекс, управляющий всеми орбитальными группировками. С этой миссией справились группировки новых модификаций си- бирских спутников серии «Молния-1». В то время как в Советском Союзе даже простая бытовая техника страдала ненадежностью, на высоких эллиптических орбитах зарезервированная система сибирских спутников практически бесперебойно функционировала на ВЭО. Пере- монтируемые автоматические дистанционно управляемые КА работали без ощутимых для потребителя сбоев по 2,3, 5 и даже более лет. Обновление и существенное повышение выходных экс- плуатационных характеристик КА типа « Молния-1»в интере- сах обеспечения обороноспособности страны проводилась в два этапа: в 1968-1973 гг. создавался КА «Молния-1К»; в 1979-1983 гг. - КА «Молния-1 Т» (начиная с КА № 68). В целях повышения надежности системы «Корунд» МНИИРС были последовательно разработаны и установле- ны на борт КА ретранслятор «Бета» и РТР с увеличенной мощностью твердотельного типа «Тета», работавшие в том же режиме, что и первый РТР «Альфа». В ретрансляторе «Бета» был устранен недостаток РТР «Альфа», где исполь- зовались ненадежные ЛБВ. В новых модификациях подвер- глись существенному совершенствованию и все служебные системы КА, что позволило в конечном итоге при сохране- нии неизменных габаритов и массы увеличить расчетный срок службы КА «Молния-1 К» до двух лет, КА «Молния-1 Т» (с твердотельным ретранслятором «Тета») - до трех лет и более. На спутниках использовалась модернизированная КИС «Сатурн», созданная НИИ «Радиоприбор». Специаль- но были созданы ЦОТУСС МО СССР и Центр управления системой связи. Многие годы управление группировками КА «Молния-1» с участием представителей КБПМ осущест- влялось эксплуатирующими организациями Минобороны из Москвы. В дальнейшем Министерством обороны управ- ление этими КА было переведено в Центр управления в Го- лицыно-2. В состав системы «Корунд» по инициативе НИИ-4 было включено четыре КА «Молния-1». Это было вызвано не- обходимостью непрерывной связи, а по технологии управ- ления 1 ч затрачивается на проверку состояния ИСЗ, вклю- чение ретранслятора и «втягивание» его в режим, а затем на прием телеметрии и выключение перед выходом из зоны видимости. На основе конструкционно-технологических решений КА «Молния-1» и принципа сочетания преемственности и новизны КБПМ (в дальнейшем НПО ПМ) в г. Краснояр- ске-26 сумело создать целое семейство существенно более мощных, модернизированных и обновленных КА («Молния- 1К», «Молния-1Т», «Молния-2», «Молния-3», «Молния- ЗК»), которые образовали новый, т.н. унифицированный, ряд КАУР-2. В процессе создания КАУР-2 в КБПМ совместно со смежниками подверглись совершенствованию конструкция и все бортовые служебные системы, так что при внешне малозаметных изменениях внутреннее содержание более поздних КА совершенно отличалось от того, каким было приборно-элементное наполнение первых КА. В бортовых системах ориентации, стабилизации и коррекции был про- веден ряд мероприятий по обеспечению живучести, карди- нальному повышению ресурса. В частности, модернизиро- вана пневмосистема в части увеличения плеч реактивных двигателей, которые были вынесены на панели СБ, что по- зволило сразу уменьшить расход рабочего тела более чем в 5 раз. На спутниках КАУР-2 пришлось пройти непростой путь по решению комплекса специфических, малоизвестных Технические характеристики КАУР-2 Орбита - высокая эллиптическая 12-часовая с апогеем около 40000 км, наклонением 62,8 ° Масса-1600-1700 кг Мощность системы электропитания -до 1300 Вт Ориентация корпуса - трехосная, панелями СБ на Солнце Наведение антенной платформы -на Землю Начальная коррекция орбиты - с использованием ЖРД большой тяги ДУ в контуре управления СОС - газореактивная Система терморегулирования - активная газожидкостная (с гидронасосами и вентиляторами) Заданный срок службы - 3 года 150
Глава 3 неспециалистам научно-технических проблем, связанных с системой электропитания, проявляющихся на мощных высокоорбитальных КА длительного функционирования (10 лет и более). В частности, работы по СЭП КА «Мол- ния» стали большой школой для разработчиков СЭП как в области солнечных, так и химических аккумуляторных батарей. Проводилась непрерывная модернизация СЭП от КА «Молния-1» до «Молния-3», что одновременно при- водило к усовершенствованию автоматики СЭП. Для КА «Молния-IK», «Молния-3», «Молния-1Т» была разрабо- таны целая линейка управляющих приборов БКИП в 1971, 1974,1982 гг. Значительные проблемы возникали при защите КА на орбите от внешних воздействий, по мере увеличения срока его активного существования до 3 лет (позже до 5-10 лет). Остро встала проблема со стойкостью матери- алов, работающих в открытом космосе. В первую очередь это касалось терморегулирующих покрытий. Проведенные испытания показали, что ранее применяемые на спутниках лакокрасочные или керамические покрытия деградируют в течение 0,5-3 лет. Материаловеды провели интенсивные работы с ГИПИ ЛКП по разработке новых покрытий, про- вели испытания на собственной экспериментальной базе, а также в ЦНИИМАШ, НИИЯФ МГУ, НИИ-ЯФ ТПИ, НИФХН им. Карпова. Выбор был сделан в пользу зеркального по- крытия на основе напыленных алюминием тончайших пла- стин стекла К-208, которое было разработано во ВНИИ!. В результате было создано новое терморегулирующее по- крытие ОСО-С. Дальнейшим развитием работ по созданию радиационно-стойких, технологичных ТРП стало создание шести марок пленочного покрытия класса «солнечные отражатели» (СОТ). Покрытия ОСО-С и СОТ защищены авторскими свидетельствами. Проявлялись и другие спец- ифические проблемы, в частности, с бортовой газожид- костной активной системой терморегулирования. Первые пуски «Молнии» выявили недопустимую при длительной эксплуатации утечку теплоносителя на стыке между жид- костной и газовой полостью компенсатора объема СТР, где применялся сдвоенный резиновый компенсатор. После длительных поисков были найдены конструкторские ре- шения на основе сильфонов, кардинально решающие про- блему герметичности. Утечки на стыке газов и жидкостей в СТР кончились. Обеспечение непрерывной круглосуточной связи и из- бежание нестабильности орбитальной структуры в течение длительного времени потребовали уточнения параметров орбит КА. Исследования и решение задач баллистическо- го обеспечения полета КА типа «Молния» проводились на предприятии специалистами-баллистиками в тесном взаи- модействии с эксплуатационниками на ЦУП, а также дру- гими НИИ СССР этого профиля. Результатом стали разра- ботанные методики и программы долгосрочного прогноза эволюции (изменения параметров) наклонной ВЭО. Были созданы методики построения и поддержания баллисти- ческой структуры орбитальной группировки КА, а также проведения коррекции их периода обращения. Движение всех спутников орбитальной группировки было сфазиро- вано таким образом, что все они вращались вокруг Земли по одной трассе с интервалом движения около 6 ч, что обеспечивало круглосуточную непрерывную связь на всей территории Советского Союза и прилегающих районов. Измененная баллистическая структура была использована для КА «Молния-1 К», «Молния-1Т», «Молния-2», «Мол- ния-3», а затем и КА «Меридиан». Именно ВЭО с новыми параметрами получила в мировой практике наименование «орбита типа «молния». Запусками КА «Молния-2» (19 октября 1973 г.) и «Молния-1 К» (30 ноября 1973 г.) началось использова- ние орбит с новыми параметрами. Все КА выводились на орбиты с наклонением 62,8 ° и двумя фиксированными значениями аргумента перигея: 280 ° и 288 °. ЛИ показа- ли, что в результате проведенных изменений последние «Молнии-1», запущенные на 65 °, прожили в среднем по 1800 суток. А первые «Молнии-1 К» на орбитах с наклонени- ем 62,8 ° - уже по 3930 суток. В то же время было отмечено, что с переходом на наклонение 62,8 ° заметно изменились условия прохождения радиационных поясов. Для управления полетом КА типа «Молния» был соз- дан комплекс программ, который стал прообразом широ- ко применяемых и в настоящее время в ЦУП баз данных и комплексов программ наземного баллистического обе- спечения, всех разрабатываемых сегодня спутников. Для развертывания системы в 1965-1967 гг. в рекордно ко- роткие сроки в восточных районах страны вблизи круп- ных городов и значимых для обороны страны достаточно плотно населенных районов одновременно было сооруже- но 20 земных станций типа «Орбита» и новая центральная передающая станция «Резерв». 2 ноября 1967 г. сеть станций «Орбита» вступила в строй, и на базе трех изготовленных в КБПМ КА «Мол- ния-1»начала функционировать первая в мировой практике национальная спутниковая распределительная телевизион- ная и связная (циркулярная) система. Уже вслед за СССР подобные по масштабам (но на иных технических решениях) системы появились в Канаде, США, Индонезии. 7 ноября 1967 г. впервые через сеть «Орбита» смотрели прямые передачи программ Центрального ТВ из Москвы жители самых удаленных республик и городов: Алма-Аты, Архангельска, Ашхабада, Братска, Воркуты, Иркутска, Ке- мерово, Красноярска, Комсомольска-на-Амуре, Магадана, Мурманска, Новосибирска, Норильска, Сургута, Сыктывка- ра, Улан-Удэ, Фрунзе, Хабаровска, Читы, Южно-Сахалинска, Якутска - всего около 20 млн человек. В связи с растущими потребностями страны земные станции типа «Орбита» стро- ились и дальше, и к 1984 г. их количество превысило 100. С 1968 г. система спутниковой связи в составе КА «Мол- ния-1» и сети станций «Орбита» была принята в опытную эксплуатацию. Помимо уже упомянутых предприятий, в создании сети «Орбита» активное участие принимали так- же МРТЗ, ГСПИ РТВ, заводы промышленных министерств. 151
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Производство космических аппаратов. ОКБ-Ю (КБПМ) и «Красмаш» (завод № 1001). 1960-е гг. В сентябре 1962 г. был подписан приказ об организа- ции на площадке № 2 завода № 1001 производства № 6 по изготовлению ракетно-космической техники в составе цехов №№ 13,31,37,39. Перед коллективами цехов вновь организованного производства была поставлена задача по подготовке производства и изготовлению деталей, узлов и агрегатов ракет 11К65 («Космос-3»), 11К65М («Космос- ЗМ») и спутников «Стрела-1», «Стрела-2». 18 августа 1964 г. стало днем рождения ракетно-косми- ческого завода и КБ в Красноярске-26. В первой половине 1964 г. производством было завершено изготовление экс- периментальных спутников специальной связи «Стрела-1» («Космос-42», «Космос-43»). 22 августа 1964 г. с космо- дрома Капустин Яр состоялся первый запуск этих спутников на орбиту. В мае 1966 г. в цехе № 31 было начато изготовление печатных плат, а в июне производство завода приступает Спутник «Мопния-1» в сборочном цехе к созданию материальной части гиростабилизатора для но- вого спутника «Молния-1». Параллельно с изготовлением материальной части спутника «Молния-1» шла отработка новых технологий для его производства. В частности, про- водились работы по освоению технологии изготовления и испытаниям новых узлов исполнительной автоматики, пневмосистемы и др. 25 мая 1967 г. на орбиту был выведен первый спутник «Молния-1» с ретранслятором «Альфа». Освоение произ- водства материальной части спутников типа «Молния-1» позволило специалистам всех цехов и инженерной служ- бы приобрести бесценный опыт в создании изделий ново- го класса на современном (по тем временам) техническом уровне. В дальнейшем два модернизированных спутника «Мол- ния-1» вместе с последним из КА подмосковного произ- водства образовали к концу 1967 г. первую отечественную систему спутниковой связи, принятую в 1968 г. в опытную эксплуатацию. Система позволяла осуществлять теле- графно-телефонную связь на территории СССР, а также передавать программы Центрального телевидения на сеть специально создан- ных земных станций с 12-метровыми антеннами-«блюдцами» (система «Ор- бита»). По результатам проведенных в 1965-1967 гг. испытаний спутника «Молния-1» были приняты правитель- ственные решения о создании на его базе системы связи и боевого управления «Корунд», а также о создании спутника «Молния-2» для ретрансляции телеви- зионных программ на сеть «Орбита». В 1967 г. была внедрена первая само- стоятельная разработка отдела № 23 КБПМ - прибор 1204 (блок поворота) на базе двухступенчатого гироскопа для спутника «Вертикальный космический зонд». Под эту тематику было начато строительство корпуса № 27, специали- зированного для изготовления деталей и сборочных работ узлов из бериллия и его сплавов. В 1967 г. во второй половине года изготовлен, а 12 октября выведен на ор- биту исследовательский спутник «Верти- кальный космический зонд», во второй половине года изготовлен, а 23 ноября выведен на орбиту первый навигацион- ный спутник «Циклон» («Космос-192»), В 1968 г. началось освоение производ- ства деталей и узлов спутников типа «Молния-2», которые должны были работать в сантиметровом диапазоне волн. Это потребовало внесения се- 152
Глава 3 рьезных нововведении в конструкцию спутника и, естественно, необходимо было освоить новые технологические процессы в цехах № 20 и № 31. Так, в цехе № 20 был организован специали- зированный участок по изготовлению волноводов, где было освоено изго- товление деталей и сборок антенно- фидерных устройств. А в цехе № 31 был организован специализирован- ный участок по сборке и испытаниям узлов АФУ. В начале 1968 г. изготовлен, а 20 февраля выведен на орбиту пер- вый геодезический спутник «Сфера» («Космос-203»). В марте этого же года в цехе № 31 начато серийное из- готовление бортовых приборов для спутников «Стрела-1 М» и «Стрела- 2М»; в октябре в корпусе № 4г цеха № 37 введено в эксплуатацию рабочее место для ис- пытаний спутника «Молния-1». В конце 1960-х гг. отрабатывались новые технологии для производства спутника непосредственного телевеща- ния «Экран», в частности технологии создания механизмов обезвешивания, проверки выдвижения подвижных узлов, определения центра масс ядерной энергетической установ- ки. Однако в 1971 г. очередная Всемирная административная конференция по радиочастотам (ВАКР-71) запретила косми- ческое телевещание в режиме «АМ», и до запуска спутника, уже существовавшего «в металле» (в виде макетов: конструк- торского, теплового и энергетического), дело не дошло. В начале 1969 г. был изготовлен, а 2 июля выведен на орбиту первый спутник «Молния-1» с ретранслятором «Бета». В конце 1960-х гг. возможности производства за- вода стали явно отставать от растущих задач, стоящих перед КБПМ. Портфель заказов на производство спутников, раз- работанных КБПМ, стал настолько велик, что потребовал принятия серьезных организационных решений. Создание первого отечественного геодезического комплекса «Геоид» со спутниками «Сфера» В 1963 г. в ОКБ-Ю начались работы в области косми- ческой геодезии. По заданию Военно-топографического управления ГШ ВС СССР началась разработка космиче- ского геодезического комплекса со спутниками «Сфера», который предназначался для решения ряда задач: - создания единой системы координат на всю поверх- ность Земли; - установления геодезических связей между континента- ми и островами Земного шара; - уточнения параметров общеземного эллипсоида и гео- потенциала. Подготовка спутников «Стрела-1М» к запуску Основные способы получения геодезической информации: - фотографирование световых вспышек от специальных ламп на борту КА на фоне звездного неба одновременно с нескольких территориально разнесенных по зоне прямой видимости КА пунктов наблюдения: при этом при анализе фотоснимков погрешность определения направления на КА составляла 3-6 угл. секунд; - измерение радиальной скорости спутника (с использо- ванием эффекта Доплера) относительно опорных пунктов Всемирной геодезической сети по поверхности земного шара. Погрешность определения радиальной составляющей скорости - не более 0,1 м/с. Для решения задач использовались триангуляционный (одновременное наблюдение КА с нескольких пунктов с последующими решениям триангуляционных сферических треугольников) и орбитальный методы. Спутник «Сфера» разрабатывался на базе ранее соз- данного конструкторского задела КАУР-1, но без исполь- зования магнито-гравитационной системы ориентации. КА был оснащен Системой импульсной световой сигнализации, впервые разработанной КБ Красноярского радиотехниче- ского завода (главный конструктор - В.Г.Тараненко), и ради- отехнической доплеровской системой разработки НИИ-885 (главный конструктор - М.И.Борисенко). Разработчиком атомного стандарта «Карбид» был НИИ-195 (ныне ОАО «РИРВ»), главный конструктор - Е.В.Сентянин. Запуск первого КА «Сфера» № 11Л был осуществлен с помощью PH «Космос-ЗМ» с космодрома Плесецк 20 фев- раля 1968 г. Спутник был выведен на наклонную (74 °) ор- биту высотой около 1200 км и получил обозначение «Кос- мос-203». Следующие запуски КА на орбиту состоялись 30 ноября 1968 г. («Космос-256»), 17 марта 1969 г. («Кос- мос-272»), но на них неожиданно выявилась проблема высокочастотных пробоев СИСС, для устранения которых специалистами КБПМ и КРТЗ были предприняты чрезвы- 153
История развития отечественных автоматических космических аппаратов чайные меры. Принятые меры дали яв- ный положительный результат. Целевая аппаратура КА «Сфера» перестала отка- зывать и даже работала гораздо дольше положенного срока. Первый же дорабо- танный КА отработал на орбите 15 меся- цев вместо требуемых 6. Всего было запущено 18 спутников «Сфера». Штатная эксплуатация косми- ческого геодезического комплекса нача- лась с 26 декабря 1972 г. Последний КА был запущен 26 декабря 1978 г., работал на орбите до 1 мая 1980 г. Космическому геодезическому комплексу со спутника- ми «Сфера» после приема его в эксплу- атацию был присвоен шифр «Геоид». С его помощью отечественными геодези- стами была создана национальная модель Земли 1977 года и построена Всемирная геодезическая сеть со среднеква- дратической погрешностью определения координат астро- номо-геодезических опорных пунктов сети не более 20 м, а также параметры геопотенциала с точностью 4-6 м в пре- вышениях геоида над Общим земным эллипсоидом. Полученные результаты имели важное научное, на- родно-хозяйственное и оборонное значение. Спутники «Сфера» положили начало развитию космической геоде- зии в СССР. Сразу после сдачи в эксплуатацию в целях по- вышения точности результатов, полученных по КГК «Геоид», а также дальнейшего повышения точности ВГС и параме- тров геопотенциала, что являлось необходимым условием достижения и сохранения стратегического ФГУП «паритета с США, началась разработка нового геодезического спутни- ка «Гео-ИК» с более современной, высокоточной бортовой и наземной радиогеодезической аппаратурой. Стыковка КА «Сфера» с PH «Космос-ЗМ» М.'Б.Марй'ияял^, KMMuixafye ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина» АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ПЕРВЫЕ НА ЛУНЕ. ПЕРВЫЕ НА ВЕНЕРЕ Научно-производственное объединение имени С.А.Ла- вочкина (ранее - ОКБ-301, Машиностроительный завод им. САЛавочкина) имеет богатую и многогранную историю с момента создания в 1937 г. как по истребительной ави- ации, так и по межконтинентальной крылатой стратегиче- ской ракете «Буря» и зенитным управ- ляемым ракетам. В 1965 г. предпри- ятие определяется головным в ракет- но-космической от- расли по созданию автоматических космических аппа- ратов для исследо- вания Луны, планет Солнечной систе- мы и космическо- го пространства. До этого указанное на- правление исследо- ваний было сосре- доточено в ОКБ-1 под руководством С.П. Королева. 154
Глава 3 Космические аппараты для исследования Луны. Второе поколение лунников: «Луна-9» - «Луна-14» К работам по созданию автоматических космических аппаратов для исследования Луны Машиностроительный завод им. САЛавочкина был подключен в то время, ког- да уже появился некоторый опыт как у отечественных, так и у зарубежных исследователей космоса по организации полетов в направлении естественного спутника Земли. С приобретением этого опыта шло совершенствование ис- следовательских зондов, отправляемых в эти полеты. Таким образом, коллективу Н.Г.Бабакина была передана конструк- торская документация на аппараты, разработанные ОКБ-1 С.П.Королева, которые принято считать уже вторым поколе- нием «лунников». Поэтому и в настоящей работе в разделах, относящихся к лунной тематике, описание процесса разви- тия этой техники начинается именно с рассказа об автома- тических космических аппаратах, относящихся ко второму поколению лунников. Середина 1960 гг. - стремительное, бурное, но все же еще только начало космической эры. Аппараты, направляе- мые к Луне, так же, как и их создатели, были первопроход- цами, которые пытались научиться решать достаточно кон- кретные задачи: уверенно совершать межпланетный перелет с выходом в заданную область, произвести мягкую посадку на внеземную поверхность, создать искусственный спутник другого небесного тела и т.п. К моменту передачи тематики на Машиностроительный завод им. САЛавочкина подоб- ные вопросы еще не были решены - все еще только пред- стояло сделать. Сделать впервые и далее совершенствовать технологии всех этих, а также других, все более усложняю- щихся, исследовательских процессов. Научные программы, выполняемые в то время в лунных экспедициях, были, по сути, рекогносцировкой, обеспечивающей развитие процес- са как в смысле приобретения и накопления фундаменталь- ных знаний, так и в смысле совершенствования и развития создаваемой исследовательской техники. Первоначальной основой на этом пути для коллекти- ва, возглавляемого Г.Н.Бабакиным, стали аппараты серии Е6, структурно представляющие собой траекторный блок (унифицированную платформу) и отделяемую (спускаемый аппарат, ИСЛ) или неотделяемую (ИСЛ) полезную нагрузку. В качестве средств выведения для них использовалась PH «Молния» с разгонным блоком «Л», обеспечивающим перевод космического аппарата на траекторию перелета к Луне. Конструкторская документация на разгонный блок «Л» также была передана на Машиностроительный завод им. САЛавочкина. К лунной тематике коллектив Г.Н.Бабакина подключился в очень ответственный момент: исследователи космоса, как отечественные, так и американцы, никак не могли преодо- леть некий барьер, тормозящий исследовательскую экспан- сию человечества в космос. Ни одна из ранее предпринятых попыток доставить на лунную поверхность научную аппара- туру в работоспособном состоянии не увенчалась успехом - с 1959 по 1965 г. было совершено пять жестких посадок американских «Рейнджеров» и четыре-советских «Лун». Осуществление мягкой посадки открывало широкие перспективы для реализации рекогносцировочных иссле- довательских программ с применением разнообразных зондирующих устройств (стационарных и мобильных), не- посредственно контактирующих с поверхностью изучаемых космических объектов типа Луны (характеризуемых нали- чием слабой гравитации, отсутствием собственного интен- сивного магнитного поля, собственной атмосферы и т.п.). Это событие в то же время стало бы констатацией завер- шения определенного этапа в развитии космоплавания как первого целенаправленного шага за пределы околоземного пространства. Этот этап включал в себя первичную адаптацию косми- ческих аппаратов, создаваемых по представлениям землян, не имевших ранее подобной практики, к реальным услови- ям работы в космосе. В какой-то части это касалось и слу- жебных агрегатов и систем, и научных приборов, а также конструкции аппарата в целом Особенно проблематичен был выбор конструкции самого зонда - по отечественной терминологии спускаемого аппарата. Ему предстояло войти в непосредственное соприкосновение с изучаемой поверх- ностью, о структуре которой на момент подготовки экспе- диции имелись весьма и весьма скудные сведения, основан- ные лишь на наблюдениях с Земли и попытках объяснить наблюдаемое, опираясь на практику земного бытия. Для пополнения этих сведений зонд и снаряжался в эту экспеди- цию с учетом того, что земных аналогов вновь обнаружен- ному могло просто не быть. Например, физической модели Луны ни у отечествен- ных, ни у американских ученых в то время фактически не было, и в этом смысле первые полеты космических аппара- тов к ней происходили вслепую. Полученные с их помощью фотоизображения с достаточно близких расстояний и до- статочно высокого качества не давали возможности ученым однозначно трактовать увиденное. Так, равноправно суще- ствовали абсолютно разные мнения: что поверхность Луны твердая, представляющая собой скалистые горные пустыни; что вся она - т.н. моря и материки - покрыта толстенней- шим слоем пыли, способным полностью поглотить попав- шее в нее любое инородное тело; что плотность ее верхнего слоя всего 0,5 г/см3, по мнению же других ученых, втрое выше-1,59 г/см3. На этом этапе оптимизировалась баллистика космиче- ских полетов к Луне- сценарий попадания на нее «из пушки» с соответствующими промахами мимо цели или жесткими посадками сменился управляемым, корректируемым по- летом с достаточно точным для последующих манипуляций (облет, посадка и т.п.) выведением космического летатель- ного аппарата к объекту изучения. В достаточной степени была отработана схема т.н. сеансного диалога «Земля - КЛА», позволяющего осуществлять обмен служебными 155
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Использование унифицированного траекторного блока в сочетании с различными видами полезной нагрузки в КА серии Е6 Лунные посадочные аппараты "Луна~4’’+”Луна-*”, “Луна-13* Искусственный спутник. !уны 1на-10 Искусственные спутники Луны •Луна-1 Г, “Луна-12, “Луна-14“ радиосигналами и воспринимать добываемую зондом целе- вую информацию для последующей ее обработки и анализа в земных лабораториях. При выполнении работ по управлению полетом «Лу- ны-8», делающей очередную безуспешную попытку совер- шить мягкую посадку на лунную поверхность, и произошла передача тематики «Исследование Луны и планет Солнеч- ной системы автоматическими космическими аппарата- ми» от С.П.Королева в ОКБ Машиностроительного завода им. САЛавочкина (ныне - ФГУП НПО им. САЛавочкина). Лавочкинцы в тот момент выступали в роли стажеров. От- ветственность за следующий полет лунника уже целиком и полностью ложилась на их плечи. Уже в следующей экспедиции КА «Луна-9» положитель- ный результат был достигнут. Этот успех не следует рассма- тривать изолированно, но как искомую и профессионально подготовленную итерацию в общей последовательности решения задачи осуществления «мягкой посадки» предше- ствующими ей лунниками С.П.Королева. Разработанные для осуществления мягкой посадки и апробированные на «Луне-9» технологии, методики и технические решения нашли в том или ином виде свое при- менение при реализации уже более сложных этапов про- граммы исследования Луны. Многие из них получили свое развитие, иногда в то время непредсказуемое, при подго- товке современных космических экспедиций. 156
Глава 3 Космические аппараты серии Е6М Космические аппараты серии Е6М предназначены для проведения контактных рекогносцировочных иссле- дований Луны путем десан- тирования на ее поверхность (мягкой посадки) стационар- ного исследовательского зон- да - автоматической лунной станции. Серия Е6М состоит из двух аппаратов: КА «Лу- на-9» и КА «Луна-13». Экспе- диции совершались аппарата- ми в разные календарные сро- ки: «Луна-9» была запущена 31 января 1966 г., «Луна-13» - 21 декабря 1966 г. Программа экспедиции включала ряд задач, в т.ч.: - получение положитель- ного результата в отрабаты- ваемом практическим кос- моплаванием новом (для того времени) элементе кос- мического полета - нераз- рушающемся исследователь- ском зонде, его контакте с поверхностью другого не- бесного тела при отсутствии полноценной информации о природных условиях, в ко- торых будет осуществлен этот контакт (осуществление мяг- кой посадки АЛС); - передача на Землю ТВ- изображений фрагментов панорамы лунной поверхно- сти в месте контакта; - проведение научных исследований, в т.ч. исследо- вания интенсивности и спек- трального состава гамма-из- лучения лунной поверхности, характеризующего тип лунных пород, а также регистрации корпускулярного излучения; - получение информации для разработки способов и средств адаптации исследо- вательского зонда для рабо- ты в климатических условиях на поверхности Луны. Схема полета и посадки на Луну КА серии Е6М PH «Молния-М» (8К78М) 157
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Баллистическая схема экспедиций КА сарм Е6М. На участке торможения: 1 - построение лунной вертикали 2-ориентация оси ДУ по лунной вертикали 3 - включение радиовысотомера 4 - команда радиовысотомера на включение ДУ 5-время задержки включения ДУ 6 - включение ДУ, отделение навесных отсеков 7 - автоматическое выключение ДУ 8 - отделение АЛС от ДУ и мягкая посадка АЛС на лунную поверхность Для выведения КА серии Е6М, как и всех ап- паратов серии Е6, ей предшествующей и создан- ной в ОКБ-1 С.П.Королева, использовалась че- тырехступенчатая ракета-носитель «Молния-М». В баллистической схеме экспедиции можно выделить четыре последовательно реализуе- мых этапа: выведение, перелет, торможение, посадка. Для парирования ошибок, допущенных при выведении, предусматривалось проведение коррекции траектории через 30-36 ч после старта. После проведения коррекции отклоне- ние от заданной точки посадки не должно было превышать 150 км. Чтобы избежать перегрева станции, место посад- ки выбиралось в районе терминатора, сразу после восхода Солнца. Продолжительность перелета составляла -3,5 сут. Конструктивно КА серии Е6М (в годы его создания применялся термин «автоматическая станция») выполнен в виде блочной схемы, позволяющей при приближении к Луне сбрасывать выполнившие свои функции отсеки, для того чтобы на последнем этапе (торможение перед посадкой на Луну) аппарат имел минимальную массу. Это Конструктивное построение КА серии Е6М позволяло уменьшить затраты топлива на торможение КА у Луны, а следовательно, увеличить массу его основной составляющей - исследовательского зонда (АЛС). Схема построения КА позволила также свести к минимуму число соединительных элементов конструкции и, следователь- но, уменьшить его вес. Космический аппарат состоит из траекторного блока (ранее использовался также термин перелетно-посадочный модуль) и автоматической лунной станции. Масса КА после отделения от разгонного блока «Л» составляла 1583,7 кг. 158
Глава 3 Основу силовой конструкции станции составля- ют сферический бак окислителя диаметром 924 мм (общий объем 412 л), на нижней части которого смонтирован торовый бак с горючим (общий объ- ем 273 л), и собственно двигательная установка. Баки изготовлены из алюминиевого сплава. На верхней части отсека системы управления установ- лен ложемент для автоматической лунной станции. Крепление осуществляется с помощью пирозамка. По бокам бака окислителя с диаметрально противо- положных сторон установлены навесные отсеки. Корректирующе-тормозная двигательная установка КТДУ-5А, разработанная в ОКБ-2 под руководством А-М.Исаева, предназначена для проведения коррек- ций траектории КА на трассе перелета и торможения при подлете к Луне. Содержащийся в ней жидкостный ракетный двига- тель - однокамерный ЖРД С5.5А с насосной подачей самовоспламеняющегося топлива (окислитель - азот- ная кислота АК-27И, горючее - ТГ-02). Тяга ЖРД С5.5 составляла 4,6 т, удельный импульс - 272 с. Рулевые сопла неподвижные, работающие на генераторном газе. Тяга каждого рулевого сопла при включенном ЖРД - 34 кг, при выключенном ЖРД - 25 кг. ЖРД и система подачи топлива допускают мно- гократное его включение в невесомости и работу на двух режимах: при коррекции - с постоянной боль- шой тягой, а при торможении - с большой тягой на основном участке (в номинальном режиме с тягой 4510 кг) и малой в 100 кг (25 кг х 4), обеспечивае- мой рулевыми соплами при выключенной основной камере, - на конечном. В качестве управляющих были использованы сопла ТНА двигателя. Они же предназначаются для создания тяги, уравновешива- ющей лунный вес КА на конечном этапе спуска. Автоматическая лунная станция Автоматическая лунная станция создавалась как автономно действующий на поверхности Луны ста- ционарный исследовательский зонд. Конструктивно АЛС представляет собой герметичный контейнер, имеющий форму, близкую к сферической, диаме- тром -50 см, с прикрепленными к его корпусу с внешней стороны четырьмя лепестковыми антенна- ми. Лепестки имеют два рабочих состояния: одно- временно сложены, придавая овально-сужающуюся форму АЛС, или одновременно раскрыты. Масса АЛС на лунной поверхности -100 кг; габариты (с КТДУ-5А надувных баллона-амортизатора, внутриполостно изо- раскрытыми лепестковыми и развернутыми штыревыми ан- теннами): диаметр -160 см, высота -112 см, высота от ос- нования до центра объектива телевизионной камеры - 58 см. Посадочное устройство, выполненное из эластичного материала, представляет собой два обволакивающих АЛС лированных друг от друга, но механически соединенных между собою. Соединение представляет собой шнуровку резиновым шнуром (ранее применялись капроновые лен- ты), пропущенным через специальные петли, располо- женные по периметру каждого амортизатора. По петлям 159
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Автоматическая лунная станция 1 - двугранное зеркало 2 - штыревая антенна 3 - телевизионная камера 4 - эталон яркости 5 - лепестковая антенна проложен кольцом детонирующий шнур с двумя электро- детонаторами для подрыва его от программно-временно- го устройства АЛС. Изначально баллоны-амортизаторы не наполнены га- зом. Наддув (до 1 атм.) начинался одновременно с вклю- чением КТДУ на участке торможения. Наполняемые газом амортизаторы, плотно примыкая по линии соединения, образуют вкупе сферическую оболочку, всесторонне предо- храняющую АЛС от разрушения при ожидающих его соуда- рениях в момент прилунения. По результатам предшествующих полетов КА «Луна-4» - «Луна-8» специалистами КБ Машиностроительного завода им. САЛавочкина были внесены улучшения в конструкцию станции и, в первую очередь, существенно доработана систе- ма мягкой посадки. В частности, была проведена доработка амортизаторов, улучшена конструкция обвязки амортиза- торов в сложенном виде, разработана новая конструкция теплоизоляции, существенно усовершенствована технология укладки амортизаторов. Однако основная причина жесткой посадки предше- ственников КА «Луна-9» заключалась в том, что в цикло- грамме их полета не было предусмотрено проведение це- ленаправленного парирования возмущающих моментов, возникающих при наполнении амортизаторов гелием. В качестве основной полезной нагрузки на борту АЛС установлены: - телефотометр Я-198, функционально входящий в со- став радиосисгемы КРС; Общий вид АЛС - гамма-спектрометр для исследования интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверх- ности, характеризующего тип лунных пород (ГЕОХИ); - КС-17М - прибор для регистрации корпускулярного излучения как на трассе пере лета, так и после посадки на лунную поверхность (НИИЯФ МГУ). 3 февраля 1966 г. в 21 ч 45 мин 30 с автоматическая лунная станция впервые в мире совершила мягкую посадку на поверхности Луны на западном крае Океана Бурь, за- паднее кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 7° 8’ с.ш. и 64° 32' з.д. По команде с Земли была включена телевизионная камера. Несколько фрагментов лунной по- верхности было передано на Землю 6 февраля при высоте Солнца 41 °. В период до 6 февраля было проведено 7 сеан- сов связи со спускаемым аппаратом общей продолжитель- но
Глава 3 ностью более 8 ч. На Землю были переданы первые в мире панорамы лунной поверхности, полученные при различных высотах Солнца над горизонтом (7,14,27 и 41 °). В целом программа полета автома- тической станции «Луна-9» была выполнена. Космический аппарат «Луна-13» В программу экспедиции космического аппарата «Луна-13» входили следующие задачи: - передача на Землю ТВ-изображений фрагмен- тов панорамы лунной поверхности, в т.ч. стереоизо- бражений отдельных участков в месте контакта; - проведение научных исследований, в т.ч. ис- следования интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверхности, характеризу- ющего тип лунных пород, а также регистрации кор- пускулярного излучения; - проведение экспериментов по определению механических свойств и плотности наружного слоя лунного грунта; - измерения теплового потока от лунной поверх- ности; - получение информации для разработки способов и средств адаптации исследовательского зонда для ра- боты в климатических условиях на поверхности Луны. Космический аппарат Е6С Космический аппарат Е6С предназначен для отработки технологии выведения непилотируемого зонда на орбиту искусственного спутника Луны и проведения комплекса научных исследований Луны и окололунного пространства. В программу экспеди- ции входили следующие пункты: - получение положительного результата в отра- батываемом практическим космоплаванием новом (для того времени) элементе космического полета - создании искусственного спутника другого небес- ного тела при отсутствии полноценной информации о специфике условий работы исследовательского зонда на орбите ИСЛ; - выявление наличия и уточнение нижнего пре- дела возможного магнитного поля Луны; - получение информации, способствующей предвари- тельному определению параметров гравитационного поля Луны; - изучение собственного излучения Луны: исследование интенсивности и спектрального состава гамма-излучения поверхности, определение теплового излучения, измерение рентгеновского излучения пород лунной поверхности; - выявление наличия ионосферы Луны и уточнение ее параметров; Фрагмент карты Луны в районе посадки АЛС «Луна-9». Место прилунения аппарата позднее получило официальное название Равнина Посадки (Planitia Descensus) КА «Луна-10» 1- искусственный спутник Луны 2-система отделения спутника 3 - баллоны с газом 4-аппаратура радиосистемы измерений 5-жидкостный ракетный двигатель 6 -управляющий двигатель 7 - аппаратура системы астроориентации - регистрация полного потока ионов и электронов сол- нечного ветра; - регистрация солнечного корпускулярного и космиче- ского излучения; - регистрация в межпланетном и окололунном про- странстве метеорных частиц; - получение информации для разработки способов и средств адаптации исследовательских зондов, специали- зированных для работы на орбите ИСЛ. 161
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Схема полета автоматического космического аппарата «Луна-10» I - промежуточная околоземная орбита II - коррекция траектории полета к Луне III - ориентация КА перед торможением IV - торможение и выход на орбиту ИСЛ Периселений орбиты Автономное выключение двигателя Отделение искусственного спутника Траекторные измерения Апоселений орбиты Старт IV Включение тормозного дви1ателя Ориентация КА по лунной вертикали III Для выведения КА «Луна-10» использовалась четырех- ступенчатая ракета-носитель «Молния-М». В баллистиче- ской схеме экспедиции можно выделить четыре последова- тельно реализуемых этапа: выведение, перелет, торможение, орбитальный полет ИСЛ. Автоматическая станция Е6С была создана на базе ав- томатической станции «Луна-9» (Е6М) и состояла из тра- екторного блока и отделяемого искусственного спутника Луны. Масса КА после отделения от разгонного блока «Л» составляла 1583,7 кг, из которых 746,4 кг - масса топлива (181,6 кг горючего и 564,8 кг окислителя). Искусственный спутник Луны Для сокращения сроков подготовки к запуску и в соот- ветствии с возложенными на него задачами ИСЛ был сделан простым по конструкции и по составу оборудования. Кон- структивно ИСЛ представляет собой единый герметичный контейнер, предназначенный для размещения служебной аппаратуры и блоков научной аппаратуры, не приспособлен- ных для работы в открытом космосе. Космический аппарат «Луна-10» Космический аппарат запущен 31 марта 1966 г. в 13 ч 46 мин 59 с. Все участки выведения прошли штатно, и уже после этого названная «Луной-10» станция была выведена на траекторию полета к Луне. КА отделился от разгонного блока «Л» в 15 ч 4 мин 57 с. В результате маневра станция «Луна-10» была выведена на окололунную орбиту и стала первым в мире искусственным спутником Луны. Параметры его орбиты оказались близкими к расчетным значениям и составили: - высота в апоселении -1027 км; - высота в периселении - 350 км; Искусственный спутник Луны 1 - протонная ловушка 2-антенны 3 - датчик магнитометра 162
Глава 3 - период обращения - 2 ч 58 мин 11 с; - наклонение орбиты - 67° 9’ Срок активного существования ИСЛ составил 56 сут., что определялось ресурсом бортовых химических источников тока. За это время со спутником было проведено 219 сеан- сов связи, получена ценная научная информация. Научная информация передавалась как в процессе перелета к Луне, так и при движении ИСЛ по орбите вокруг Луны. Программа полета станции «Луна-10» выполнена полностью. На участке траектории между Землей и Луной была измерена интенсивность первичного космического излу- чения. При полете спутника по окололунной орбите уда- лось провести целый комплекс научных исследований. Впервые были получены данные об общем химическом составе Луны по характеру гамма-излучения ее поверхно- сти. В результате обработки полученных гамма-спектров был сделан вывод: лунные породы принадлежат к типу базальтовых пород Земли, а их радиоактивность намно- го меньше, чем у гранитов, но не выше радиоактивности земных базальтов. Ма орбите ИСЛ было измерено альбедо проникающего корпускулярного излучения от первичного космического излучения. Измеренная интенсивность корпускулярного из- лучения подтвердила факт отсутствия в окололунном про- странстве каких-либо аномалий, сходных с радиационными поясами Земли. Были обнаружены квазистационарные по- токи мягкой корпускулярной радиации в области «хвоста» магнитосферы Земли на расстоянии, равном ~60 радиусам Земли. Космические аппараты серии Е6-ЛФ Космические аппараты серии Е6-ЛФ («лунный фото- граф») предназначены для отработки методики вывода ИСЛ на экваториальную орбиту и проведения комплекса Космический аппарат серии Е6-ЛФ 1 - баллоны с газом для исполнительных органов системы астроориентации 2 - фототелевизионное устройство 3-радиатор системы терморегулирования 4-радиометр 5 - приборный отсек 6 - химическая батарея 7 - оптико-механический блок системы астроориентации 8-антенна 9 - электронный блок системы астроориентации 10 - управляющие двигатели 11 -корректирующе-тормозная двигательная установка 12 -баллоны с газом исследований Луны и окололунного пространства, включая проведение фотосъемки приэкваториальных областей лун- ной поверхности. Серия Е6-ЛФ состоит из двух аппаратов: КА «Луна-11» и КА «Луна-12». Второй аппарат является дублером первого. КА «Луна-11» - второй искусственный спутник Луны. Запущен 24 августа 1966 г. КА «Луна-12» - третий искусственный спутник Луны, запущен 22 октября 1966 г. В программу экспедиции входили следующие задачи: - фотосъемка поверхности Луны в районе экватора и по- следующая передача на Землю фотоизображений; - определение характеристик гравитационного поля по данным измерений эволюции экваториальной орбиты; - исследования интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверхности; - регистрация метеоритных частиц; - изучение радиационной обстановки вблизи Луны; - обнаружение рентгеновского флуоресцентного излу- чения Луны; - измерение интенсивности радиоизлучения в длинно- волновом диапазоне; - измерение коэффициента отражения лунной поверх- ностью ультрафиолетовой части спектра для определения ее структуры; - проверка работоспособности зубчатых пар и подшип- ников качения в космических условиях с целью изучения возможности их применения при создании самодвижущих- ся зондов, предназначенных для контактного исследования лунной поверхности. Для выведения КА серии Е6-ЛФ использован ракетно- космический комплекс в том же составе, что и для пред- шествующих «лунных» аппаратов - трехступенчатая PH «Молния-М» с разгонным блоком «Л». Баллистическая схема экспедиции выбрана во многом сходной со схемой полета КА «Луна-10». Автоматическая станция Е6-ЛФ создана на базе авто- матической станции «Луна-9» (Е6М) и состоит из объединен- ных в одну конструкцию модер- низированного траекторного блока базового аппарата и до- полнительного отсека для слу- жебных и научных приборов, предназначенных для работы на перелете и на орбите ИСЛ. Проектные результаты рас- чета баллистической схемы показали потребную величину импульса торможения меньше, чем в экспедициях «Луны-9» и «Луны-10», что привело к из- менению объема топливных баков КТДУ: бака окислите- ля - с 412 до 342,5 л (диа- метр с 924 до 868 мм), бака 163
История развития отечественных автоматических космических аппаратов горючего - с 273 до 215 л. После доработки КТДУ полу- чила индекс С5.5Ф. Полностью сохранен (по конфигурации, исполнению и в большой степени по содержимому) цилин- дрический отсек основного блока объединенной системы управления. Дополнительный приборный отсек - герметич- ный контейнер - монтируется на месте АЛС («Луна-9») или ИСЛ («Луна-10»). Вместо одного из навесных отсеков тра- екторного блока и радиовысотомера размещены фототеле- визионные установки. Для проведения исследований Луны и межпланетного пространства на борту станции «Луна-11» установлены следующие научные приборы: - гамма-спектрометр 3134-03 - для исследования ин- тенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверхности, характеризующего тип лунных пород (ГЕОХИ); - РМЧ-1 - регистратор метеоритных частиц (ГЕОХИ); - радиометр СЛ-1 - для изучения радиационной обста- новки вблизи Луны (НИИЯФ МГУ); - РФЛ-Ф - прибор для обнаружения рентгеновского флуоресцентного излучения Луны (ФИАН); - «Кассиопея КЯ-4» - прибор для измерения интен- сивности радиоизлучения в длинноволновом диапазоне (ГАИШ); - спектрофотометр УС-3 - для определения структуры лунной поверхности путем измерения коэффициента отра- жения ультрафиолетовой части спектра (НИИЯФ МГУ). Космический аппарат «Луна-11» Старт PH «Молния-М» с автоматической станцией «Луна-11» произведен с космодрома Байконур 24 августа 1966 г. в 11 ч 3 мин 21 с. Старт с опорной орбиты и от- деление от РБЛ прошли в штатном режиме. КА вышел на окололунную орбиту, за 38 суток активного существования проведено 137 сеансов связи. Третье поколение «лунников»: КА «Луна-15» - «Луна-24» Полеты к Луне автоматических космических аппаратов семейства Е6 позволили решить многие приоритетные за- дачи, о которых было рассказано в предыдущих разделах. Однако для следующего шага в реализации намеченной стратегии изучения Луны - именно детального ее иссле- дования - потребовалось значительно расширить функци- ональные возможности как самих космических аппаратов и их бортовых систем, так и используемых в лунных мисси- ях зондирующих средств. В отношении зондирующих средств, работающих в кон- такте с поверхностью, ставилась задача сделать их подвиж- ными, многофункциональными в части проведения научных экспериментов, с большим ресурсом работоспособности в климатических условиях Луны. Одна из важнейших задач планетологии - всестороннее изучение природных веществ исследуемого объекта, и в арсенале ученых должны были появиться принципиально новые беспилотные зондирую- щие средства челночного типа, позволяющие использовать с этой целью богатейшие возможности земных лаборато- рий. Разработка обоих видов зондирующих средств весьма перспективна, ведь только для Луны пока возможны аль- тернативные варианты. Наступила пора применять и зонди- рующие средства дистанционного действия со значительно большими исследовательскими возможностями, нежели ранее. Решение всех этих задач предполагало и появление на космическом аппарате дополнительных устройств, агрега- тов и бортовой аппаратуры, обеспечивающих работу новых зондов, и сами зонды становились более сложными и мас- сивными аппаратами, чем те, которые применялись в экс- педициях КА серии Е6. Одновременно с этим решалась и основная конструк- торская задача - создавался универсальный служебный модуль, на котором, путем незначительной его модифика- ции, могли устанавливаться зондирующие средства любого из вышеназванных видов. Все это было создано и активно использовалось в период с 1969 по 1976 г. Анализ различных проектно-конструкторских схем при- вел к выбору варианта автономного долгоживущего само- ходного дистанционно-управляемого аппарата, получивше- го наименование луноход. На стадии замысла (С.П.Королев, А.Л.Кемурджиан) луноход рассматривался как вспомога- тельное средство - транспорт или радиомаяк - для пило- тируемых экспедиций. В разработке Машиностроительного завода им. САЛавочкина (Н.Г.Бабакин) он приобрел вполне самостоятельное назначение и стал настоящей внеземной исследовательской лабораторией. Для доставки на Землю образцов лунного грунта были созданы уникальные грунтозаборные устройства двух ти- пов и возвратная ракета, использующая в качестве пусковой установки служебный модуль космического аппарата для возвратного взлета с поверхности Луны. Созданные ком- плексы бортовой научной аппаратуры дистанционного дей- ствия обеспечили выполнение задач картографирования и топографической съемки лунной поверхности, проведение исследований гравитационного и магнитного полей, опре- деление химического состава при помощи гамма-спектро- метра и др. На базе нового универсального служебного мо- дуля, получившего наименование орбитально-посадочный блок (в ранних разработках - КТ), на Машиностроительном заводе им. САЛавочкина создано третье поколение авто- матических космических аппаратов для исследования Луны. Эти аппараты совершали перелет к Луне по схеме, ис- пользуемой КА второго поколения, но при этом появилась возможность увеличить его результирующую точность за счет проведения нескольких коррекций на траектории по- лета от Земли к Луне и на орбите ИСЛ. Использование минимально возможного количества астроориентиров - Солнце и Земля - дало экономию по 164
Глава 3 Использование универсального служебного модуля в сочетании с различными видами полезной нагрузки в КА серий Е-8, Е8-5, Е8-5М, Е8-ЛС КА для доставки лунного грунта “Луна-15”, “Луна-16”, “Луна-18” “Луна-20”, “Луна-23”, “Луна-24” КА для доставки лунохода “Луна-17”, “Луна-21” массе служебных систем, но при этом возник ряд допол- нительных требований по баллистике: использование Зем- ли накладывало ограничение на даты старта: ориентация не могла обеспечиваться, когда КА, Солнце и Земля находи- лись на одной линии или если угол Солнце - КА - Земля был мал. Для лунников третьего поколения, предназначенных для выполнения существенно более сложных исследовательских работ на лунной поверхности, нежели те, что совершили их предшественники, разработана принципиально иная схема посадки - полностью исключен этап неуправляемого сбли- жения с поверхностью. Более совершенные, с точки зрения своего конструктив- ного построения, насыщенности научной и служебной аппа- ратурой и их функциональных возможностей, более манев- ренные, эти аппараты, представлявшие полезную нагрузку существенно большей массы, чем их предшественники, наш- ли свое применение благодаря введению в эксплуатацию PH «Протон». Поэтому результативность совершаемых ими лунных экспедиций в начале этого применения во многом определялась успешностью начала эксплуатации новой ра- кеты-носителя. Третье поколение объединяет четыре серии космических аппаратов - Е-8, Е8-5, Е8-5М, Е8-ЛС, - о каж- дой из которых рассказывается в следующих разделах. Космические аппараты серии Е8-5 Космические аппараты серии Е8-5 предназначены для осуществления мягкой посадки на поверхность Луны с це- лью забора образцов лунного грунта с глубины до 35 см и доставки их на Землю. 165
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Старт КА «Луна-16» с Луны Ракета-носитель УР-500К «Протон» с размещенным в головной части КА Серия Е8-5 состояла из четырех аппаратов: «Луна-15», «Луна-16», «Луна-18», «Луна-20». Каждая экспедиция по доставке образцов лунного грунта осуществлялась в разные календарные сроки и предусматривала участие лишь одного из аппаратов этой серии. «Луна-15» - пятый искусствен- ный спутник Луны. Запуск был осуществлен 13 июля 1969 г. «Луна-16» - космический аппарат, совершивший «рейс» по маршруту «Земля - Луна - Земля» и доставивший на Землю образец лунного грунта. Запуск был осуществлен 12 сентября 1970 г. Запуск КА «Луна-18» был осуществлен 2 сентября 1971 г. КА был переведен на круговую окололун- ную орбиту, на которой осуществлялось маневрирование для отработки новых методов навигации и посадки на Луну. КА «Луна-20» был запущен 14 февраля 1972 г. и 21 февра- ля осуществил мягкую посадку на лунную поверхность. В программу экспедиции входили следующие задачи: - проведение летных испытаний КА из вводимого в экс- плуатацию третьего поколения автоматических зондов для исследования Луны; - отработка новых в отечественной космонавтике мето- дов навигации и технологии осуществления мягкой посадки исследовательского зонда на лунную поверхность; - отработка технологии взятия проб образцов из подпо- верхностного слоя лунного грунта; - доставка забранных образцов лунного грунта на Землю. Для выведения КА серии Е8-5 использована четырех- ступенчатая ракета-носитель УР-500К «Протон» стартовой массой 690 т. На первых трех ступенях ракеты применяется самовоспламеняющееся топливо: четырехокись азота (АТ) и несимметричный диметилгидразин (НДМГ). Четвертой ступенью служит разгонный блок «Д», работающий на керо- сине и жидком кислороде. На блоке «Д» установлен двига- тель 11Д58 тягой 8550 кг (в пустоте) с удельным импульсом 345 с. Стартовая масса блока «Д» -17300 кг. Первые три ступени обеспечивают выведение головного блока, состо- ящего из четвертой ступени (блока «Д») и космического аппарата, на незамкнутую околоземную орбиту. Первым включением двигателя блока «Д» формируется опорная ор- бита ИСЗ, вторым включением КА выводится на траекторию полета к Луне. Управление работой блока «Д» происходит от системы управления космического аппарата. Масса головного блока на опорной орбите составляет -19,2 т, на перелетную траекторию выводится полезный груз массой до 5800 кг. При описании баллистической схемы экспедиции целе- сообразно выделить две ее составляющие: полет с поверх- ности Земли на Луну и обратный полет - с поверхности Луны на Землю. Полет по маршруту «Земля - Луна» со- стоит из следующих основных этапов: - старт и последующее выведение ГБ на незамкнутую околоземную орбиту; - формирование опорной орбиты со следующими пара- метрами: высота —200 км, наклонение - 51,6 °; - пассивный стабилизированный полет по опорной ор- бите в течение -1 ч; 166
Глава 3 - перевод ГБ на траекторию перелета к Луне и последу- ющее отделение КА от РБД; - перелет с проведением коррекции траектории (на трас- се перелета к Луне возможно проведение двух коррекций траектории: через 31-36 ч и через 80—84 ч после старта); - торможение КА и выход на селеноцентрическую орби- ту, близкую к круговой; - полет и маневрирование на орбите ИСЛ с целью вы- бора момента посадки; - торможение и посадка КА на лунную поверхность; - определение лунной вертикали и забор грунта. Поскольку одна из основных задач экспедиции КА серии Е8-5 - отработка новой для отечественной космонавтики технологии посадки исследовательского зонда на лунную поверхность, имеет смысл более подробно описать заключи- тельные этапы полета по маршруту «Земля - Луна». При этом выбор момента возвратного старта также имеет жесткие вре- менные рамки. Начиная с момента отделения от разгонного блока «Д», аппарат совершает полет к Луне как единое целое, в обратный путь отправляется лишь его составная часть - т.н. возвратная (взлетная) ракета. При этом в качестве стартовой площадки используется остающаяся на лунной поверхности посадочная платформа (орбитально-посадочный блок без навесных отсеков, сброшенных перед посадкой). Полет по маршруту «Луна - Земля» состоит из следую- щих основных этапов: - старт ВР в условиях ранее оговоренных ограничений; - перелет ВР в неориентированном состоянии с закрут- кой вокруг любой из осей; Схема посадки КА на поверхность Луны выключение двигательной установки 167
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - отделение возвращаемого аппарата с образцами лун- ного грунта при достижении околоземного пространства; - спуск ВА в земной атмосфере с последовательным прохождением стадий аэродинамического торможения и использования парашютной системы; - мягкая ВА посадка на поверхность Земли. Возвращаемый аппарат входит в атмосферу со скоро- стью -11 км/с и совершает баллистический спуск. Величина перегрузки в процессе аэродинамического торможения до- стигает 315 ед. При уменьшении вертикальной скорости до -300 м/с на высоте 15 км вводится в действие парашютная система, и возвращаемый аппарат совершает мягкое при- Работа АКК Е8-5 на поверхности Луны 1 - возвращаемый аппарат 2-контейнер с лунным грунтом 3 - рабочее положение штанги и бурового станка 4 - корпус бурового станка 5 - буровой снаряд 6-винт подачи 7-вращатель земление. Его месторасположение определяется по сигналу с радиопеленгационных передатчиков. После забора образца лунного грунта и через 8 сут. 18 ч после взлета с Земли с ОПБ как со стартовой площадки к Земле стартует возвратная ракета, а через 11 сут. 16 ч ее возвратный аппарат совершает посадку на территории орбита Луны старт с поверхности Луны траектория перелета Луна-Земля / Схема полета ВР по маршруту «Луна-Земля» 168
Глава 3 Автоматический космический комплекс Е8-5 1 - возвращаемый аппарат 2 - буровой механизм 3 - штанга бурового механизма 4-телефотометр 5 - топливный бак 6 - двигательная установка посадочной ступени 7 - приборный отсек посадочной ступени 8 - управляющие сопла 9 - топливные баки ракеты 10-антенна 11 - приборный отсек ракеты Советского Союза. Космические аппараты серии Е8-5 мож- но классифицировать как автоматические космические ком- плексы. Конструктивно АКК Е8-5 выполнен в виде блочной схемы, позволяющей в процессе экспедиции освобождаться от выполнивших свои функции элементов конструкции и бортовой аппаратуры. Космический аппарат состоит из ор- битально-посадочного блока (унифицированный блок, ба- зовый для всех лунных непилотируемых аппаратов третьего поколения) и взлетной ракеты. Для решения одного из основных слагаемых целевой за- дачи - забора проб лунного грунта - на посадочной ступени установлено грунтозаборное устройство, которое состоит из трех основных частей: - бурового станка с системой электрических приводов и бурового снаряда; Общий вид АКК Е8-5 при работе на поверхности Луны Амортизированная опора посадочного устройства АКК Е8-5 1 - опорный диск 2 - V-образный подкос 3-амортизатор Испытания бурового снаряда ГЗУ, устанавливаемых на КА серии Е8-5 169
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Возвратная ракета АКК Е8-5 1 - возвращаемый аппарат 2 - ленточное крепление возвращаемого аппарата 3 - антенны радиокомплекса ВР 4 - приборный отсек ВР 5 - топливные баки ВР Возвратная ракета на испытаниях в КИС Возвращаемый аппарат АКК Е8-5 Испытания КА серии Е-8 в КИС 170
Глава 3 - штанги, на которой укреплен буровой станок (меха- низм выноса ГЗУ); - приводов, перемещающих штангу в вертикальной и го- ризонтальной плоскостях (по азимуту и углу места). Посадочное устройство предназначено для поглощения кинетической энергии аппарата в момент касания лунной поверхности и состоит из четырех опор. Возвратная ракета представляет собой самостоятельный ракетный блок. Двигатель ВР - однокамерный жидкостной реактивный двигатель КРД-61 (С5.61) тягой 1850 кг. Компо- ненты топлива: горючее несимметричный диметилгидразин, окислитель - тетроксид азота. Три сферических бака об- разуют систему для размещения компонентов топлива. На центральном баке укреплен цилиндрический приборный от- сек диаметром 56 см, внутри которого установлен комплекс служебной аппаратуры ВР. Масса ВР на поверхности Луны - 512 кг. Возвращаемый аппарат (в некоторых публикациях ис- пользуется термин спасаемый аппарат) представляет собой металлический шар диаметром 50 см, на внешнюю поверх- ность которого нанесено теплозащитное покрытие. В экспедициях аппаратов серии Е8-5 автоматический космический комплекс исполнял роль сложного роботизи- рованного инструмента, добывающего и доставляющего ин- тересующие ученых образцы лунных пород для проведения их всесторонних исследований уже в земных лабораториях. Поэтому из научной аппаратуры на борту находились лишь приборы, определяющие температурные и радиационные условия как на участке перелета, так и на поверхности Луны. Космический аппарат «Луна-16» По своей конструкции, решаемым задачам и соста- ву бортовой аппаратуры АКК «Луна-16» является пол- ным аналогом АКК «Луна-15». Старт с АКК «Луна-16» произведен с космодрома Байконур 12 сентября 1970 г. в 16 ч 25 мин 52 с. На пути к Луне 14 сентября проведена коррекция траектории. АКК с помощью системы управления и оптических датчиков системы ориентации был точно со- риентирован в пространстве относительно Солнца и Земли таким образом, чтобы двигатель КТДУ принял заданное для коррекции направление. После ряда операций по ориентации АКК и программ- ных разворотов был включен двигатель посадочной ступе- ни, в результате чего скорость АКК «Луна-16» уменьшилась до значения, обеспечивающего переход в режим снижения. Сразу после включения двигателя были сброшены два на- весных отсека. В процессе спуска аппарат удерживался в строго опре- деленном положении стабилизирующими органами систе- мы управления. Высота над поверхностью Луны на начало торможения составляла 13,28 км, а на момент выключения двигателя - 2,45 км. После выключения двигателя аппарат в течение 43 с совершал свободное падение. На высоте 600 м от поверхности вновь начал работать основной двигатель КТДУ в режиме регулируемой тяги в соответствии с выбран- ной программой управления и поступающей информацией от доплеровского измерителя скорости ДА-018 и радиовы- сотомера «Вега». На высоте 20 м скорость аппарата снизи- лась примерно до 2 м/с. Основной ЖРД был выключен, и дальнейшее торможение происходило с помощью двигате- лей малой тяги. На высоте около 2 м по команде от гамма-высотомера «Квант» ДМТ были выключены, и 20 сентября в 8 ч 18 мин АКК «Луна-16» совершил мягкую посадку на поверхность Луны в районе Моря Изобилия. При этом вертикальная скорость аппарата в момент касания поверхности составила 4,8 м/с. Селенографические координаты места прилунения: 0° 41’ 04” ю.ш. и 56° 18’ 03” в.д. Отклонение от расчетной точ- ки посадки составило 1,5 км. Протяженность трассы полета от точки схода с орбиты до точки посадки составила 250 км. Бурение поверхностного слоя до глубины 35 см и из- влечение грунта производилось специальным буром, пред- ставляющим собой пустотелую трубу с резцами на торце. Одновременно с бурением измерялись плотности исследу- емой породы. Скорость углубления бура в лунную породу контролировалась с Земли. После окончания бурения бур с лунной породой был введен в корпус бурового станка. Включением привода штанги грунтозаборного устройства она была поднята в вертикальное положение и повернута на 180 ° вокруг своей оси. Бур был подведен к приемному от- верстию герметичного контейнера возвращаемого аппарата. Очередная команда с Земли переместила бур с лунной по- родой внутрь контейнера. Затем произошло отделение бура от буровой установки. После этого приемное отверстие в контейнере возвращаемого аппарата автоматически герме- тично закрылось. Штанга с буровым станком была отведена от возвратной ракеты. Кроме решения основной задачи - взятия проб лунного грунта - производились также измерения температуры эле- Космический аппарат «Луна-16» в сборочном цехе 171
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Селенографическая карта района посадки «Луны-16» с автографами участников проведения этапов посадки и забора образцов грунта ментов конструкции посадочной ступени и уровня радиации на лунной поверхности, результаты которых передавались на Землю. Далее прошли подготовка к старту и старт возвратной ра- кеты. Старту возвратной ракеты предшествовала закладка в ЗУ ее системы управления величины скорости, необходимой для взлетного разгона. Запуск ВР с поверхности Луны со- стоялся по команде с Земли 21 сентября в 10 ч 43 мин 21 с. По достижении необходимой скорости, равной 2708 м/с, был выключен двигатель, и ракета с возвращаемым аппа- ратом по баллистической траектории устремилась к Земле. Завершающий этап экспедиции длился 84 ч. В течение этого времени Центр управления полетом регулярно проводил траекторные измерения, по результатам которых уточнялся район приземления возвращаемого аппарата. При подлете возвратной ракеты к Земле по радиокоман- де, выданной 24 сентября в 4 ч 50 мин, произошло отделе- ние от нее возвращаемого аппарата. В 8 ч 10 мин он вошел в плотные слои атмосферы Земли со скоростью 10950 м/с. Максимальные перегрузки, действующие на аппарат в про- цессе аэродинамического торможения, достигали 315 ед. Температура пограничного слоя при этом превышала 10000 °C. В 8 ч 14 мин самолетами и вертолетами поискового комплекса, которые сосредоточились в ожидаемом районе приземления возвращаемого аппарата, были приняты его радиосигналы, а затем спуск на парашюте уже визуально на- блюдался с вертолета, который сопровождал его до поверх- ности Земли. В 8 ч 26 мин возвращаемый аппарат совершил посадку на Землю в восьмидесяти километрах юго-восточ- нее города Джезказган. Предварительный осмотр показал, что аппарат успешно выдержал условия полета. Возвратный аппарат АКК «Луна-16» побывавший на поверхности Луны 172
Глава 3 Возвращаемый аппарат с образцами лунной породы до- ставили на Машиностроительный завод им. САЛавочкина, здесь из него был извлечен контейнер с грунтом. Контейнер передали затем в ГЕОХИ им. В.И.Вернадского Академии наук СССР, в специальную лабораторию, где его поместили в приемную камеру. Перед помещением в камеру были про- изведены дозиметрические измерения, и вслед за этим весь контейнер тщательно стерилизован. Для предварительного изучения содержимого и дальнейшей его расфасовки при- емная камера была оборудована устройством для вскрытия контейнера с веществом. Все эти операции производились в контролируемой газовой среде с соблюдением условий не- обходимой стерильности. До получения результатов токсикологического и био- логического анализов лунное вещество было подвергнуто карантину в приемной камере. В дальнейшем проводилось изучение его радиационных, химических, физико-механи- ческих, теплофизических и других свойств. Для детального изучения лунное вещество, расфасованное в специальные контейнеры, передавалось также и в другие, в т.ч. зарубеж- ные, специализированные институты и лаборатории. Космический аппарат «Луна-18» По своей конструкции, решаемым задачам и соста- ву бортовой аппаратуры АКК «Луна-18» - полный аналог АКК «Луна-15», «Луна-16». Старт четырехступенчатой ракеты-носителя УР-500К «Протон» с АКК «Луна-18» (Е8-5) произведен с космодрома Байконур 2 сентября 1971 г. в 16 ч 40 мин 40 с. Для выхода на траекторию полета к Луне использована принятая для аппаратов этой серии промежу- точная околоземная орбита - опорная орбита ИСЗ. Общая масса комплекса после его отделения от РБД - 5778 кг. Космический аппарат «Луна-20» АКК «Луна-20» является полным аналогом своих пред- шественников; запущен с космодрома Байконур 14 февраля 1972 г. в 6 ч 27 мин 58,5 с с помощью четырехступенчатой раке- ты-носителя УР-500К «Протон». Выход на траекторию полета к Луне осуществлен с использованием промежуточной около- земной орбиты. Общая масса АКК «Луна-20» после отделения от разгонного блока составляла 5789 кг. Масса всего аппарата на поверхности Луны -1907 кг, масса возвратной ракеты на поверхности Луны - 513,565 кг. Стартовая масса спасаемого аппарата составляла 35,4 кг, а при входе в атмосферу Земли вместе с возвращаемым грунтом - 36,9 кг. Общая масса пробы грунта, доставленного «Луной-16», составила 101 грамм. Главным результатом полета «Луны-16» стала доставка образцов лунного грунта на Землю. Была достигнута воз- можность непосредственного изучения в земных лаборато- риях, с применением мирового уровня достижений в обла- сти научно-технических средств, исследовательских методик Такими увидели пробы лунного грунта на Земле и технологий, состава вещества ближайшего к Земле небес- ного тела - сделан весьма важный шаг для познания проис- хождения и эволюции Солнечной системы. После вскрытия контейнера в Институте геохимии и ана- литической химии АН СССР им. В.И. Вернадского выяс- нилось, что лунный грунт, представляющий собой образец зрелого морского реголита, - сыпучий разнозернистый тем- но-серый (черноватый) порошок. В нем содержалось около 20 % фрагментов первичных пород среди обломков, круп- ностью более 0,5 мм. Другой тип частиц, являющийся про- дуктом переработки лунного мелкодисперсного вещества, т.н. брекчии, содержание которых в реголите растет с увеличени- ем экспозиционного возраста, составил около 40 %. Порошок легко формуется и слипается в отдельные рых- лые комки. Эта особенность существенно отличает реголит от земной бесструктурной пыли; по этому свойству он на- поминает влажный песок или комковатую структуру земных почв. При этом зернистость реголита увеличивается с глуби- ной. По химическому составу вещество лунного грунта пред- ставляет размельченную горную породу базальтового типа. Дозиметрические исследования не обнаружили значительно- го превышения интенсивности гамма-излучения лунного ве- щества над интенсивностью гамма-излучения земных пород с малым содержанием естественных радиоактивных элементов. Грунт, доставленный АКК «Луна-20», представляет со- бой рыхлое разнозернистое вещество светло-серого цвета, значительно более светлого, чем реголит из Моря Изо- билия. По сравнению с грунтом «Луны-16» в нем мень- ше оплавленных частиц. Более светлый опенок реголита «Луны-20» подтверждается исследованием альбедо. Значе- ние альбедо оказалось выше, чем у образцов, доставленных «Луной-16», «Аполлоном XI» и «Аполлоном XII». Космические аппараты серии Е8-5М Космические аппараты серии Е8-5М предназначены для осуществления мягкой посадки на поверхность Луны с це- лью забора образцов лунного грунта с глубины до 2,5 м и 173
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Старт к Земле КА «Луна-24» Структурное построение АКК Е8-5М доставки их на Землю. Серия Е8-5М состоит из двух аппаратов: КА «Луна-23», КА «Луна-24». Каждая экспедиция, являющаяся продолжением выполнения и развития программы, реализуе- мой аппаратами серии Е8-5 по доставке образ- цов лунного грунта, осуществлялась в разные календарные сроки и предусматривала участие лишь одного из аппаратов этой серии. Запуски «Луны-23» осуществлен 28 октября 1974 г., КА «Луна-24» - 9 августа 1976 г. В программу экспедиции входили следующие задачи: - продолжение отработки новых методов на- вигации и посадки на Луну; - продолжение выполнения программы из- учения лунных пород в различных районах на поверхности Луны; - отработка новой технологии взятия проб; - доставка забранных образцов лунного грун- та на Землю. Средства выведения, баллистическая схема экспедиции, последовательность выполняемых операций полностью совпадают с примененными в экспедициях АКК серии Е8-5. Масса головно- го блока на опорной орбите составляет -19,2 т, на перелетную траекторию выводится полезный груз массой до 5800 кг. Серия Е8-5М базируется на модифици- рованном автоматическом космическом ком- плексе Е8-5. Усовершенствования коснулись в основном служебных систем орбитально-по- садочного блока и возвращаемого аппарата, а также применено грунтозаборное устройство нового типа. Основные отличия связаны с заменой грун- тозаборного устройства. Новое буровое устрой- ство ЛБ09, разработанное в КБ общего машино- строения и его Ташкентским филиалом, состоит из буровой головки, буровой штанги с колонкой и механизмом забора грунта, механизма подачи буровой головки, механизма перегрузки керна и контейнера для укладки керна. Уникальная буро- вая машина ЛБ09 достаточно миниатюрна - ве- сом всего 27 кг и высотой около 3 м. По сравнению с предыдущими экспедициями изменен принцип забора проб грунта. В процессе бурения грунт поступает во внутреннюю полость штанги, где расположена гибкая трубка-грунто- нос и механизм, который подхватывает грунт и удерживает его в виде столбика на протяжении всего процесса бурения. По окончании бурения грунтонос с грунтом извлекается из внутренней полости штанги и наматывается на барабан, размещенный в специальном контейнере. Этот контейнер затем устанавливается в герметизиру- 174
Глава 3 емую капсулу возвращаемого аппарата возвратной ракеты. Максимальная глубина бурения составля- ла 2,3 м. Масса возвратной ракеты на поверхности Луны - 516,5 кг. Стартовая масса возвращаемого аппарата составляет 35,4 кг, а при входе в атмосфе- ру Земли вместе с помещенными в него образцами грунта - 36,9 кг. Космические аппараты серии Е8 Космические аппараты серии Е8 предназначе- ны для доставки на поверхность Луны самоход- ного аппарата - лунохода (Е8Л) - и проведения научных исследований на лунной поверхности. Серия Е8 состоит из двух аппаратов КА «Луна-17» с аппаратом «Луноход-1» и КА «Луна-21»с «Лу- ноходом-2». Работы по созданию следующего аппарата этой серии прекращены в связи с закрытием отечествен- ной программы исследования Луны космическими средствами. «Луноход-3», полностью подготовленный для работы в составе очередной лунной экспедиции, помещен в музей НПО им. САЛавочкина. Каждая экспедиция осу- ществлялась в разные календарные сроки и предусматри- вала участие лишь одного из аппаратов этой серии. За- пуск аппарата «Луна-17» осуществлен 10 ноября 1970 г., КА «Луна-21» - 8 января 1973 г. В программу экспедиции входили следующие задачи: - исследование радиационной обстановки на трассе перелета к Луне, в окололунном пространстве и на поверх- ности Луны; - изучение рентгеновского космического излучения; Посадка лунохода - движение по Луне с передачей на Землю телевизион- ного изображения лунной поверхности; - изучение топографических и селеноморфологических особенностей местности; - определение химического состава и физико-механи- ческих свойств грунта; - эксперименты по лазерной локации Луны; - проведение инженерно-технических исследований. Так же, как и остальные космические аппараты, предна- значенные для исследования Луны и относящиеся к их тре- тьему поколению, запуск лунников серии Е8 предусмотрен с космодрома Байконур с помощью PH УР-500К «Протон», Баллистическая схема экспедиции АКК серии Е8 1 -участоквыведения на орбиту ИСЗ 2 - пассивный участок на орбите ИСЗ 3-разгон 4 - первая коррекция 5 - вторая коррекция 6 - первое торможение 7-третья коррекция 8 - второе торможение 9-точка посадки 175
История развития отечественных автоматических космических аппаратов выведение на опорную орбиту и последующий перевод на траекторию перелета к Луне - двухимпульсной работой раз- гонного блока «Д». Старт с Земли, движение по траектории, коррекции, переход на орбиту спутника Луны, маневрирование на ор- бите и посадка на поверхность Луны проводятся по тому же сценарию, что и в экспедиции КА «Луна-16». После посадки и проведения соответствующей подготовки осуществляется сход «Лунохода-1» на лунную поверхность и последующее выполнение им научной программы по управляющим ко- мандам экипажа с Земли. Общий вид АКК серии Е8 1 - блок баков 2 - радиовысотомер 3 - жидкостный реактивный микродвигатель системы стабилизации 4 - топливный бак системы стабилизации 5 - трап 6 - баллон с азотом для системы астроориентации 7 - телекамера 8 - остронаправленная антенна 9 - коническая спиральная антенна 10 - солнечная батарея (в закрытом положении) 11 - «Луноход-1» 12-телефотокамера 13-штыревая антенна 14 - изотопный источник тепла 15 - микродвигатель системы ориентации 16 - доплеровская аппаратура 17 - сбрасываемый отсек 18 - сопло основного двигателя 19 - посадочное устройство Космические аппараты серии Е8, как и аппараты серии Е8-5, можно классифицировать как автоматические косми- ческие комплексы. Автоматический космический аппарат Е8 состоит из орбитально-посадочного блока (употребляется также первоначальное наименование - корректирующе- тормозной модуль), самоходного, управляемого с Земли, аппарата 8ЕЛ (лунохода) и трапов для схода лунохода на поверхность Луны. Орбитально-посадочные блоки по кон- струкции, назначению и составу служебной и научной аппа- ратуры идентичны для всех КА серии Е8. Орбитально-посадочный блок предназначен для обе- спечения перелета по трассе «Земля - Луна», включая кор- рекции траектории, выход на орбиту искусственного спут- ника Луны, формирование предпосадочной окололунной орбиты, сход с орбиты и посадку на лунную поверхность. Конструкция ОПБ, лишенная сбрасываемых отсеков, обра- зует посадочную ступень. Верхняя часть посадочной ступени предусматривает возможность установки и крепления на ней лунохода. Съезд лунохода на поверхность Луны («впе- ред» - «назад», в зависимости от рельефа в месте посадки) осуществляется по специальным откидным трапам, укре- пленным на блоке баков посадочной ступени. Автоматический самоходный аппарат «Луноход-1» В состав самоходного шасси, разработанного в НИИтранс- маш под руководством А.Л.Кемурджиана, входят ходовая часть с колесными движителями на упругой подвеске (или блок ко- лес шасси на торсионной подвеске), блок автоматики шасси и система безопасности движения (прибор оценки проходимо- сти). Ходовую часть образуют восемь колес с индивидуальны- ми электромеханическими приводами, объединенные попарно в четыре блока - два блока колес левого борта и два блока ко- лес правого борта. Каждый блок колес с помощью кронштейна крепится к основанию приборного отсека лунохода «Луноход-1» на испытаниях 176
Глава 3 Самоходное шасси имеет восемь мотор-колес, каждое из которых является ведущим. Диа- метр каждого из колес по грун- тозацепам составляет 510 мм, ширина-200 мм. Колесная база шасси - 170 мм, а ширина ко- леи - 1600 мм. Шасси обеспе- чивает передвижение лунохода вперед (с двумя скоростями) и назад, повороты на месте и в движении. Поворот может осуществляться только за счет различной скорости вращения колес правого и левого бортов или за счет разнонаправленно- сти их вращения. Торможение осуществляется переключением тяговых элек- тродвигателей шасси в режим электродинамического торможе- ния. Для удержания лунохода на уклонах и его полной остановки включаются дисковые тормоза с электромагнитным управлением. Управление движением шасси осуществляется через систему дистанционного управления лу- ноходом как по командам, по- ступающим по командной радио- линии с Земли, так и по сигналам «Луноход-1». Конструктивно-компоновочная схема 1 - корпус лунохода (герметичный приборный отсек) 2 - выносной блок аппаратуры «Рифма» 3 - телекамеры 4 -уголковый лазерный отражатель 5 - привод остронаправленной антенны 6 - остронаправленная антенна 7 - коническая спиральная малонаправленная антенна 8 - верхнее днище приборного отсека (радиатор-охладитель) 9 - крышка (панель солнечной батареи) 10-телефотометры 11 - изотопный источник тепловой энергии 12-девятое колесо (измеритель пройденного пути) 13 - прибор оценки проходимости для определения физико-механических свойств грунта 14-штыревая антенна 15-мотор-колесо 16-блокколес шасси на торсионной подвеске бортовой автоматики. Для обеспечения связи с КА и луноходом задейство- ваны разработанные для советских лунных пилотируемых программ «Л1» и «ЛЗ» средства наземного радиотехниче- ского комплекса «Сатурн-МСД» на НИП15 (г. Уссурийск) и «Сатурн-МС» на НИП10 (г. Симферополь), НИП14 (г. Щел- ково) и НИП16 (г. Евпатория). Основу НРТК «Сатурн-МС» составляют приемные и передающие антенны с диаме- тром антенны 25 м. Диаметр приемных антенн на НИП10 и НИП15 - 32 м. Для проведения угломерных измерений на НИП16, помимо антенн КТНА200 наземного радиотех- нического комплекса «Сатурн-МС», привлекаются антенны АДУ1000 комплекса «Плутон». Управление самоходным аппаратом осуществляет, как уже ранее было сказано, экипаж из Центра управления луно- ходом. Экипаж лунохода, получая на Земле телевизионные изображения и телеметрическую информацию, с помощью Передний блок колес самоходного шасси правого борта Подготовка к полету «Лунохода-1» 177
История развития отечественных автоматических космических аппаратов специализированного пульта управления обеспечивает вы- дачу команд на луноход. Центр управления полетом КА Е8, как и Центр управления луноходом, размещался на НИП10 под Симферополем. Там же оборудован лунодром, на кото- ром экипаж отрабатывает различные «путевые ситуации», возможные или возникающие в реальности Космический аппарат «Пуна-17» Стартовая масса второго космического аппарата серии Е8 КА «Луна-17» составляла 5660 кг, после выхода на селе- ноцентрическую орбиту - 4200 кг, а на поверхности Луны - КА «Луна-17» в цехе КА «Луна-19» на орбите ИСЛ 1900 кг. КА «Луна-17» запущен с космодрома Байконур 10 ноября 1970 г. в 17 ч 44 мин 01 с. Анализ состояния и работы бортовых систем показал возможность активного функционирования автоматическо- го аппарата на лунной поверхности. Успешное функциони- рование продолжалось 10,5 месяцев. Космический аппарат «Луна-21» Стартовая масса третьего космического аппарата се- рии Е8, КА «Луна-21», составляет 5700 кг. КА «Луна-21» запущен с помощью ракеты-носителя УР-500К «Протон» с космодрома Байконур 8 января 1973 г. в 9 ч 55 мин 38 с. Космические аппараты серии Е8-ЛС Космические аппараты серии Е8-ЛС предназначены для проведения комплекса научных исследований межпланет- ного, окололунного пространства и Луны с орбиты ее искус- ственного спутника. Серия Е8-ЛС состоит из двух аппаратов: «Луна-19» (запущен 28 сентября 1971 г.) и «Луна-22» (за- пущен 29 мая 1974 г.). В программу экспедиции входил ряд задач: - создание долговременно функционирующего в около- лунном пространстве искусственного спутника Луны; - уточнение модели гравитационного поля Луны и соот- ветствующих констант; - проведение картографической съемки Луны; - альтиметрирование отдельных участков лунной по- верхности в зонах возможных посадок лунных зондов - как автоматических, так и пилотируемых; - получение и передача на Землю фотометрического изображения отдельных участков лунной поверхности; - проведение комплекса научных исследований в об- ласти изучения магнитного и гравитационного полей Луны, характеристик солнечных и галактических космических лучей малых энергий, интенсивности и спектрального со- става гамма-излучения лунных пород, плотности метеор- ного вещества в космическом пространстве, в т.ч. для АКК «Луна-22», характеристик приповерхностного слоя около- лунной плазмы, а также регистрация низкочастотного кос- мического радиоизлучения; - получение информации для разработки перспектив- ных способов и средств адаптации исследовательских зон- дов, специализированных для работы на орбите ИСЛ, в т.ч. для АКК «Луна-22», инженерно-технические эксперименты по исследованию триботехнических характеристик анти- фрикционного покрытия на орбите Луны и по изучению из- менения характеристик покрытий с различными отражаю- щими свойствами. Средства выведения КА серии Е8-ЛС идентичны при- мененным для запуска КА серий Е8, Е8-5, Е8-5М. Балли- стическая схема экспедиции на этапах, предшествующих 178
Глава 3 Малонаправленная антенна Датчик патрульного дозиметра Датчик регистрации микрометеорных частиц Микродвигатель ЖРС газовый МДГ Радиатор- охладитель СТР Солнечная батарея (в закрытом положении) Штыревая антенна Приборный контейнер Топливные баки Т елефотометры Азотные баллоны 18 ш т. Топливные баки ДУ Топливный бак для ЖРС МДГ ЖРС Жидкостные реактивные сопла (ЖРС) Топливный баллон для ЖРС Гелиевый баллон командного давления Датчик аппаратуры регистрации микрометеорных частиц Антенна радиовысотометра гамма- Гелиевый баллон наддува Гелиевый баллон системы наддува Малонаправленная антенна Направленная антенна Сопло стабилизации при работе ДУ Приборный отсек основной Двигал ель блока Гелиевый баллон системы двигатель малой тяги наддува Автоматический космический комплекс серии Е8-ЛС формированию рабочей орбиты ИСЛ, и при последующем маневрировании аналогична схеме полета АКК «Луна-17». Общая продолжительность работы на ОИСЛ рассчитана на период не менее 3 месяцев. Автоматический космический комплекс серии Е8-ЛС создан на базе аппаратов серии Е8. При этом для снижения затрат при его разработке максимально использованы кон- структивные узлы и агрегаты лунохода и унифицированной орбитально-посадочной ступени лунников серии Е8, объ- единенные в неразделяющуюся в полете конструкцию. В связи со специализацией аппарата под спутниковые задачи на ОПБ не установлены трапы для съезда лунохо- да, посадочное устройство и доплеровская аппаратура. Навесные отсеки сделаны неотделяемыми. Помимо теле- визионных камер, на борту КА установлены научные при- боры, состав которых несколько различен для «Луны-19» и «Луны-22». Так, на АКК «Луна-19» установлены следующие приборы: - патрульный дозиметр РВ2НЛС для контроля радиа- ционной обстановки, а также для изучения различных ха- рактеристик солнечных и галактических космических лучей малых энергий (НИИЯФ МГУ); - автоматическая радиометрическая лаборатория АРЛ для определения интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунных пород (ГЕОХИ); - магнитометр СГ59М для изучения магнитного поля Луны с датчиками, установленными на штанге длиной около двух метров (ИЗМИРАН); - аппаратура СИМРМЧ для определения плотности ме- теорного вещества в космическом пространстве. На АКК «Луна-22» установлены: - патрульный дозиметр РВ2Н1 с автономным записыва- ющим устройством для контроля радиационной обстановки, а также для изучения различных характеристик солнечных и га- лактических космических лучей малых энергий (НИИЯФ МГУ); - автоматическая радиометрическая лаборатория АРЛМ для определения интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунных пород (ГЕОХИ); - магнитометр СГ70 для изучения магнитного поля Луны с датчиками, установленными на немагнитной штанге длиной около двух метров (ИЗМИРАН); - аппаратура СИМРМЧ для определения плотности ме- теорного вещества в космическом пространстве; - прибор АКР1 для регистрации низкочастотного косми- ческого радиоизлучения в диапазоне частот 50 кГц -1 МГц (ГАИШ). В экспедиции АКК «Луна-19» получены следующие на- учные результаты: 1. С орбиты 135 х 127 км получены изображения района лунной поверхности с границами 30-60 ° ю. ш. 179
История развития отечественных автоматических космических аппаратов и 20-30 ° в. д„ а также результаты изучения радиационной и микрометеоритной обстановки. 2. Наблюдения за эволюцией орбиты в течение первых двух месяцев активного существования спутника позволили выявить асимметрию северного и южного полушарий Луны. 3. Получен временной ход интенсивности протонов сол- нечных космических лучей с энергиями от 1 до 40 МэВ и протонов галактических космических лучей с энергией бо- лее 30 МэВ. 4. Установлено, что полет «Луны-19» большую часть вре- мени (-75 %) проходил в период высокой активности Солнца. Получены усредненные за большую часть периода работы КА количественные данные о потоках протонов солнечных кос- мических лучей в диапазоне энергий от 1 до 40 МэВ. 5. Получена значительная научная информация о ква- зистационарных и нестационарных проявлениях солнечной активности в космических лучах: - зарегистрирована длительная модуляция интенсивно- сти космических протонов галактических лучей с энергией более 30 кэВ и периодом, близким к периоду солнечного оборота (-27 суток); - зарегистрировано 14 больших вспышечных возраста- ний интенсивности солнечных протонов с энергией более 1 МэВ; - зарегистрировано 13 понижений галактических косми- ческих протонов с энергией более 30 МэВ. 6. Получено 46 магнитограмм магнитного поля Луны, которые частично согласуются с проведенными ранее изме- рениями на КА «Луна-10» и «Эксплорер-35». Были получе- ны новые данные о полях на меньших высотах и на теневой стороне Луны. 7. Установлено, что пространственная плотность метеор- ных частиц в окрестности Луны не превышала плотности его в межпланетном пространстве на расстоянии 0,8-1,2 а.с. от Солнца. В продолжение всей полуторагодовой экспедиции АКК «Луна-22» были проведены следующие наблюдения и из- мерения: - получены детальные изображения выбранных районов лунной поверхности; - получены данные о потоках космических лучей с вре- менным разрешением -20 мин; - обнаружены на высотах 17-20 км локальные магнит- ные поля величиной в ~100у и протяженностью от несколь- ких километров до 50-60 км; - получено большое количество рентгеновских и гам- ма-спектров по одному или нескольким общим признакам: координаты КА над лунной поверхностью, положение его относительно Солнца, уровень активности Солнца; - получены данные о рентгеновском излучении Солнца; - получены флюоресцентные спектры лунной поверхно- сти и спектры на трассе перелета Земля-Луна; - при помощи прибора AKP-I было исследовано споради- ческое излучение Солнца и Юпитера. Было отмечено повыше- ние активности Юпитера после солнечных протонных вспышек; - проведено двухчастотное радиопросвечивание око- лолунного пространства. Получены высотные профили распределения электронной концентрации в окололунном пространстве. Научная программа полета АКК «Луна-22» выполнена полностью. Второе поколение космических аппаратов для исследования Венеры: «Венера-4» - «Венера-8» Начать исследования Венеры автоматическими косми- ческими аппаратами, созданными в ОКБ-1 С.П.Королева, не удалось. Наиболее успешными оказались запуски КА «Ве- нера-2» и «Венера-3» (серия ЗМВ), но связь с ними была потеряна еще до подлета к планете. Очередное «астроно- мическое окно» для выполнения этой задачи открывалось в июне 1967 г. Решение комиссии Президиума Совета Мини- стров СССР по военно-промышленным вопросам, предпи- сывающее Машиностроительному заводу им. САЛавочкина изготовить и запустить в 1967 г. две автоматические меж- планетные станции к Венере, вышло 20 июля 1966 г. Несмотря на то, что конструкторский коллектив Г.Н.Бабакина уже начал проработки в части формирования задач и принципов построения АМС нового типа, предна- значенных для комплексного исследования планет, создать менее чем за год принципиально новые аппараты было про- сто невозможно. Поэтому планы по созданию перспектив- ных АМС пришлось отложить, и базовым для выполнения поставленной задачи стал аппарат ЗМВ1, разработанный в ОКБ-1 под руководством С.П.Королева. При подготовке новых аппаратов проведен ряд суще- ственных доработок, устранявших в первую очередь те не- достатки, которые были выявлены в процессе полета АМС «Венера-2» и «Венера-3». Изменения коснулисьобеихструк- турных составляющих АМС ЗМВ1: и орбитального отсека, и спускаемого аппарата. После всех переделок станции ЗМВ1 потеряли свои названия, данные им еще С.П.Королевым. Вместо этого они стали называться по назначению и году пуска, например, «Венера-67» (или В67) и т.д. Для орбитального аппарата это было связано с поддер- жанием необходимого температурного режима, те. недопу- щением наблюдаемого ранее перегрева как основного отсе- ка, так и солнечных батарей. Кроме того, в предшествующих венерианских экспедициях фиксировалось плохое прохож- дение на борт радиокоманд. Вместо коробчатой была раз- работана новая монолитная конструкция панелей с заданной теплоемкостью. Еще более серьезным переделкам подверглась система терморегулирования основного отсека. Специалисты ОКБ завода им. САЛавочкина предложили более простой в про- изводстве и надежный в эксплуатации газовый контур СТР. Для подтверждения работоспособности новой схемы СТР на предприятии началась разработка термовакуумной камеры 180
Глава 3 Космические аппараты серии В-67 Спускаемый аппарат КА «Венера-8» на поверхности планеты с имитатором Солнца и космического пространства, стро- ительство которой (первой в СССР) было завершено уже в январе 1967 г. Испытания в камере аналога летной станции подтвердили работоспособность новой СТР. Еще одной доработкой стало повышение потенциала радиолинии «Земля - борт». С одной стороны, специали- сты НИИ приборостроения (ныне РНИИ КП) повысили чув- ствительность бортовых приемников, а с другой стороны, в ОКБ завода им. САЛавочкина были разработаны т.н. 4- и 2-заходные логопериодические конусные антенны, которые обеспечивали устойчивую радиосвязь на трассе перелета до дальности 100 млн километров. Для исключения взаимов- лияния (интерференции) на штангах малонаправленных ан- тенн установлены специальные отражатели. Установленный на «Венере-67» датчик наличия Венеры (чего не было рань- ше) предназначался для предотвращения захвата Венеры при поиске Земли в припланетном сеансе. Однако наиболее существенной переработке подвергся спускаемый аппарат, который, можно сказать, был разрабо- тан заново. К этому моменту Академия наук пересмотрела модель атмосферы Венеры и привела в техническом за- дании на аппарат, утвержденном 24 ноября 1966 г., более высокие расчетные значения температуры (425 °C против 330-350 °C для «Венеры-3») и давления (1-10 атмос- фер против 1,5-5), что и привело к необходимости заново проектировать спускаемый аппарат, причем в сверхсжа- тые сроки. Именно последнее обстоятельство заставило Г.Н.Бабакина принять решение о разработке и изготовлении станции только в варианте со спускаемым аппаратом. Это давало возможность направить усилия на всестороннюю наземную отработку для достижения высокой надежности и получения приоритетных результатов. Впоследствии на базе станции «Венера-67» были созданы межпланетные стан- ции «Венера-69», «Венера-70» и «Венера-72». В каждой экспедиции спускаемые аппараты все глубже и глубже по- гружались в атмосферу Венеры, пока, наконец, не достигли поверхности планеты, что обеспечило успешное завершение первого этапа ее исследования. Космические аппараты серии В-67 пред- назначены для получения рекогносцировоч- ных сведений об условиях проникновения к поверхности Венеры исследовательского зонда (спускаемого аппарата) путем его де- сантирования с подлетной траектории в ат- мосферу Венеры и исследования ее физико- химических параметров в процессе спуска к поверхности планеты. Запуск аппарата «Венера-4» осущест- влен 12 июня 1967 г. В программу экспеди- ции входили следующие задачи: - доставка СА в припланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения СА в атмосферу Венеры; - проникновение СА в атмосферу Венеры до максималь- но возможной глубины (предельная глубина погружения в атмосферу Венеры определялась границей соответствия термостойкости и прочности СА, созданного изначально на основе предположительных исходных данных, оказывае- мым на него реальным внешним воздействиям, изменяю- щимся по мере спуска; предполагалось, что возможность посадки будет реализована в том случае, если значения температуры и давления у поверхности планеты не превы- сят предельных для СА значений); - осуществление попытки посадки СА на поверхность планеты; - репортажная передача телеметрической информации в процессе спуска в атмосфере планеты. Для выведения КА серии В67 использована четырехсту- пенчатая PH «Молния-М» стартовой массой 305 т, облада- ющая большей грузоподъемностью, нежели PH «Молния», с помощью которой осуществлялось выведение автоматиче- ских аппаратов 2МВ и ЗМВ. Выбор баллистической схемы 181
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Баллистическая схема экспедиции КА серии В67 Схема посадки спускаемого аппарата КА серии В67 на поверхность Венеры экспедиции определен с учетом ряда основопо- лагающих факторов. Астрономическая дата пуска существенно влияет на величину скорости разгона КА при его уходе с орбиты ИСЗ к Венере. Ряду усло- вий должна удовлетворять траектория перелета. Во-первых, выведение на нее КА должно осу- ществляться с минимальными энергетическими затратами - это приводит к получению макси- мального веса полезной нагрузки. Во-вторых, выбранная траектория должна обеспечить по возможности минимальную скорость подхода КА к Венере, чтобы уменьшить перегрузки СА при его входе в атмосферу Венеры и снизить, таким образом, требования к его прочности и теплозащите. В-третьих, выгодной является та траектория, при которой в момент подлета КА к Венере расстояние до него от Земли будет возможно меньшим: в этом случае создаются наиболее благоприятные условия радиосвязи. В-четвертых, траектория должна обеспечивать минимально возможный расход энергии на про- ведение коррекции. Баллистическая схема полета предусматрива- ет выведение КА на попадающую траекторию. Ра- йон входа в атмосферу Венеры выбирается таким образом, чтобы диаграмма излучения антенны СА при его снижении на парашюте была направле- на на Землю. В ходе перелета, продолжительность которого составляет 120-130 суток, предусмотре- но проведение одной или двух коррекций траекто- рии. Спускаемый аппарат при входе в атмосферу за счет аэродинамического торможения снижает свою скорость с 11,2 км/с до 210-240 м/с, при этом перегрузки достигают 300 д. 182
Глава 3 Спускаемый аппарат КА серии В67 Автоматический космический аппарат В67 состоит из орбитального аппарата и спускаемого аппаратов. Спускае- мый аппарат размещается в головной части КА и крепится к орбитальному отсеку с помощью стяжных лент. Орби- тальный аппарат представляет собой герметичный отсек с корпусом цилиндрической формы (иногда его именуют ор- битальным отсеком), в торцевой части которого размещена корректирующая двигательная установка. К корпусу отсека крепятся также две раскрывающиеся панели солнечных ба- тарей, элементы АФС (малонаправленные и остронаправ- ленная антенны радиокомплекса), датчики системы ориен- тации, радиаторы СТР, элементы конструкции и выносные приборы комплекса научной аппаратуры (штанга магнито- метра и датчики научных приборов). Блок астроприборов установлен на противобликовом экране. Поскольку после экспедиции «Венеры-3» Академия наук, как уже ранее было отмечено, пересмотрела модель атмосферы Венеры, и в техническом задании на аппарат конструкция СА была коренным образом переработана. СА имеет шарообразную форму диаметром 103 см и конструк- тивно состоит из двух герметичных отсеков: приборного и парашютного Главным научным результатом полета «Венеры-4» ста- ло проведение первых прямых измерений температуры, плотности, давления и химического состава атмосферы Венеры. За время спуска в атмосфере Венеры зафикси- рованы изменения температуры от 33 до 262 °C. После пересчета показаний давления, плотности и температуры в точке максимального проникновения СА было получено значение величин давления 17-20 атмосфер, температуры - 262 °C. Такие параметры атмосферы соответствовали вы- соте над поверхностью -28 км. Газоанализаторы показали преимущественное содержание в атмосфере Венеры угле- кислого газа (-90 %) и совсем незначительное содержание кислорода и водяного пара. Научные приборы орбитально- го аппарата КА «Венера-4» показали отсутствие у Венеры радиационных поясов, а магнитное поле планеты оказалось в 3000 раз слабее магнитного поля Земли. Кроме того, с помощью индикатора УФ-излучения Солнца была обнару- жена водородная корона Венеры, содержащая примерно в 1000 раз меньше водорода, чем верхняя атмосфера Земли. Атомарный же кислород индикатором обнаружен не был. Космические аппараты серии В-69 Космические аппараты серии В-69 предназначены для получения рекогносцировочных сведений об условиях проникновения к поверхности Венеры исследовательского зонда (спускаемого аппарата) путем его десантирования с подлетной траектории в атмосферу Венеры и исследования ее физико-химических параметров в процессе спуска к по- верхности планеты. Серия В-69 состоит из двух идентичных аппаратов: «Вене- ра-5» и «Венера-6». Так же, как в предыдущем случае, дубли- рование аппаратов, совершающих независимые друг от друга экспедиции, сделано для повышения надежности выполнения целевой задачи. КА «Венера-5» запущен 5 января 1969 г., КА «Венера-6» -10 января того же года. Программа экспедиции включала и новые, по сравнению с «Венерой-4», задачи: - произвести измерение освещенности в атмосфере планеты; - обеспечить измерение высоты над поверхностью пла- неты в диапазоне 50-10 км. Для выведения КА В-69, как и при запуске КА В-67, исполь- зована четырехступенчатая ракета-носитель «Молния-М» стартовой массой 305 т. Баллистическая схема полета анало- гична схеме предшествующей экспедиции. Изменения, вне- сенные в конструкцию СА, привели к увеличению его массы: 410 кг против 373 кг у «Венеры-4». В итоге масса собранного и заправленного КА В-69 составила 1130 кг. Космические аппараты серии В-70 Назначение космических аппаратов серии В-70 анало- гично назначению аппаратов В-67, В-69, но с результирую- щей задачей осуществить посадку СА на поверхность Вене- ры. Основные отличия (при сохранении остальных задач) от программ предшествующих экспедиций: - измерение высоты над поверхностью планеты в диа- пазоне 25-1 км; - осуществление посадки СА на поверхность планеты; - передача с поверхности телеметрической информации в течение 30 мин результатов гамма-спектрометрических из- мерений для определения типа поверхностных пород плане- ты. КА «Венера-7» (В-70) запущен с площадки № 31 космо- дрома Байконур 17 августа 1970 г. в 08 ч 38 мин 21,745 с ракетой-носителем «Молния-М» с задержкой в 2,5 с. За четыре месяца полета станции к Венере было проведено 124 сеанса радиосвязи. В последний месяц перелета нача- лась подготовка к посадке спускаемого аппарата, для чего было проведено три пробных (18 и 28 ноября и 8 декабря) 183
История развития отечественных автоматических космических аппаратов и одно штатное захолаживание (11 декабря) с включением вентилятора холодного контура СА и отключением автома- тики. В результате к моменту отделения температура внутри СА достигла расчетной величины 5-10 °C. С 5 по 7 декабря был произведен заряд химической батареи СА, который вы- ключился по интегральному счетчику ампер-часов при зна- чении емкости 60 А ч. КА «Венера-7» вошел в атмосферу планеты под углом -53 ° к местному горизонту. При входе в атмосферу произошло разделение орбитального и спускаемого аппаратов. Во время аэродинамического торможения скорость СА относительно планеты уменьшилась с 11,5 км/с до 200 м/с. При этом мак- симальные перегрузки достигали 380 ед., а температура между ударной волной и корпусом аппарата равнялась 11000 °C. КА В-70 после отделения спускаемого аппарата На высоте около 55 км от поверхности Венеры, при внешнем давлении порядка 0,7 атм., система автомати- ки осуществила ввод в действие парашюта, и 15 декабря в 08 ч 34 мин 10 с спускаемый аппарат «Венеры-7» впервые в мире совершил посадку на поверхность на ночной стороне Венеры в 2000 км от утреннего терминатора. Главным результатом полета КА «Венера-7» стало впер- вые осуществленное в практике мировой космонавтики про- никновение исследовательского зонда к поверхности плане- ты Венера, вплоть до контакта с нею. Получена информация о температуре атмосферы Венеры на участке спуска и у ее поверхности. По полученным данным выявлен адиабатиче- ский характер изменения температуры. Это позволило, ис- пользуя уравнения гидростатического равновесия и газово- го состояния и данные измерений предыдущих станций, рассчитать распределение давления и плотности в атмосфере Венеры по высоте вплоть до поверхности. Получены следующие результаты: давление у поверхности Венеры составляет 90±15 атмосфер, температура - 475 ±20 °C. Космический аппарат В-72 Общая масса КА «Венера-8» составила 1184 кг. КА «Венера-8» запущен с площад- ки № 31 космодрома Байконур 27 марта 1972 г. в 07 ч 15 мин 6,231 с ракетой-носителем «Молния-М». Научная программа экспедиции «Венера-8» выполнена в намеченном объеме. Приборы СА «Венеры-8» позволили получить ценную научную информацию как в процессе спуска, так и при работе на поверхности плане- ты. Температура и давление атмосферы у по- верхности в месте посадки «Венеры-8» равны соответственно 470 ± 8 °C и 90 ± 1,5 атм. Это очень близко к результатам, полученным с «Ве- неры-7», совершившей посадку на ночной сто- роне планеты. Вновь установленный фотометр ИОВ-72 по- казал, что освещенность поверхности Венеры при угле Солнца 5,5 ° составляет 350 ± 150 люкс - свидетельство того, что поверхности планеты достигает лишь небольшая часть солнечного излучения. Вследствие перегрева прибор ра- ботал только на участке парашютного спуска. Тем не менее, полученные данные позволяют сделать вывод, что при нахождении Солнца в зените освещенность будет составлять не менее 1000-3000 люкс - этого вполне достаточно для получения фотоизображений. По измерениям мощности отраженных от поверхности радиоволн, излучавшихся бор- товым радиовысотомером, получены оценки 184
Глава 3 КА «Венера-7» в сборочном цехе диэлектрической проницаемости и плотности грунта. Ре- зультаты измерений позволяют сделать вывод, что в районе места посадки СА поверхностный слой планеты является до- статочно рыхлым, плотность грунта -1,4 г/см3. С помощью гамма-спектрометра ГС-4М, регистриро- вавшего интенсивность и спектральный состав естествен- ного гамма-излучения, были проведены первые опреде- ления характера пород планеты Венера по содержанию в них естественных радиоактивных элементов (калия, урана, тория) как на этапе спуска, так и после посад- ки. По содержанию радио- активных элементов и по их соотношению венери- анский грунт напоминает земные гранитные породы. Полетом КА «Венера-8» завершился этап рекогнос- цировочного исследования Венеры, на котором уда- лось получить достоверные данные о параметрах ат- мосферы планеты, а также об уровне освещенности на ее поверхности и первые представления о характере и содержании венерианских пород в месте посадки СА «Венера-8». И.'Б.'Барлшн ФГУП «цэнки» РАБОТЫ КОНСТРУКТОРСКОГО БЮРО ОБЩЕГО МАШИНОСТРОЕНИЯ ПО СОЗДАНИЮ ГРУНТОЗАБОРНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЗАБОРА ГРУНТА НА ЛУНЕ И МАРСЕ Во второй половине 1960-х гг. в процессе проведения поисковых проектно-конструкторских работ по созданию обитаемого поселения на Луне сотрудники Конструкторско- го бюро общего машиностроения совместно со смежниками приобрели значительный опыт работ по созданию обору- дования и научной аппаратуры для лунного поселения. Это позволило начать конкретные разработки отдельных видов оборудования, например, каротажно-буровой установки для получения кислорода из лунного грунта. Развитию работ по разработке различных вари- антов буровых устройств способствовало подключе- ние к этим работам сотрудников созданного в ноябре 1969 г. Ташкентского филиала КБОМ, которое возглавил В.Г.Елисеев, и группы специалистов Института автома- тики Академии наук Киргизской ССР, возглавляемой членом-корреспондентом (в последствии вице-прези- дентом) этой академии О.Д.Алимовым, имевшего опыт создания буровой техники. В конце 1970 г. по инициативе В.П.Бармина была сфор- мулирована программа создания первоочередных исследо- вательских установок и реализации научных эксперимен- тов по созданию Луны и Марса, подписанная академиком В.П.Барминым, вице-президентом АН СССР, директором ГЕОХИ АНВиноградовым и Главным конструктором ОКБ завода им. САЛавочкина С.С.Крюковым. 185
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ВЛБармин В.Г.Елисеев В.С. Дмитриев Лунное грунтозаборное устройство ЛБ-09 1 - механизм перегрузки 2-буровая головка 3 - грунтозаборный инструмент 4 - механизм подачи 5-кабельнаясеть и концевые выключатели 6-ферма 7-тепловая изоляция 8 - блок управления Автоматический космический корабль Е8-5М с ГЗУ ЛБ-09 В КБОМ внимание было обращено прежде всего на проработку решений по надежному взятию сплошных проб грунта с глубины до 3 м при сохранении его стратификации (послойности). Одновременно КБОМ и филиалом совмест- но с ОКБ завода им. САЛавочкина были начаты работы по реализации программы запуска автоматического косми- ческого корабля Е8-5М со стартового комплекса ракетой УР-500К «Протон», выполнению работ грунтозаборным устройством на Луне и доставке на Землю лунного грунта возвращаемым аппаратом космического корабля. Эти ра- боты были одобрены Министерством общего машиностро- ения, что нашло отражения в приказе СААфанасьева от 11 апреля 1972 г. В результате совместной работы специалистов КБОМ, НПО им. С.А.Лавочкина, ГЕОХИ АН СССР, КБА и других предприятий были уточнены схема работ Е8-5М при его по- садке на Луну, технология работы ГЗУ на Луне по командам с Земли, способ размещения образца грунта в спускаемом аппарате и доставка грунта на Землю. Большое внимание при разработке ГЗУ было уделено созданию буровой головки, реализующей ударно-враща- тельный способ бурения, породоразрушающего инстру- мента и механизма его подачи, специальных электродви- гателей, а также выбору материалов и покрытий. Одной из самых сложных задач было создание грунтозаборного инструмента с лентопротяжным устройством, обеспечива- ющим подачу набранного грунта в эластичную оболочку (чулок) без нарушения стратификации. Учитывались за- данные жесткие требования по массе ГЗУ (не более 55 кг), температурные условия при работе на Луне (±150 °C), глу- бокий вакуум (до 10’14 мм. рт. ст.), значительные линейные, вибрационные и ударные перегрузки при транспортиров- ке, выведении на орбиту, посадке КА на Луну, спуске и по- садке на Землю. Для обработки ГЗУ потребовалось разработать более 20 программ проведения экспериментов и испытаний, спро- ектировать и изготовить более 40 наименований стендов и испытательной оснастки. В результате напряженного труда коллектив КБОМ, его филиала и смежных предприятий в 1974 г. был создан и успешно прошел испытания штатный образец лунного грунтозаборного устройства, которому был присвоен индекс ЛБ-09 (лунный бур). Впервые ГЗУ ЛБ-09 было выведено в космос в составе автоматической межпланетной станции «Луна-23» в конце 1974 г. Прилунение этой станции оказалось неудачным, по- скольку при посадке она упала набок и ГЗУ оказалась почти параллельной поверхности. Несмотря на то, что процесс бурения выполнить было невозможно, удалось опробовать работу механизмов в лунных условиях и проверить работу канала передачи телеметрических данных. Следующий запуск ГЗУ ЛБ-09 в составе АМС «Луна-24» и мягкая посадка на поверхность Луны были осуществлены через два года. 18 августа 1976 г. было осуществлено взятие сплошного образца грунта с глубины 2,7 м без нарушения послойности. 186
Глава 3 Управления работой ГЗУ осуществлялось по радио- командам, передаваемым из Центра дальней космической связи в Симферополе. Возвращаемым аппаратом лунный грунт был доставлен на Землю и поступил для изучения в специально созданную лабораторию в ГЕОХИ. На 8-м Международном лунном конгрессе, проходившем в 1977 г. в Хьюстоне, полет АМС «Луна-24» и работа ГЗУ ЛБ-09 были оценены как выдающееся научно-техническое достижение советской космонавтики. В середине 1970-х гг. в КБОМ и его филиале совместно с НПО им. САЛавочкина наряду с завершением работ по созданию лунного грунтозаборного устройства проводи- лись работы по созданию ГЗУ МБ-01 для обеспечения взя- тия пробы грунта на Марсе с глубины 2,5 м с последующей доставкой на Землю (проект «5М»), Уже в 1975 г. началась стендовая отработка ГЗУ. Однако работы по программе «5М» были прекращены в связи с тем, что Академия наук СССР не дала гарантий на невозможность занесения зем- ных микробов на Марс и марсианских на Землю. Наибольший вклад в создание ГЗУ ЛБ-09 внесли сле- дующие сотрудники КБОМ и его Ташкентского филиа- ла: В.П. Бармин, В.С.Дмитриев, В.Ф.Голубев, Е.И. Горю- нов, В.Г. Елисеев, БЛЖуков, ВАКошелев, АВ.Прокофьев, А.А. Прохоров, Э.Х.Шамгунов. За достигнутые спехи в соз- дании ГЗУ ЛБ-09 В.П.Бармин, В.С.Дмитриев и В.Г. Елисеев были удостоены Государственной премии СССР, а ряд со- трудников получили ордена и медали СССР. 14.4Яафаро& ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша* ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С ЯДЕРНЫМИ РЕАКТОРНЫМИ И РАДИОИЗОТОПНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ЭНЕРГИИ НА БОРТУ Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 3 июля 1962 г. на Государственный Комитет СССР по авиационной технике было возложено создание спутников с ядерной реакторной энергоустановкой для системы мор- ской радиолокационной разведки. Головным по спутнику было назначено ОКБ-52 во главе с В.Н.Челомеем. Созда- ние бортовой электрической станции БЭС-5 с реактором на быстрых нейтронах и вынесенной из активной зоны термоэлектрической системой преобразования было по- ручено ОКБ-670 во главе с М.М.Бондарюком. Разработка термоэмиссионной установки ТЭУ-5 с реактором на мед- ленных нейтронах и со встроенным в активную зону термо- эмиссионным преобразователем велась под руководством Г.М.Грязнова в ОКБ-ЗОО, возглавляемом С.К.Туманским. В 1972 г. на базе ОКБ-670 и ряда других предприятий, Спутники "космос - 367...1932й В.ЯЛихушин Ядерная энергетическая установка БЭС-5 Мощность электрическая -3 кВт Мощность тепловая -100 кВт Загрузка урана-235 -30 кг Масса-930 кг Спутники "Косыос-1818.1867" ААЕременко Ядерная энергетическая установка ТЭУ-5 187
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Ю.М.Еськов ЕЛКузьмин занимавшихся созданием космических ядерных источников энергии, было создано нынешнее ОАО «Красная Звезда» Госкорпорации «Росатом». В1963 г., в соответствии с новым постановлением, ГКАТ принял решение возложить на НИИ-1 (с 1965 г. - НИИ тепло- вых процессов (сначала Министерства общего машиностро- ения СССР, затем Российского космического агентства), ныне ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша») обязанности головной организации, отвечающей «за решение вопроса о ликви- дации бортовых ядерных энергетических установок БЭС-5 и ТЭУ-5 после выполнения объектом заданной программы и при аварийных ситуациях». ОКБ-52, ОКБ-670 и ОКБ-ЗОО предлагалось активно сотрудничать с НИИ-1 в разработке конструктивных мероприятий, обеспечивающих решение поставленной задачи. Учитывая ее сложность, комплекс- ность и исключительную значимость, научное руководство взял на себя лично начальник института В.Я.Лихушин. Всю практическую деятельность по проблеме обеспечения радиационной безопасности возглавил ААЕременко - в то время начальник сектора лаборатории 6. Прежде всего была сформулирована стратегия обе- спечения радиационной безопасности. С учетом специфики работы ядерного реактора, накопления в нем радиоактив- ности и ее последующего спада были приняты следующие принципы ОРБ: - сохранение реактора ядерной энергоустановки в под- критичном состоянии (т.е. без протекания цепной реакции деления) до выхода аппарата с ЯЭУ на орбиту, в т.ч. во всех аварийных ситуациях; - включение реактора ЯЭУ только на орбите ИСЗ; - обязательное выключение реактора после выполнения объ- ектом заданной программы, а также при возникновении ава- рийной ситуации; - изоляция ЯЭУ от населения Земли в течение времени, необ- ходимого для снижения актив- ности выключенного реактора до безопасного уровня; - при невозможности изо- ляции - диспергирование (дро- НААнфимов бление) ЯЭУ до уровней, обеспечивающих безопасность населения на территории выпадения фрагментов установки. Как показал анализ, продолжительность изоляции вы- ключенного реактора ЯЭУ типа БЭС-5 или ТЭУ-5 тепловой мощности порядка 100 кВт после выработки ресурса до года должна составлять не менее 300 лет. Такой срок обеспечи- вается пребыванием ЯЭУ на орбитах высотой более 800 км, названных радиационно безопасными, а в последних доку- ментах ООН - «достаточно высокими орбитами». Как ви- дим, рабочая орбита КА с ЯЭУ БЭС-5 высотой 265 км была недостаточно высокой. В связи с этим сотрудниками Центра Келдыша Ю.М.Еськовым и Е.П.Кузьминым было предложе- но организовать увод ЯЭУ с рабочей орбиты на радиаци- онно безопасную, были обоснованы параметры соответ- ствующей системы. С учетом рекомендаций специалистов Центра в ОКБ-52 была создана система увода отделенной от КА ядерной энергоустановки на круговую орбиту высотой около 900 км. Если задача изоляции решалась с помощью достаточно апробированных к тому времени методов и средств, то про- блема диспергирования ЯЭУ не имела аналогов в практике космической деятельности. Требовалось разрушить содер- жащую ядерное топливо активную зону реактора массой в несколько десятков килограммов до частиц размером не более нескольких сотен микрон и обеспечить рассевание образовавшихся фрагментов на площади не менее несколь- ких сотен квадратных километров. По результатам сравнительного анализа ряда воз- можных методов диспергирования ЯЭУ БЭС-5, в которой использовалось относительно легкоплавкое ядерное то- пливо - сплав урана с 3 % молибдена (температура плав- ления - около 1400 К), предпочтение было отдано методу аэродинамического разрушения. Он является наиболее на- дежным в силу того, что основан на естественном физиче- ском явлении и может быть реализован без дополнительных систем и затрат массы. Следует отметить, что анализ тепло- вых режимов ЯЭУ при реализации метода аэродинамиче- ского разрушения имеет ряд принципиальных отличий от анализа тепловых режимов спускаемых аппаратов. Среди них наиболее важными являются: - значительное (на порядки) изменение в процессе спу- ска в атмосфере размеров и массы элементов конструкции реактора; ААГафаров ЕЛБахтин 188
Глава 3 - необходимость определения размеров частиц, образовавшихся в результате разрушения радиоак- тивных конструкций под действием различных механизмов. У^ке начальные исследования, вы- полненные А.А. Еременко и Н.А. Ан- фимовым, показали необходимость при анализе аэродинамического раз- рушения ЯЭУ одновременно произ- водить расчет параметров движения, температурных режимов, изменения геометрических и массовых харак- теристик тепловыделяющих элемен- тов реактора, содержащих ядерное топливо, а также расчет размеров частиц, образующихся в процессе разрушения твэла. Наряду с этим было необходимо подтвердить возможность вылета твэлов из реактора в результате его аэродинамического разрушения. Потребовалась разработка целого комплекса новых методик расчета. К решению этой задачи привлекались молодые специалисты, среди кото- рых были ААГафаров, Б.И.Бахтин, ЕВ.Мешалкина, Т.П.Крылова. Расчеты по разработанным ме- тодикам позволили получить новый важный научный и практический результат - выявить существование оптимальной высоты полета, на которой вылет тепловыделяющих элементов (твэлов) из реактора обе- Расчетная последовательность аэродинамического разрушения КА с ЯЭУ БЭС-5 при входе в атмосферу Земли Оптимальная высота вылета (выброса) твэлов из реактора ЯЭУ БЭС-5: d - размер частиц, образовавшихся после разрушения ЯЭУ; Нв - высота вылета твэлов спечивает их разрушение до частиц минимальных размеров. Оптимальные высоты и соответ- ствующие им размеры частиц были рассчитаны для ряда твэлов с сердечниками из различных материалов (ядерных топлив). В частности, было показано, что при организации аэродинамического разрушения твэлов ЯЭУ БЭС-5 в опти- мальных условиях максимальный конечный размер частиц не превысит 100 мкм. Таким образом, расчетным путем была обоснована возможность использования аэродина- мического разрушения реакторных ЯЭУ в качестве метода обеспечения их безопасного использования. Для подтверждения результатов расчетов в Центре Кел- дыша был выполнен уникальный цикл экспериментальных исследований аэродинамического разрушения ядерной энергоустановки, не имеющий аналогов в мировой практи- ке. На установках Центра ВАЛюбимовым под руководством Ю.Я.Карпейского были исследованы аэродинамические ха- рактеристики конфигураций спутника и энергоустановки, образующихся в процессе аэродинамического разрушения. Особое внимание было уделено изучению балансировочных характеристик длинных цилиндров с различными затупле- ниями, что имело важное значение для надежного прогно- зирования характера движения твэлов в атмосфере. Для детального изучения механизмов и характера раз- рушения ядерных реакторов в условиях аварийного вхо- да в атмосферу Земли под руководством ААЕременко и А.В.Косова был создан единственный в нашей стране и непревзойденный в мире (по свидетельству американских специалистов) комплекс экспериментальных установок, позволяющий провести исследование всех этапов аэро- динамического разрушения космической ЯЭУ, от реактора до частиц радиоактивных материалов. Исследования проводились на специально созданных га- зодинамических установках с электродуговыми и высокоча- стотными плазмотронами, установках лучистого, лазерного и индукционного нагрева. Одна из установок с электродуго- вым плазмотроном, созданная под руководством А.С. Коро- теева (ныне генерального директора Центра Келдыша), во- брала в себя все последние достижения в этой области. Она 189
История развития отечественных автоматических космических аппаратов имела рекордную по тем временам (1975 г.) мощность 12 МВт, что позволяло испытывать на ней модели реакторов, выпол- ненные в масштабе 1:4, и полноразмерные образцы твэлов. Испытания проводились, как правило, на образцах, вы- полненных по штатной технологии, только с заменой обога- щенного урана на естественный. Конечная цель этих сложных и довольно опасных исследований заключалась в получении распределения по размерам продуктов разрушения сердечни- ков твэлов. Следует отметить вклад в эту работу инженеров- исследователей, прежде всего таких ведущих специалистов, как С.Г.Байдаков и Б.И.Бахтин, а также персонала стендов, который после сбора радиоактивных частиц осуществлял их обсчет под микроскопом (начальники стендов В.И.Трофимов, Г.М.Дрягилев, В.Д.Порываев, В.И.Ереминкин, ВАЛикин; ис- пытатели В.П.Сухарев, Н.В.Бикин, Н.С.Перфилин, А.И. Мара- санов, Е.С.Грабовский и др.). Выполненный комплекс экспериментальных исследо- ваний с высокой достоверностью подтвердил результаты расчетов о возможности использования аэродинамического разрушения для обеспечения безопасности ЯЭУ. На осно- ве выданных Центром Келдыша рекомендаций на предприятии «Красная Звезда» были про- ведены доработки конструкции ЯЭУ БЭС-5. В частности, сплош- ной боковой бериллиевый от- ражатель реактора был разделен на сегменты, которые в рабочем положении удерживались вместе легкоплавкими поясами. При входе в атмосферу Земли пояса должны были разрушаться под действием аэродинамического Гистограмма распределения частиц в продуктах аэродинамического разрушения твэлов ЯЭУ: di - размер частицы; Ni - число частиц размером di; N - общее число частиц нагрева независимо от ориента- ции ЯЭУ, что обеспечивало раз- вал бокового отражателя, а в ко- нечном итоге - гарантированную подкритичность реактора во всех ситуациях, в т.ч. при погружении в воду. Сброс бокового отражате- ля облегчал аэродинамическое разрушение корпуса реактора и вылет из него твэлов. Этому способствовали также вогнутая форма передней крышки корпуса реактора и выступающая кромка в месте сварки крышки с корпу- сом. По рекомендации Центра Исследование аэродинамического разрушения реактора ЯЭУ Исследование аэродинамического разрушения твэпа на экспериментальной установке Центра Келдыша ЯЭУ на экспериментальной установке Центра Келдыша 190
Глава 3 Радиацио*-«• Система выброса сборки твэлов из корпуса реактора ЯЭУ БЭС-5 Келдыша форма передних наконечни- ков твэлов была изменена, что способ- ствовало их оптимальной ориентации продольной осью вдоль набегающего потока. Для подтверждения результатов на- земных экспериментальных исследова- ний ААЕременко и ААГафаровым при участии АВ.Косова и Б.И.Бахтина был разработан проект проведения летного эксперимента. В силу разных причин этот проект не был реализован. Тем не менее полномасштабные летные ис- пытания системы аэродинамического разрушения ЯЭУ БЭС-5, созданной на основе рекомендаций Центра Келдыша, все-таки состоялись. За период с 1970 по 1977 г. тринад- цать ЯЭУ БЭС-5 были успешно переведены на высокую ор- биту. Однако на четырнадцатый раз систему увода не удалось применить, и ЯЭУ в составе спутника спускалась с орбиты на Землю. Как отмечалось в вышедшей в США в 1985 г. моногра- фии «Космическая ядерная энергетика», советская система аэрокосмической ядерной безопасности прошла испытания 24 января 1978 г, когда спутник «Космос-954» с ЯЭУ БЭС-5 в результате отказа системы увода вошел в земную атмосфе- ру над северо-западом Канады. Падению спутника предше- ствовало несколько тревожных недель. Ведь реализовывался самый неблагоприятный вариант-отделения энергоустанов- ки не произошло, и спутник входил в атмосферу целиком. Высокая достоверность результатов всей проделанной ранее в Центре работы по обоснованию системы аэродинамическо- го разрушения была подтверждена итогами осуществленной совместно канадскими и американскими специалистами про- граммы воздушных и наземных поисков и сбора остатков спутника. Зарубежными специалистами влияние выпавших остатков на природную среду характеризовалось английским словом insignificant-незначительное, ничтожное. Таким образом, можно констатировать, что отечествен- ная система обеспечения радиационной безопасности, соз- данная в соответствии с рекомендациями Центра Келдыша, успешно прошла летные испытания и полностью решила поставленную перед ней задачу - предотвратила опасное радиационное воздействие на биосферу Земли. Следует отметить, что после инцидента 1978 г. при На- учно-техническом подкомитете Комитета ООН по космосу была создана специальная рабочая группа по ядерным ис- точникам энергии. В представленном этой группой в 1980 г. докладе были впервые изложены согласованные на между- народном уровне принципы ОРБ, которые полностью со- впадали с соответствующими отечественными принципами, разработанными при ведущей роли Центра Келдыша. Они закреплены в документе «Принципы, касающиеся исполь- зования ядерных источников энергии в космическом про- странстве», принятом Генеральной ассамблей ООН в 1992 г. После падения КА «Космос-954» для повышения на- дежности разрушения активной зоны реактора в конструк- цию БЭС-5 была введена система принудительного выброса сборки твэлов из корпуса реактора. Она успешно сработала при аварийном возвращении на Землю в 1983 г. космиче- ского аппарата «Космос-1402», остатки которого затонули в южной части Атлантического океана. А когда на запущен- ном 12 декабря 1987 г. спутнике «Космос-1900» отказала штатная система выдачи команды на срабатывание системы увода, вновь выручила дублирующая система, включающая в себя командные элементы-датчики, срабатывающие под действием аэродинамического нагрева. При подходе спут- ника к плотным слоям атмосферы эти датчики выдали не- обходимые команды системе увода. Параметры систем аэродинамического разрушения были обоснованы для целого ряда ЯЭУ, разрабатывавшихся в различных КБ (например, ЯЭУ «Енисей», более известной как «Топаз-2» разработки ЦКБМ (г. Санкт-Петербург), ЯЭУ «Геркулес» разработки РКК «Энергия»), и даже для ЯРД. Однако возможности метода аэродинамического раз- рушения в определенной степени ограничиваются кон- структивными особенностями ЯЭУ и теплофизическими характеристиками используемых в них материалов. В свя- зи с этим уже на начальном этапе работ по созданию ЯЭУ в нашей стране встал вопрос о разработке других методов их разрушения. Применительно к ЯЭУ ТЭУ-5 большая кооперация орга- низаций при ведущей роли Центра Келдыша осуществляла разработку методов разрушения активной зоны хими- ческими реагентами. Работы по жидкофазному методу, основанному на растворении активной зоны смесью кис- лот, велись под руководством ВААндреева при участии М.М.Бениловой, ИАТкаченко и др., а работы по газофаз- ному методу, основанному на использовании пентафтори- да хлора, - под руководством И.В.Беспалова при участии Ю.М.Трушина и др. Для проведения экспериментальных ис- следований был создан специальный стенд, где можно было 191
История развития отечественных автоматических космических аппаратов работать с радиоактивными материалами. Эксперименты показали возможность мелкодисперсного разрушения ма- териалов твэлов химическими реагентами и в то же время выявили ряд принципиальных недостатков, препятствующих практической реализации такой системы ОРБ. Это обстоя- тельство в сочетании с отказом от использования ЯЭУ ТЭУ-5 на низких орбитах обусловило прекращение работ по хими- ческому разрушению установки. Вместе с тем была пока- зана перспективность газофазного метода применительно к ядерным ракетным двигателям с твердофазной активной зоной, в которых, в отличие от ЯЭУ, используется реактор открытого типа. Большие успехи были достигнуты в разработке мето- да разрушения космических реакторов взрывом химиче- ских взрывчатых веществ, проводимой под руководством АВ.Косова. При этом отрабатывался оригинальный способ разрушения реактора струями кумулятивных зарядов, рас- положенных за радиационной защитой. В результате прове- денных экспериментальных исследований, в т.ч. на модели реактора ЯРД в масштабе 1:4, было достигнуто разрушение на частицы размером менее 100 мкм до 95 % массы актив- ной зоны реактора. Следует также отметить проведенное группой сотрудни- ков во главе с В.Н.Рыбиным обоснование метода разрушения реактора за счет собственного тепловыделения. Программа реакторных исследований этого метода не была реализована Последний спутник с реакторной энергоустановкой в нашей стране был запущен 14 марта 1988 г. В общей слож- ности на низкие околоземные орбиты был выведен 31 спут- ник с ЯЭУ БЭС-5, из которых 29 находятся на радиационно безопасных орбитах. Два спутника с ЯЭУ ТЭУ-5 были сразу выведены на радиационно безопасные орбиты высотой око- ло 800 км. (Для справки: в США был запущен только один спутник с реакторной ЯЭУ.) Наряду с разработкой методов ОРБ для реакторных ЯЭУ и ЯРД, в Центре Келдыша велись также работы по обеспечению безопасности космических энергоустановок, использующих энергию распада некоторых радиоактивных изотопов. Первые КА с радиоизотопными термоэлектрическими генераторами на основе полония-210 были запущены в нашей стране в 1965 г., а в 1970 и 1973 гг. на Луне работали луноходы с радио- изотопными блоками обогрева также на основе полония-210. Радиоактивность радиоизотопных ЯЭУ максимальна при их запуске, а используемые в них изотопы обладают Луноход Радиоизотопный блок обогрева лунохода Конструктивная схема кассеты 1 - передняя пробка 2 - наружный корпус 3-прокладки 4 - внутренний корпус 5 - ампульная зона 6 - задняя пробка 7-замок 8 - стабилизаторы 9 - балансировочный груз 192
Глава 3 исключительно высокой радиотоксичностью. Поэтому для них была принята концепция сохранения целостности ампул с радиоизотопом во всех аварийных ситуациях, которая за- креплена в «Принципах» ООН. Один из наиболее неблагоприятных факторов для ам- пул - аэродинамический нагрев при аварийном возвраще- нии в атмосферу, особенно со 2-й космической скоростью, характерной для межпланетных аппаратов (например, луно- ходов). Хорошо отработанные решения по теплозащите для обычных СА в этом случае не подходили, т.к. в рабочем ре- жиме тепловая энергия, выделяемая радиоизотопом, долж- на быть сброшена в космос с внешней поверхности ЯЭУ. Первоначально на основе проведенных в Центре Кел- дыша расчетов совместно с разработчиками ЯЭУ была обо- снована конструкция теплозащитной кассеты из графита с пирографитовыми прокладками. Эффективность решения подтвердили плазмотронные испытания, проведенные в Центре. Последней работой в этом направлении было обо- снование надежности теплозащиты ампул с радиоизотопом плутоний-238 для АМС «Марс-96». Подводя итоги более чем 30-летней истории примене- ния космической ядерной энергетики в нашей стране, мож- но констатировать, что разработанные методы и средства обеспечения безопасности практически исключили нанесе- ние вреда населению и биосфере Земли, в т.ч. в аварийных ситуациях. В заключение следует отметить, что Правительство Рос- сийской Федерации Постановлением № 144 от 2 февраля 1998 г. в целях сохранения лидирующих позиций России в области космических ядерных технологий одобрило Кон- цепцию развития космической ядерной энергетики в Рос- сии. В соответствии с этим постановлением в настоящее время в нашей стране выполняются опытно-конструктор- ские работы, связанные с новым этапом использования ядерной энергетики в космосе. Наиболее важной среди этих работ является проект «Создание транспортно-энергетиче- ского модуля на основе ядерной энергодвигательной уста- новки мегавапного класса», выполняемый кооперацией предприятий Роскосмоса, Росатома и ряда других ведомств на основе решения Комиссии при Президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики России. С учетом роста более чем на порядок мощности и ресурса ЯЭУ нового поколения, по сравнению с ЯЭУ первого поколения, изменяются некоторые принци- пы обеспечения их радиационной безопасности. Например, исключается возвращение радиоактивного реактора с рабо- чей орбиты на Землю и его диспергирование, в связи с чем функционирование ЯЭУ допускается только на радиационно безопасных орбитах. В рамках программ освоения дальнего космоса предусматривается применение безопасной радио- изотопной энергетики. Накопленный в нашей стране опыт создания и примене- ния космических ядерных источников энергии - надежная основа для гарантированного обеспечения безопасности на новом этапе внедрения ядерной энергетики в космос. СЛ-.Слшрно^, О.Р.У1опле£ина ОАО «ЭМЗ им. В.М.Мясищева» САТЕЛЛОИДЫ В.М.МЯСИЩЕВА В 1956 г. В.М.Мясищев поставил нескольким специ- алистам, среди которых были ведущие конструкторы О.А.Сидоров, ГАМоскаленко и Н.И.Бирюков, задачу про- работать возможность создания инерционно-кругового самолета, т.е. уже космического аппарата. Иногда этот ле- тательный аппарат называли сателлоидом, иногда в скобках писали «межконтинентальный ракетоплан». Специалисты ОКБ, опираясь на опыт работ, получен- ный при создании «Бурана» (тема «40») сумели доволь- но быстро получить результаты. Первым отчетом по этой теме, получившей индекс «46», были «Справка для гене- рального конструктора», датируемая 4 сентября 1957 г„ «Предварительные соображения по созданию проекта инерционно-кругового самолета». Цитируем только часть первой страницы: «Исследования и проектно-конструкторские изыскания, проведенные в ОКБ-23, НИИ-1 МАП, НИИ-4 МО и других организациях по изучению эффективности различных ти- пов летательных аппаратов дальнего действия, показывают, что наиболее перспективными и практически осуществимы- ми в ближайшее время являются инерционно-аэродинами- ческие ракеты с околокруговыми и круговыми скоростями полета, именуемые изделиями сателлоидного типа». Среди изделий сателлоидного типа, отмечается в справ- ке, наибольший интерес представляют ракеты, последней ступенью которых является инерционно-круговой самолет 193
История развития отечественных автоматических космических аппаратов В.М.Мясищев выступает на торжественном заседании, посвященном 25-летию завода №65 (ныне-Всероссийский институт легких сплавов). Сетунь, биюля 1958 г. многоразового действия. Такой самолет может совершать круговой полет практически неограниченной дальности, производить маневр при движении по круговой траектории и совершать нормальную посадку. Еще 1957 г., а речь идет о многоразовом космическом аппарате, который позже, увы, американцы, назовут челноком. Возможность нахождения человека на борту такого аппарата ставит его в особо выгодное положение по срав- нению с возможными другими летательными аппаратами ракетного типа, в т.ч. с межконтинентальными баллисти- ческими ракетами. Заметим, в проекте уже пилотируемый космический челнок! В апреле 1959 г. выходит заключительный отчет, где создаваемый аппарат называется «пилотируемый меж- континентальный ракетоплан многоцелевого назначения». Ракетоплан представлял из себя самолет (в сущности третья ступень) с четырьмя сбрасываемыми топливными баками, выводимый на орбиту ракетой Р-7 конструкции С.П.Королева, снабженный дополнительными устрой- ствами, компенсирующими возникновение подъемной силы на крыле ракетоплана при стартовом полете. При необходимости, по предвари- тельным расчетам, ракетоплан мог изменять высоту орбиты на 100 км и осуществлять не- обходимый боковой маневр для выхода в заданную точку (будь это цель или аэродром, или что-либо иное) Это первый опыт работ В.М.Мясищева по космической тематике: гиперзвуковой орби- тальный ракетоплан с планиру- ющим спуском,горизонтальной посадкой (по-самолетному) и практически неограниченной круговой орбитальной дальностью полета. Ос- новной вопрос работы связан с проблемой ос- воения гиперзвуковых скоростей полета. В ходе предварительных работ были изуче- ны различные виды движения (активный, рико- шетирующий, инерционный) во всем диапазоне гиперзвуковых скоростей полета, вплоть до пер- вой космической скорости. Основным итогом этих работ стало доказательство технической возможности и целесообразности создания в ближайшие годы пилотируемого гиперзвуко- вого ракетного летательного аппарата. Этот пилотируемый ракетоплан, по мнению начинающих его разработку создателей, пред- назначался в первую очередь для использова- ния в качестве стратегического разведчика, за- тем - бомбардировщика, достигающего любого пункта земной поверхности, а также в качестве истребителя ракет и боевых спутников вероят- ного противника. В варианте сверхдальнего бомбардиров- щика пилотируемый ракетоплан был способен осуществить сбрасывание бомб в любой точке земной поверхности. Он должен производить маневр при полете по траектории и, в случае необходимости, уходить на второй круг. Ракетоплан с успехом мог применяться также для пора- жения боевых средств противника и систем ПВО. Его можно было использовать и как средство связи с искусственными спутниками Земли, как транспортное средство для быстрой доставки грузов на сверхдальние расстояния и для выпол- нения ряда других задач. Таким образом, к середине 1960 г. это был уже многоразовый пилотируемый корабль с поса- дочным весом 6000 кг и высотой орбиты до 600 км, т.е. уже полноценный спутник. Конструктивно ракетоплан представляет собой самолет с крылом, имеющим стреловидность по передней кромке примерно 75 °, горизонтальным и вертикальным (на пер- вом этапе) оперениями большой стреловидности, одним маршевым, маневренными двигателями и системой струй- ной стабилизации. В средней части ракетоплана расположе- на одноместная герметичная кабина пилота. На последнем Пилотируемый межконтинентальный ракетоплан М-46 194
Глава 3 Стартовый комплекс ракетоплана М-46 на базе ракеты-носителя Р-7 Ракета-носитель выводит ракетоплан М-46 в космическое пространство этапе вывода должны срабатывать четыре двигателя, ис- пользующие топливо из четырех закрепленных на самом ракетоплане топливных баков. В.М.Мясищев конкретизирует причины, по которым продолжение работ по пилотируемым самолетам будет целесообразным (необходимо при этом учитывать, что вы- числительная техника в те времена была еще в зачаточном состоянии и ее перспективы туманны). Важнейшие из этих причин, по мнению Мясищева, следующие: - летчик является необходимым элементом системы управления, если обстоятельства, которые возникают в по- лете, не могут быть учтены с помощью вычислительной машины; - летчик представляет собой самую легкую универсальную вычислительную машину, необходимую для управления, когда допускается время решения задачи, не превышающее 1 с; - пилотируемый летательный аппарат может сам пере- летать в нужное место, что упрощает проблему перевозок и боевого снабжения. Было отмечено, что в боевых условиях пилотируемый аппарат, в отличие от аппарата с программированным по- летом, может производить необходимый маневр в соответ- ствии с требованиями боевой обстановки, чем значительно повышается надежность выполнения задания. Траектория полета сателлоида состоит из трех харак- терных участков: активного, маршевого (орбитального) и участка спуска (планирующего полета). Активный участок осуществляется по аналогии с баллистическими ракетами, в данном случае при помощи ступеней ракеты Р-7. Марше- вый участок представляет собой движение крылатого сател- лоида по орбите. Участок спуска - это планирующий сход с круговой орбиты с последующей посадкой. Сход с орбиты возможен после тормозящего импульса тяги двигателей. Режим планирования осуществляется на максимальных зна- чениях подъемной силы и лобового сопротивления. Как апофеоз всех этих работ главный конструктор наме- чает план проработок по освоению гиперзвуковых скоростей полета, без которого невозможно создание ракетоплана. Он рассчитан на восемь лет теоретических, эксперименталь- ных, проектно-конструкторских, опытных и летно-доводоч- ных работ по созданию и доводке гиперзвуковой стратеги- ческой ракеты с ракетопланами. План работ предусматривал проведение следующих этапов по теме «46»: 1.1956-1960 гг. - разработка эскизного проекта гипер- звуковой стратегической ракеты с крылатым сателлоидом. 2.1961 г. - рабочее проектирование и создание первого летного опытно-экспериментального сателлоида (третьей ступени ракеты). 195
Схема полета ракетоплана М-46
Система разведки и оповещения средств противовоздушной обороны на базе ракетопланов М-46
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Основной задачей сателлоида, т.е. спутника Земли, в те времена считалась разведка. Поэтому в ОКБ-23, как в ос- новной организации, создающей стратегические бомбарди- ровщики, были проанализированы их возможности. Выво- ды оказались неутешительными. Отмечалось, что работы по созданию современных средств стратегической воздушной разведки показали, что аппараты такого назначения долж- ны иметь более высокие летно-технические показатели, чем средства поражения, т.е. стратегические бомбардировщики. Попытки создания специальных самолетов-разведчиков или переоборудования бомбардировщиков для целей раз- ведки наталкиваются на непреодолимые трудности в полу- чении дальности, скорости и высоты полета. Самолет-раз- ведчик при выполнении своего задания должен находиться над объектами противника, неизбежно подвергаясь воз- действию средств ПВО. Это значительно снижает качество и, главное, возможность выполнения задания. Ракетоплан же обладает очевидным преимуществом в так- тическом отношении перед всеми другими летательными аппа- ратами ракетно-авиационного типа, поскольку он обеспечивает достижение предельно возможных на земле скоростей, высот и дальностей полета. Эти недостижимые для других летательных аппаратов летно-технические возможности крылатого спутника (при многоразовое™ действия) открывают широкие перспекти- вы использования его в качестве эффективного средства воз- душной разведки территории противника. В зависимости от совершенства радиолокационной, фотографической и другой разведывательной аппаратуры обнаружение объектов противника может производиться в любой точке траектории полета. Осуществление разведки ракетопланом даст значительные преимущества в опера- тивности по сравнению с методами разведки при помощи дальней авиации и используемых воздушных шаров. Обла- дающий большой скоростью спутник-ракетоплан позволяет в кратчайшее время получить информацию о большой пло- щади земной поверхности. Возможность применения в будущих боевых операциях разрабатываемого баллистического оружия накладывает новые требования по оперативности и дальности действия разведчика, которые могут быть удовлетворены только с по- мощью многоразовых разведчиков-ракетопланов, представ- ляющих единую систему с другими радиосредствами связи. Напомним читателям, что задачами стратегической разведки является получение данных о точном местона- хождении стратегически важных объектов противника (во- енно-промышленных центров, отдельных оборонных за- водов, военно-морских и авиационных баз, ракетных баз и полигонов и т.д.), контроль результатов боевых действий стратегического оружия и уточнение географических карт территории противника. К этому времени в космосе летали только опытные спутники, до обеспечения мониторинга по- верхности планеты человечество еще не дошло. Проекты ракетно-космических систем «47», Р-7, «Сатурн», «Нова» СССР и США 198
Глава 3 Имея на борту большое количество электронного обо- рудования, ракетоплан «просматривает» по высоте и курсу пространство вероятного полета. Обнаружив местополо- жение баллистических ракет, самолетов дальнего действия или других средств вторжения, разведчик-патруль сообщает разведданные вычислительным центрам ПВО, а также по- дает предупредительные и другие командные сигналы для взлета и ведения к цели соответствующих средств противо- воздушной обороны. Поскольку возможно патрулирование нескольких со- единений разведчиков, то организацию линии связи на командном пункте представляется целесообразным воз- ложить на наземные счетно-решающие устройства и ис- пользовать канал ретрансляции для линии передачи команд управления. В линию связи систем разведки и ПВО могут быть включены также и искус- ственные спутники Земли на более высоких орбитах. Напомним, что в те времена ЭВМ представляли собой громоздкие и тяжелые сооружения, как и аппаратура ретрансляции. Но должны заметить, что В.М.Мясищев и его специалисты принципиально правильно обрисовали структуру и технологию кос- мической разведки. Заслуживают особого внимания обобщенные выводы, сделанные В.М.Мясищевым, можно сказать, для следу- ющих лет:«... новые задачи, стоящие перед авиационной техникой в деле достижения больших высот, скоростей и дальностей полета (при необхо- димости точного бомбометания), наиболее успешно могут быть решены летательными аппаратами ракетно-авиацион- ного типа - межконтинентальными ракетопланами. Межконтинентальный ракетоплан (сателлоид) удовлет- воряет самым высоким тактико-техническим требованиям и является строго научно обоснованным с точки зрения воз- можности и наибольшей целесообразности его создания как стратегического оружия, не имеющего себе равных. Межконтинентальный ракетоплан-сателлоид, предвари- тельный проект которого разработан в ОКБ-23, обеспечи- вает досягаемость любой точки земного шара в кратчайшее время по трассе, обеспечивающей его минимальную уяз- вимость. Большая скорость (близкая к первой космической Пуск ракеты «43» с самолета-носителя М-52 неуправляемый участок траектории Отделение ускорителя 1 ступени 4^ Сброс ракеты \ 7* - з 0 наружение цели 2) радиолокационным £ . . прицелом носителя „ "" чг г It \ 5 \ Коррекция цели * в (в варианте РЛ головки) in X в \ о X \ Цель или X вынесенная точка «и— - — — -1 .. ..— _ е=49 X Траектория полета ракеты «43» 199
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Крылатая ракета «45» класса «воздух-земля» скорости), дальность и высота полета при возможности так- тического маневра по высоте и курсу, а также многоразо- вость действия обеспечивают значительные преимущества ракетоплана-сателлоида перед межконтинентальной балли- стической ракетой. Возможности использования ракетоплана в мирных це- лях трудно переоценить, поскольку проблема его создания (проблема многоразовости действия) органически связана со всеми этапами освоения человеком мирового пространства, включая и конечную цель достижения других небесных тел». Параллельно с разработкой ракетоплана «46» в ОКБ-23 идут работы по создаваемому ракетоносцу М-50 и по ракет- ным системам. Формируется запас знаний. Еще одна ини- циативная изыскательная работа 1959 г, выполняемая в со- ответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 июня 1960 г., проект «47» - межконтинентальная баллистическая ракета с подвижным стартом (и это в дале- ком 1959 г.!). Конструкторы ОКБ просматривают три варианта ракеты: двухступенчатая и трехступенчатая схемы с ЖРД и трехступенчатая с двигателем на твердом топливе. В процессе проработок была показана возможность и целесообразность создания в короткие сроки малогабаритной межконтинен- тальной баллистической ракеты с подвижным стартом. Ведется эскизная проработка управляемой ракеты клас- са «воздух-земля» - СБР-43 (проект «43»). Управляемая ракета «43» представляла собой бескрылый летательный аппарат с двигательной уста- новкой на твердом топливе. Полет ракеты должен был происходить с управлением на всех участках траектории. Создание ракеты намечалось осуществить в два этапа: 1. Разработка ракеты на дальность пуска до 500 км (прямая радиолокационная види- мость с самолета-носителя) для поражения одиночных радиолокационно-контрастных подвижных и неподвижных целей (проект «43А»), 2. Разработка ракеты на дальность пуска 1000-1200 км и обеспечение поражения радиолокационно-контрастных площадных целей (проект «43Б»). В качестве самолетов-носителей (с внеш- ней подвеской ракет) предполагалось исполь- зовать самолеты ЗМ, М-52К и М-56К, а экс- периментальную отработку планировалось провести на самолете ЗМ-Д. Тогда еще велись работы над самолетом-снарядом «44», кото- рым планировалось вооружить самолеты-но- сители М-50, М-70 и М-52. С целью улучшения летно-технических характеристик самолета-снаряда специали- стами ОКБ в начале 1958 г. был разработан предварительный проект перспективной крылатой ракеты - изделие «45». Требова- ния ПЗ были аналогичными предъявляе- мым к изделию «44». Новая ракета могла использоваться и как подвеска в составных бомбардировочных системах типа М-50 (вариант «воздух-земля»), и как автономно стартую- щая с Земли ракета «земля-земля» типа «Бурана». Изделие «45» представляло собой двухступенчатую крылатую ракету пакетной схемы. Применить более рацио- нальную тандемную схему не позволила существующая база шасси самолета М-50 Впереди новая работа! 10 декабря 1959 г. выходит постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1388-618, предписываю- щее генеральному конструктору тов. Мясищеву создать аппарат, предназначенный для связи с тяжелыми станци- ями-спутниками. Проект получает заводскую индексацию «тема 48». Имея за плечами проект ракетоплана «46» и от- лаженные рабочие контакты с ОКБ-1 С.П.Королева и НИИ-1 М.В.Келдыша, в очень короткие сроки специалисты ОКБ-23 прорабатывают четыре варианта возможных многоразовых и даже пилотируемых спутников, использующих подъемную силу на спуске. Теперь траектория спутников разбивается уже на пять участков: выход на орбиту, полет на орбите, баллистический спуск, управляемый планирующий полет и посадка. Условия атмосферы планеты Земля, психофизические возможно- сти человека и максимальный вес нагрузки, выводимой на орбиту (4500 кг), по мнению Мясищева, позволяют создать 200
Глава 3 Изделие «48-1». Крылатая схема с гиперзвуковыми щитками Изделие «48-2». Крылатая схема с планирующей посадкой только четыре варианта спутников, использующих подъем- ную силу. При этом для вывода на орбиту на всех вариантах должна использоваться уже готовая королевская «семерка». В случае аварийной посадки предусматривается ката- пультирование кресел с экипажем. Для аварийного отделе- ния аппарата от носителя на участке выведения используется штатная тормозная силовая установка с тягой 8 т, работа- ющая до полной выработки топлива. Система струйной стабилизации создает управляющие усилия при полете вне атмосферы для стабилизации аппарата по курсу, тангажу и крену. Коротко опишем все четыре варианта. Спутник крылатой схемы с гиперзвуковыми щитка- ми (изделие «48-1») представляет собой конус с крылом большой стреловидности и сбрасываемыми на спуске 201
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Изделие «48-3». Бескрылая схема с роторной посадкой при М = 5 тормозными щитками. В этом варианте предус- мотрена двухместная герметичная кабина с разворачиваю- щимися креслами. Посадочный вес спутника - 2980 кг, по- садочная скорость - 250 км/ч. Угол раствора спутника -14 °, диаметр в кормовой части - 1700 мм. Спутник имеет треугольное крыло большой стреловидности площадью 14 м2 и сбрасывае- мые тормозные щитки на крыле и фюзеляже. Двухмест- ная кабина расположена в хвостовой части аппарата и по- зволяет пилотам на всех режимах (от ожидания старта до приземления) находиться в сравнительно комфортном положении. Кресла пилотов при установке спутника на носителе носом вперед разворачиваются в горизонталь- ное положение. Учитывая наличие на выводимом спутнике крыла и, ста- ло быть, подъемной силы, предусмотрены компенсирующие аэродинамические поверхности, устанавливаемые либо на носителе, либо на спутнике. При спуске с орбиты, по дости- жении числа М = 5, происходит сброс тормозных щитков и двигательного блока, расположенного в кормовой части крылатого спутника, и начинается планирующее маневриро- вание на аэродром посадки. Боковое маневрирование осуществляется с использова- нием аэродинамических поверхностей как на гиперзвуко- вом, так и на планирующем этапе траектории. Использова- ние динамического маневра при посадке такого крылатого спутника позволяет непродолжительно получить режим по- лета с вертикальной скоростью, равной нулю. Спутник крылатой схемы с планирующей посадкой (из- делие «48-2») выполнен по схеме «утка». Двигательный блок этого варианта, в отличие от варианта «48-1», при пе- реходе на спуск не сбрасывается. Посадочный вес крылатой схемы - 3860 кг, посадочная скорость - 250 км/ч. Конструктивно спутник представляет собой крылатый ра- кетоплан с треугольным крылом, имеющим стреловидность по передней кромке 65 °, горизонтальным и вертикальным оперением, состоящим из двух поверхностей, расположенных на верхней и нижней поверхности цилиндрического фюзе- ляжа большой стреловидности. Двухместная герметичная кабина пилотов расположена в средней части аппарата и обе- спечивает поворот кресел на стартовой позиции. Сход с орбиты и посадочные характеристики этой схемы аналогичны характеристикам схемы «48-1», за исключени- ем того, что двигательный блок спутника не сбрасывается. Для этой компоновки крылатого пилотируемого спутника проработан еще один дополнительный вариант с использо- ванием тормозных щитков, расположенных в носовой части фюзеляжа и на передней кромке крыла. Спутник бескрылой схемы с роторной посадкой (из- делие «48-3») представляет собой обратный конус (типа «Фара») с ротором, обеспечивающим посадку в атмосфе- ре после сброса кожуха винта и двигателя. Посадочный вес варианта «48-3» - 3150 кг. Большая лобовая поверхность спутника используется как для получения подъемной силы, так и для торможения. При угле атаки 15 ° подъемная сила такого спутника достигает величины С = 0,15. 202
Глава 3 Шаровые баки Н2О, Контейнер с парашютом Во5душные рули Тормозные щит Сопла газоструймото управления Баллоны с газом ДЛЯ подачи Топлива Изделие «48-4». Схема с гиперзвуковыми несущими поверхностями Табл. 1 Весовая сводка изделия «48» Наименование Крылатая схема с малыми углами атаки и гиперзвуковыми щитками Крылатая схема с большими углами атаки Обратный конус с роторным спуском Конус с гиперзвуковыми крыльями и тормозными щитками Стартовый вес 4530 4310 4400 4550 Посадочный вес 2980 3810 3150 3250 Конструкция планера: - крыло 1880 2500 2000 2140 - корпус 600 1000 — 150 - оперение 800 900 1400 1400 - управление 150 250 — 150 - посадочные 190 230 100 140 устройства 150 190 5002 3004 Силовая установка - 150 - - Оборудование 600 600 600 600 Экипаж и кресла 500 500 500 500 Сбрасываемые тормозные устройства спускаемого аппарата1 550 - 3503 300 Сбрасываемый контейнер (конструкция, силовая установка, оборудование) 500 - 500 500 Топливо тормозного двигателя и струйного управления 500 500 450 500 1 - сбрасываются на высоте 18-40 км 2-ротор 3 - защитный кожух ротора 4 - парашют 203
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Спутник состоит из конусообразной герметичной ка- бины, ротора диаметром 13000 мм, защитного сбрасыва- емого кожуха винта, щитков управления, сбрасываемого контейнера и двигательной установки. Двухместная кабина расположена в основной части аппарата, имеющей диаметр 3000 мм, что позволяет пилотам находиться в комфортном положении. Возвращение пилотируемого спутника на землю в положении тупым концом вперед позволяет отказаться от применения для размещения экипажа поворотных кресел, т.к. основные перегрузки при подобной компоновке воздей- ствуют только в направлении грудь-спина на всех режимах полета и находятся в приемлемом диапазоне. Посадка аппарата производится с помощью автороти- рующего винта. Винт вступает в действие при скорости, со- ответствующей числу М = 1,0 на высоте 10-15 км, на всех предшествующих этапах полета он защищен специальным сбрасываемым кожухом. Применение роторной посад- ки позволяет за счет предварительной раскрутки ротора на режиме торможения и последующего перевода лопа- стей в посадочный режим получить вертикальную скорость посадки, равной нулю. Вес роторной системы составляет 8-12 % посадочного веса аппарата. Данная схема дает возможность посадки аппарата на неподготовленную пло- щадку. Спутник с гиперзвуковыми несущими поверхностями (изделие «48-4») представляет собой конус с крестообраз- ными воздушными рулями на максимальном диаметре и посадочным парашютом, двухместной кабиной. Спутник лишен возможности маневрирования при посадке, и его по- садочный вес равен 3250 кг. Угол раствора спутника - 20 °, диаметр в кормовой части - 2600 мм. Спутник имеет тор- мозные щитки и воздушные рули. Двухместная кабина пило- тов расположена в кормовой части спутника. Характеристики аппарата на гиперзвуковом участке по- лета аналогичны характеристикам схемы «48-1». Но данная схема представляется достаточно сложной в аэродинами- ческом плане; использование же парашютной системы не позволяет маневрировать в каких-либо пределах на режиме посадки. На всех вариантах используется типовое оборудо- вание весом 600 кг. Остановимся на некоторых аспектах этой работы, про- водимой совместно с С.П.Королевым. Контакты между ОКБ-1 и ОКБ-23 поддерживались не только на уровне их руководителей. Сотрудники Королева часто консультирова- ли работников ОКБ-23 по космической тематике. Во время взаимных визитов обсуждались многие конкретные вопро- сы, связанные, например, с воздействием радиации на кос- мические аппараты. Совместно с ОКБ-1 специалисты фир- мы Мясищева рассчитали массу своего аппарата, привели ее в соответствие с возможностями королевского носителя (Р-7). Специалисты ОКБ Королева выдали коллегам реко- мендации по теплозащите аппарата. Теплостойким покры- тием надо было защитить почти 40 % поверхности воз- душно-космического аппарата от огромных температурных нагрузок, возникающих при его возвращении на Землю. Все новые конструкторские находки требовали сложных теоретических расчетов, решения большого числа матема- тических уравнений. Вычислительной техники в нынеш- нем ее понимании еще не было, поэтому для определения распределения температур в крыле решили использовать т.н. метод электродинамической аналогии. Суть его состоя- ла в том, что, разбивая конструкцию на элементы и заменяя их электроаналогами, можно было составить электроцепь, и уже на ней рассчитывать тепловые нагрузки. Это лишь один из примеров того, как творчески решались многие сложнейшие проблемы. В результате проведенных ОКБ-23 исследований раз- личных методов решения проблемы планирующего полета в атмосфере с околокосмическими скоростями было уста- новлено, что в условиях длительного полета в атмосфере с гиперзвуковыми скоростями пассивный метод теплозащи- ты, связанный с применением особо жаростойких керами- ческих покрытий, пока еще сложен. В связи с этим, помимо использования стекловолокни- стого анизотропного материала СВАМ, был разработан ме- тод комплексного применения жидких металлов (активный метод теплозащиты), последовательное применение которо- го позволяет снизить температуры нагрева до приемлемых для металлических конструкций, уменьшить потребные веса, снять ограничения по возникающим в полете перегрузкам и, наконец, обеспечить возможность выполнения широкого маневра по курсу и дальности при полете в атмосфере с ги- перзвуковыми скоростями. Идея комплексного применения жидких металлов заключается в использовании металлов типа натрия или лития как в качестве высококалорийных го- рючих, так и в качестве теплоносителя. И опять Мясищев и его соратники опередили время. В этих четырех проектах реализовывалась идея многора- зовости. Любой из этих космолетов можно было заправить топливом, другими компонентами и вновь отправлять на орбиту. Идея заманчивая, но техника тех лет еще не до- зрела до нее. Предпочтение было отдано более простым вариантам. В апреле 1960 г. проекты обсуждаются на совещании веду- щих специалистов отрасли и получают одобрение. Несмотря на очевидную ценность проделанной работы, на этом все закон- чилось. Е.С.Кулага, работник ОКБ-23, много проработавший в ОКБ-52, так пишет об этой работе: «Разработка конструк- ции изделия по проекту «48» во многом была облегчена тем, что в фирме был на- коплен опыт разработки, изготовления и отработки теплонапряженной конструк- ции крылатой ракеты по теме «40», корпус которой из стали и титана способен был выдерживать нагрузки при температурах до 350 °C. Е.С.Кулага 204
Глава 3 Методы расчета по определению температуры погранично- го слоя при аэродинамическом нагреве в результате тор- можения летательного аппарата при входе в плотные слои атмосферы показали, что нижняя поверхность крыла будет нагреваться до 1500 °C. С целью получения максимальной весовой отдачи была выбрана теплозащита из пенокерамики, отличающей- ся малым весом, но большой хрупкостью. Для обеспече- ния ее работоспособности нужно было иметь жесткую по- верхность крыла, чтобы при ее деформации не разрушить покрытие. Конструктивно ее включили в контур крыла в виде плат, как это было выполнено позднее на «Шаттле» и на «Буране», устанавливалась на клею с прослойкой. Заметим, что лучшего решения человечество не нашло до сих пор. Причем толщина и внутренняя структура плиток должны зависеть от возможных внешних температурных напряжений. Конструкция носка (в случае схемы с крыльями) пред- ставляет собой оболочку из графита, в которую вставлялись диафрагмы из ниобиевого сплава и заливались вспениваю- щейся пенокерамикой. Испытания теплозащитного покрытия на стенде в струе реактивного двигателя показали, покрытие работа- ет надежно». Еще в те далекие годы в ОКБ В.М.Мясищева поняли пре- имущество слоистых пластиков. Но нашелся еще один про- ект. Л.Л.Селяков и Г.Д.Дермичев в 1960-е гг. представили академику М.В.Келдышу проект многоразового пилотируе- мого космического планирующего аппарата. Селяков по памяти нарисовал этот аппарат. От «Бурана» его отличают лишь размеры и острые кромки. Но ведь это было на заре космических исследований. Принципиально аэродинамическая компоновка ВКС выбрана правильно. Вывод этого космолета на орбиту предполагалось осущест- влять либо на королевской Р-7, либо на проектируемой в ОКБ-23 ракете с параллельным расположением блоков (тема «47»), по мощности в два с лишним раза превосхо- дящей Р-7. При спуске с орбиты на высоте 40 км космиче- ский аппарат начинал предаэродромное маневри- рование. На восьмикилометровой высоте пилот в скафандре должен был катапультироваться (масса пилота и кресла составляют 160 кг). Основная пара- шютная система выводится пилотом на высотах от 8 до 3 км. В катапультируемой конструкции были предус- мотрены запасные парашюты, которые выпускали в действие на высоте 2 км. ВКС приземлялся самостоя- тельно, в автоматическом режиме, в качестве посадочно- го устройства использовалась специальная лыжа. Конструктивно космический самолет представлял собой аппарат треугольной схемы с крылом малого удлинения переменной стреловидности 75 и 55 °, снабженный закрыл- ками-элеронами. Роль вертикального оперения выполняли отогнутые вверх законцовки крыла, предположительно с ру- лями управления. Горизонтальное оперение отсутствовало. Этот рисунок, очевидно, восходит к еще одной разработке специалистов ОКБ-23 Мясищева - это проект космического самолета. Вновь обратимся к мемуарам Е.С.Кулаги: ЛЕГКОСЪЕМНЫЕ - ОПЛАВЛЯЕМЫЕ НОСКИ ПЕРЕДНИХ KQOMOK П. П. Селяков ГДДермичев Проект многоразового космическою планирующего аппарата Проект 1957-61гг. Космолет Л.Л.Селякова и ГДДермичева 205
История развития отечественных автоматических космических аппаратов «...Наряду с баллистическим спуском с применени- ем на атмосферном участке парашюта было предложено рассмотреть возможность возвращения человека на ле- тательном аппарате, использующем аэродинамическое качество. В проработке этого варианта С.П.Королев просил при- нять участие В.М.Мясищева, положившись на его опыт конструктора первых герметических кабин тяжелых самоле- тов. В.М.Мясищев охотно принял предложение участвовать в работах этого направления. К сожалению, активно начатые проектные работы (про- ект «48») завершить не удалось. Однако многое из приоб- ретенного опыта позже помогло специалистам авиационной промышленности в начатых почти через 20 лет работах по космическому самолету «Буран», близкому по своему на- значению американскому орбитальному кораблю «Спейс Шапл», что и дало основание автору - одному из участни- ков разработок проекта первого космического ЛА с челове- ком в ОКБ Мясищева - назвать его «Мини Шапл». И еще один отрывок из воспоминаний, уже Л.Л.Селякова: «12 апреля 1961 г. весь мир был потрясен величай- шим событием века - полетом Ю.А.Гагарина вокруг нашей планеты (04.10.1957 г. - первый искусственный спутник Земли). Началась новая эра-освоения космического про- странства. Задолго до этого полета я позвонил Мстиславу Всево- лодовичу Келдышу, он тогда был научным руководителем НИИ-1, и попросил разрешения приехать к нему и показать наши разработки. Получив согласие, мы с Геннадием Дер- мичевым захватили чертежи и тактическую модель пред- полагаемого нами космического многоразового аппарата, возвращающегося из космического полета с использовани- ем аэродинамики, - не баллистический спуск, а планирую- щий, с посадкой на заданную ВВП. Приехав в Лихоборы к Мстиславу Всеволодовичу, мы разложили прямо на полу его маленького кабинета черте- жи и поставили модель предполагаемого аппарата. Просто интересно вспомнить те времена, когда мы втроем ползали по полу кабинета и фантазировали. Келдыш одобрил наши идеи, вложенные в проект, и мы договорились, что будем продолжать работать. Интересно отметить, что в те годы мы правильно под- ходили к решению проблемы многоразового летательного космического аппарата; его контуры, общий вид, практи- чески совпадают с американским «Шаттлом» и советским «Бураном». Разница только в размерах. Наш аппарат был одноместный. Планер имел острые кромки, что, конечно, по-современному является ошибкой, но таков был уровень наших знаний. Не все сразу бывает известно». Наилучшая схема любой машины должна быть одна, на то она и наилучшая. Но то, что все эти проекты создавались в авиационном ОКБ и на десятилетия раньше, чем в США, делает честь их авторам. Подтверждение тому - стартовав- ший «Буран», который был все-таки задуман в авиацион- ном ОКБ, и не без Мясищева. КЭМисоб- РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ОАО «НПП «КВАНТ» Химические источники тока. Разработка и изготовление серебряно-цинкового источника тока Идею превращения серебряно-цинкового элемента в аккумулятор впервые высказал в 1898 г. Юнгнер, изобрета- тель никель-кадмиевого аккумулятора. Благодаря высокому разрядному напряжению, большой энергоемкости активных масс, а также достаточно хорошей электропроводности ак- тивной массы положительного электрода, возрастающей в процессе разряда, этот элемент мог обладать удельными характеристиками, в 4-5 раз большими, чем кислотные или щелочные аккумуляторы, а рост электропроводности позво- лял проводить разряды этого источника тока очень интен- сивными режимами. Однако реализовать ее удалось лишь в 1943 г., когда в результате 20-летней работы французский профессор А.Андре получил первые образцы серебряно-цин- ковых аккумуляторов, которые имели растворимые цинковые электроды и были весьма несовершенны. Однако уже в годы Второй мировой войны во Франции было выпущено 25000 таких аккумуляторов. Первые серебряно-цинковые аккумуля- торы имели небольшой срок службы и наработку несколько зарядно-разрядных циклов. Широкое применение СЦА стало возможным после уплотнения пакета электродов, те. умень- шения межэлектродного зазора. Цинковый электрод хорошо сохранял форму, активная масса не оползала вниз. В 1950-е гг. во Всесоюзном научно-исследовательском институте источников тока были развернуты широкомас- штабные работы по созданию источников тока, предназна- ченных для использования в составе специальной техники. Одной из первых работ в этом направлении стало создание комплексного источника энергии для баллистической раке- ты, осуществленное под руководством к.х.н. Л.Ф.Пеньковой и начальника лаборатории высоковольтных батарей М.В.Сакиной. В последующие годы создаваемые в институ- те источники энергии использовались в составе практически всех видов ракетной и специальной техники. В начале 1950-х гг. в институте была завершена раз- работка наиболее энергоемких и стабильных по ЭДС и ра- бочему напряжению серебряно-цинковых источников тока, представлявших наибольший интерес для самых различных отраслей науки и техники. Наиболее успешные результаты были получены при разработке ампульных серебряно- цинковых элементов и батарей резервного типа, у которых электролит хранится отдельно в стеклянном сосуде-ампуле и заливается в элементы в момент их использования. Соз- данные серебряно-цинковые батареи такого типа по своим удельным характеристикам в 3 раза превзошли лучшие об- разцы свинцовых батарей. 206
Глава 3 В работах по исследованию этой электрохимической системы активную роль сыграли д.т.н. В.С.Багоцкий и ака- демик А.Н.Фрумкин. Вскоре созданные на основе серебря- но-цинковой электрохимической системы источники тока аккумуляторного типа нашли широкое применение в специ- альной технике как первичные автономные источники энер- гии, питающие непосредственно электротехнические систе- мы, так и вторичные, перезаряжаемые. Серебряно-цинковая электрохимическая система со щелочным электролитом стала наиболее энергоемкой из промышленно освоенных на тот период времени систем, обеспечивающих стабильное напряжение при разряде. В дальнейшем это стало основным фактором для их широкого применения в различных обла- стях науки и для специальной техники, в качестве резервных источников тока и аккумуляторов этого типа в различных электротехнических схемах, требующих минимальных масс и объемов. Проведенные в 1950-е гг. всесторонние исследования серебряно-цинковой электрохимической системы позво- лили создать в дальнейшем целый ряд источников тока, имеющих емкость от нескольких единиц до десятков тысяч ампер-часов, обладающих высокими удельными электриче- скими характеристиками, увеличенным в 2-3 раза сроком службы, расходующих на треть меньшее количество доро- гостоящих материалов. Особое место занимают работы над созданием знаменитой королевской «семерки» - ракеты Р-7. Серебряно-цинковые аккумуляторные батареи, из- готовленные ВНИИ!, применяется для энергообеспечения ступеней это ракеты. 4 октября 1957 г. был произведен успешный запуск первого в мире искусственного спутника Земли. ВНИИТ стал одним из первых предприятий, продукция которых оказалась в космосе. Запущенный в этот день первый ис- кусственный спутник Земли был оснащен разработанным на предприятии блоком электропитания, состоявшим из трех батарей на основе серебряно-цинковых элементов. Авто- номная система энергопитания спутника была разработана под руководством Николая Степановича Лидоренко. Второй советский спутник был запущен с собакой Лай- кой на борту. Системы, созданные во ВНИИТ, обеспечивали жизнедеятельность на спутнике во время орбитального по- лета. Системы энергообеспечения, разработанные на пред- приятии под руководством Н.С.Лидоренко, находились и на космическом корабле «Восток», на котором 12 апреля 1961 г. был совершен первый полет человека в космос. В 1980-е гг. при реализации программ полета спускае- мых аппаратов «Венера» и «Союз» возникло дополнитель- ное, весьма жесткое требование, связанное с устойчивостью буферных батарей при любой ориентации к удару до 100 ед. Решение этой задачи привело к существенному пересмотру всей конструкции буферных батарей и введению в нее демп- фирующих элементов. В дальнейшем на космических кораблях «Восток», «Восход», первых кораблях «Союз», космических аппара- тах «Луна» и «Зонд» использовалась автономная системы энергопитания, спроектированная и созданная во ВНИИТ, далее ФГУП НЛП «Квант». Для обеспечения питания КА типа «Союз» и серии «Космос» были созданы герметич- ные, оснащенные специальными клапанами блоки питания, способные функционировать в открытом космосе. В свою очередь, условия эксплуатации аппаратов типа «Марс» определили необходимость внесения в конструкцию бата- реи специальных газопоглощающих устройств, предотвра- щающих выделение водорода в окружающее пространство отсека. Параллельно на предприятии не прекращались работы по дальнейшему совершенствованию серебряно-цинко- вых аккумуляторов, в т.ч. одноразового использования. При этом постоянно повышались их удельные характери- стики и доводился до максимально возможного срок их службы и сохранности. Из всех известных технологий изготовления цинкового электрода ни одна не годилась для использования в данной работе, поскольку плотность разрядного тока составляла 140 мА/см2, а температура электролита - от -5 до +50 °C. В результате пришлось разрабатывать цинковый электрод, который представлял собой (после проведенного комплекса исследований и испытаний) мелкозернистую губку, осаж- денную на сетчатую основу из щелочных цинкатных элек- тролитов. Губка подпрессовывалась, амальгамировалась в уксуснокислой ртути. Электрод состоял из трех карточек, между которыми для лучшей смачиваемости был проложен электролитоноситель. Проведение этих работ позволило избавиться от пасси- вации цинкового электрода при больших токовых нагрузках и отрицательной температуре электролита. Был удачно ре- шен и вопрос конструкции узла ампулы и диафрагмы, отделяющей электролит от электродного пакета. В ка- честве материала ампулы для щелочного электролита был поэтапно рассмотрен ряд материалов от латекса до полиэтилена, последний вариант был изготовлен из нержавеющей стали. Разра- ботанная из полиамида Т-20 диафрагма обеспечивала целостность от воздействия ударных механических на- грузок за счет эластичности и одновременно полное разру- шение при подрыве электро- воспламенителей, вмонти- рованных в тело диафрагмы. Эта работа вошла в число наиболее значительных до- стижений ученых и конструк- торов института. Н.С.Лидоренко (1916-2009 гг.) Герой Социалистического Труда. С1950г. -директор ВНИИТ, с 1977 г.- генеральный директор НПО «Квант» - директор ВНИИТ (ОАО «НПП «Квант»), Д.т.н., профессор. Член-корр. АН СССР. Лауреат Ленинской и Государственной премий СССР. Заслуженный деятель науки и техники РФ 207
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Серебряно-цинковая силовая аккумуляторная батарея многоразового действия Конструкции одно- разовых и многоразовых батарей и технологии их из- готовления оказались чрез- вычайно удачными, что по- зволило продолжать выпуск в течение нескольких деся- тилетий. Многие эксплуати- руются по настоящее время. Институтом была проведена большая работа по оказа- нию технической помощи в освоении этих изделий за- водами отрасли, а также по осуществлению техническо- го контроля эксплуатации батарей непосредственно на объектах Заказчика. Сотрудниками ВНИИ! было создано множество различных источников тока и преобразователей тепло- вой, солнечной энергий в электрическую, в том числе электрохимические генераторы и молекулярные конденса- торы. Целый ряд типоразмеров никель-цинковых аккумуля- торов и батарей был создан для ВВС, ВМФ, поездов на маг- нитной подвеске, электромобилей и других потребителей. Термоэлектрические преобразователи нашли широкое применение в различных областях, в т.ч. в производстве кон- диционеров для тепловозов, электровозов и поездов метро- политена. Мощные электрохимические генераторы устанав- ливались на подводные лодки и успешно эксплуатировались. ВНИИ! был создан для разработки новых источников тока, оснастки, приспособлений, создания опытных образ- цов изделий и передачи комплекта конструкторской и тех- нологической документации серийным заводам. «Квант» возглавлял созданные в конце прошлого века объединения предприятий СССР, а после распада - межгосударственное объединение, МГО. В настоящее время серебряно-цинковые аккумулятор- ные батареи многоразового действия, изготовленные на ОАО «НПП «Квант», применяется для энергообеспечения транспортных пилотируемых кораблей «Союз ТМА» и транспортных грузовых кораблей «Прогресс М», а также ракет-носителей «Союз-У» и «Союз-2». Разработка и изготовление солнечных батарей для космических аппаратов Николай Степанович Лидоренко - сподвижник Сергея Павловича Королева, член совета главных конструкторов «ко- ролевского» призыва - пришел к пониманию возможности использования бесконечного источника питания - солнечно- го света. Солнечная энергия преобразовывалась в электри- ческую с помощью фотоэлементов на основе кремниевых полупроводников. В то время был завершен цикл фундамен- тальных работ по физике и были открыты фотоэлементы (фотопреобразователи), работающие по принципу преобра- зования падающего солнечного фотонного излучения. Именно этот источник - солнечные батареи - был ос- новным и практически бесконечным источником энергии для третьего советского искусственного спутника Земли - автоматической орбитальной научной лаборатории, весив- шей около полутора тонн. Первая солнечная батарея зарабо- тала на орбите 15 мая 1958 г. С июля 1958 г. начался серийный выпуск кремниевых фотопреобразователей. Глубина залегания п+-р-перехода составляла 3,2-4,0 мкм, габаритный размер - 10 х 10, 10 х 15 и 10 х 20, толщина - 0,5-0,75 мм. Через полгода вы- пуск серийных фотопреобразователей составлял 2,5-3,0 м2 солнечных батарей в месяц. Средний КПД фотопреобразо- вателей составлял около 8 %, средняя удельная мощность солнечных батарей - 55-60 Вт/м2 при облучении внеатмос- ферным солнцем в режиме AM0 и температуре 25 °C. Когда космический аппарат освещается Солнцем, вы- рабатываемая солнечной батареей электроэнергия питает системы аппарата, а избыток энергии запасается в аккуму- ляторной батарее. Когда космический аппарат находится в тени от Земли, аппаратом используется электроэнергия, запасенная в аккумуляторной батарее. В конце 1950-х гг. физик Ж.Алферов провел серию исследований по изучению свойств гетероструктурных полупроводников - рукотворных кристаллов, созданных методом послойного напыления различных компонентов в один атомный слой. Развитие идеи Алферова получили в экспериментах, выполненных коллективом ученых под ру- ководством Н.С.Лидоренко. Создание учеными института теории кинетики но- сителей тока и фотовольтаического эффекта в неодно- Изготовление солнечных батарей в 1960-е гг. 208
Глава 3 Применение солнечных батарей на луноходе родных полупроводниках явилось значительным шагом в решении проблемы теоретического описания реальных фотопреобразователей, позволившим с высокой точностью определить влияние процессов легирования, исследовать энергетические потери, связанные с несовершенством кри- сталлической структуры и с физико-химическими свой- ствами поверхности полупроводников, объяснить реальный КПД и определить путь достижения предельных теоретиче- ских КПД, позволившие получить фотопреобразователи с зависимостью фототока от уровня освещенности, близкой к линейной. Одним из важных параметров разработанных фотоэлектрических приборов является их высокая стабиль- ность при длительном хранении и достаточно слабая зави- симость их параметров от температуры. С применением разработанных фотопреобразователей были созданы датчики солнечной ориентации ДНС-1,2; ДНС-М; СДК; ДКО; АКПС и др., выполняющие контрольные и командные функции на объектах космического назначе- ния. Многолетняя эксплуатация таких датчиков в натурных условиях показала их абсолютную надежность и полное со- ответствие техническим требованиям. Особую роль в выполнении этих работ сыграли д.т.н. А.П.Ландсман, д.т.н. М.Б.Каган, к.т.н. ВАУнишков, д.т.н. Васильев, ГС.Далецкий, Н.Н.Гибадуллин, ААКолосков, к.т.н. В.М.Кузнецов, к.т.н. В.А.Летин, к.т.н. А.И.Козлов, А.К. Зайцева, д.т.н. Д.С.Стребков, д.т.н. В.М.Евдокимов, к.т.н. А.Я.Глиберман, д.т.н. М.М.Колтун, к.т.н. ТАНуллер, к.т.н. Т.М.Головнер, к.т.н. Р.Н.Тыквенко, к.т.н. Л.Б.Крейнин, В.Н. Чехович, В.Я.Ковал ьский, ГАОмельченко, Т.И. Сурьяни- нова, к.т.н. Г.М.Григорьева, к.т.н. В.П.Матвеев, В.Ф.Иванов, к.т.н. А.Ф.Милованов, к.т.н. Я.И.Чернов, ШДорохина, к.т.н. БАХолев, М.И.Гайдар, к.т.н. Г.П.Евтеев, А.А.Зверев, И.С. Оршанский, В.И.Шамолина, Н.И.Тюркин, Л.К.Бузанова, И.С. Гришин и др. Н.С.Лидоренко принял решение о немед- ленном внедрении в масштабный эксперимент и технику физико-химической теории фотовольтаического эффекта. На советском автоматическом космическом аппа- рате - луноходе - впервые в мире были установлены солнечные батареи, работающие на арсениде галлия и способные выдерживать высокие температуры свыше 140-150 °C. Батареи были установлены на откидной крышке лунохода. 209
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Современная солнечная батарея для космического аппарата Важнейшим этапом деятельно- сти Н.С.Лидоренко было создание систем энергообеспечения пило- тируемых орбитальных станций. В 1973 г. на орбиту была выведена первая из таких станций - станция «Салют» - с огромными крылья- ми солнечных батарей. Это было важным техническим достижением специалистов «Кванта». Солнечные батареи были составлены из панелей из арсенида галлия. Во время рабо- ты станции на освещенной Солнцем стороне Земли избыток электро- энергии переводился в электриче- ские аккумуляторы, и эта схема дава- ла практически неиссякаемое энер- госнабжение космического корабля. Успешная и эффективная ра- бота солнечных батарей и основан- 17 ноября 1970 г. в 07 ч 20 мин по московскому време- ни КА «Луноход-1» коснулся поверхности Луны. Из Цен- тра управления полетом поступила команда на включение солнечных батарей. Долгое время от солнечных батарей не было отклика, но затем сигнал прошел, и солнечные бата- реи прекрасно показали себя за все время работы аппара- та. За первый день луноход прошел 197 м, за второй - уже полтора километра. Через 4 месяца, 12 апреля, возникли трудности: луноход попал в кратер... В конце концов было принято рискованное решение - закрыть крышку с сол- нечной батареей и пробиваться вслепую назад. Но риск оправдался. ных на их использовании систем энергообеспечения на станциях «Салют», «Мир», МКС и других космических аппаратах подтвердила правильность стратегии развития космической энергетики, предложенной Н.С.Лидоренко. Коллективом ОАО НПП «Квант» собраны и работают на орбите панели солнечных батарей с площа- дью до 80 м2 на одном космическом аппарате. В настоящее время для повышения эффективности фотоэлектрических преобразователей для решения задач космической энер- гетики используются фотоэлектрические преобразователи с использованием наноструктурных элементов на основе арсенида галлия (технология АЗВ5), которые позволяют значительно увеличить КПД систем энергообеспечения кос- мических аппаратов.
ГЛАВА 4 РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В 1970-е гг. КА «ЗЕНИТ», «ЯНТАРЬ- СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ СВЯЗИ «КОРУНД», «РУЧЕЙ»: КА «МОЛНИЯ-1 К», «МОЛНИЯ-2», «МОЛНИЯ-3» СИСТЕМЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ: «МОЛНИЯ-1С», «РАДУГА» КС НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ТЕЛЕВЕЩАНИЯ «ЭКРАН» КА «ГОРИЗОНТ» СИСТЕМЫ «ПАРУС» НА ОСНОВЕ КА «ЦИКЛОН-Б», СИСТЕМА «ЦИКАДА» СИСТЕМА ПКО «ИС-М» СИСТЕМА «ОКО» КА «УС АМ», «ПЛАЗМА-А», «КОБАЛЬТ» ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ КА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕНЕРЫ. КА «ВЕНЕРА-9» - «ВЕНЕРА-16» ВТОРОЕ ПС КОЛЕНКЕ КА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАРСА: КА «МАРС-2» - «МАРС-7» ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ КА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАРСА: КА «МАРС-96» КА «МЕТЕОР-2», «МЕТЕОР-3» КА ЭЛГКП )» ПРОЕКТЫ ОРБИТАЛЬНЫХ СТАНЦИЙ «АЛМАЗ-К», «АЛМАЗ-Н» АВТОМАТИЧЕСКИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ АУОС, ЮСТИРОВОЧНЫЕ И КАЛИБРОВОЧНЫЕ КА КБ «ЮЖНОЕ». КА ДС-П1, «ТАЙФУН», «КОЛЬЦО», «ДУГА-К»
История развития отечественных автоматических космических аппаратов обозревающей земную поверхность через иллюминатор, а также опре- делению с минимально возможной погрешностью скорости движения и высоты (дальности) спутника в мо- мент фотографирования. Эти данные необходимы для компенсации сдвига движущегося изображения в фокаль- ной плоскости и исключения «смаза» изображения на фотопленке. В 1958 - начале 1959 гг. уровень проработок был настолько высок, что практическая реализация спутника для наблюдения Земли не вызывала сомнений. Предложения ОКБ-1, со- АЛ.Кирилин, ТЛ.Ахметов, 0Л1.Аншакх£, А. Ъ. Сторож АО «РКЦ «Прогресс» КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В ИНТЕРЕСАХ КОНТРОЛЯ ЗА СОБЛЮДЕНИЕМ ДОГОВОРОВ ПО ОГРАНИЧЕНИЮ ВООРУЖЕНИЙ От «Зенита» к «Янтарю» 12 апреля 1957 г., за полгода до запуска первого ис- кусственного спутника Земли, главный конструктор ОКБ-1 С.П.Королев подписал и направил на согласование прези- денту Академии наук СССР М.В.Келдышу письмо в Совет Министров СССР с предложением о возможности создания ориентированного спутника Земли с целью фотографиро- вания земной поверхности. В письме, в частности, говори- лось: «Работы, проведенные по ракетам, обеспечивающим возможность запуска искусственных спутников Земли, а также исследования в ряде других организаций показали, что в настоящее время имеется возможность приступить к разработке специализированного варианта ориентирован- ного искусственного спутника Земли...». В ОКБ-1, ГОИ им. С.И.Вавилова, ЦКБ КМЗ и многих других организациях различных отраслей промышленности под руководством С.П.Королева разворачиваются полно- масштабные проектные изыскания и эскизное проектиро- вание первого спутника наблюдения земной поверхности, фотографической аппаратуры для него и бортовых систем, обеспечивающих функционирование спутника на всех эта- пах его полета на орбите, спуска с орбиты и приземления. Особое внимание уделялось созданию «комфортно- го» температурного режима для фотоаппаратуры, раз- мещаемой внутри герметичного спускаемого аппарата и пасованные со всеми участниками проекта, были приняты и в мае 1959 г. оформлены специальным постанов- лением Правительства СССР. Спутник для фотографирова- ния Земли получил наименование «Зенит-2». Конструктивно КА «Зенит-2» состоял из спускаемого аппарата сферической формы, в котором устанавливалась фотоаппаратура с запасом пленки, и приборно-агрегатно- го отсека, где размещались бортовой комплекс управления и бортовые системы, обеспечивающие функционирование спутника и фотоаппаратуры. Срок активного существования первого в нашей стране космического аппарата фотографиче- ского типа «Зенит-2» на орбите был невелик - всего четверо суток, но по тому времени это было большим достижением Главными ограничителями срока активного существования были невосполняемые в процессе полета запас электроэнер- гии химических источников тока, расходуемый запас сжатого газа исполнительных органов системы ориентации и стабили- зации космического аппарата, а также запас фотографиче- ской пленки. По завершении срока активного существования включалась тормозная двигательная установка, спускаемый аппарат отделялся от приборно-агрегатного отсека, входил в плотные слои атмосферы. На высоте примерно 10 км вводи- лась в действие парашютная система, и спускаемый аппарат приземлялся. На месте посадки поисково-эвакуационная ко- манда вскрывала спускаемый аппарат, извлекала кассету с экспонированной фото- пленкой и спецрейсом са- молета доставляла пленку потребителю. ЦКБ «Красногорский за- вод» для КА «Зенит-2» была создана фотографическая аппаратура «Фтор-2» в со- ставе трех длиннофокусных аппаратов СА-20, скомпо- нованных в спускаемом аппарате «веером» для обе- спечения большого суммар- А.Н.Кирилин Генеральный директор АО «РКЦ «Прогресс» Д.т.н„ профессор 212
Глава 4 ного захвата на местности и топогра- фического аппарата СА-34. По своим тактико-техническим характеристикам Ьченда w с учетом большой дальности (высоты орбиты) съемки такая аппаратура отно- силась к т.н. обзорному типу. Первый успешный запуск КА «Зе- нит-2» с аппаратурой «Фтор-2» был осуществлен 26 апреля 1962 г. Вы- веденный на орбиту спутник получил открытое наименование «Космос-4». Этот спутник был изготовлен на опыт- ном заводе ОКБ-1. Полученная ин- формация была пригодна для решения важных стратегических задач и таила в себе потенциальные возможности в части решения широкого круга народно- хозяйственных задач для обеспечения социально-экономического развития страны. В1961 г. было принято решение о серийном изготовлении космических аппаратов «Зенит-2» на заводе «Прогресс», а конструкторское обеспечение серийного производства пору- чалось отделу № 25 ОКБ-1, расположенному в г. Куйбышеве и в дальнейшем преобразованному в филиал № 3 ОКБ-1. Это стало возможным не случайно, т.к. уже в процессе работ по этому КА куйбышевские специалисты филиала № 3 ОКБ-1 и завода «Прогресс» по поручению головного КБ успешно выполнили ряд сложных разработок. Так, напри- мер, опыт приземления первых космонавтов вне космиче- ского корабля показал, что с этой жизненно важной опе- рацией связаны определенные сложности и риск. Поэтому уже в 1962 г. начались поиски решения по более надежному выполнению этой операции. Г.И.Северин, в то время на- чальник лаборатории парашютно-десантных средств ЛИИ им. М.М.Громова, а в будущем академик РАН, предложил С.П.Королеву свою идею об использовании на последних секундах до встречи с Землей твердотопливных тормозных двигателей для «гашения» скорости приземления. При этом перегрузки во время приземления должны были гаситься до уровня требуемых, что позволило бы осуществлять посадку космонавтов в «родном» кресле спускаемого аппарата. Идея в виде эскизов была передана для реализации в филиал № 3 ОКБ-1 ДИ.Козлову, который поручил ее ин- женерное решение группам ААХарченко и И.И.Теплова. Блок коммутации был быстро разработан и штатно прошел все испытания. А вот датчик измерения высоты проявил «коварство» и первоначально не обеспечивал выполнения ряда возложенных на него требований. Это и соизмеримые скорости раскрытия штыря измерения высоты и отстрели- ваемой защитной крышки, и углы встречи с различными типами грунтов, и боковые скорости сноса СА, и многое другое, что потребовало большого объема эксперименталь- ной отработки. Технически сложная программа испытаний проводилась в цехе завода «Прогресс», а съемки в про- цессе экспериментов обеспечивала специальная бригада КА «Зенит-2». Период эксплуатации -1961-1970 г. Всего запущено 82 космических аппарата скоростной фотосъемки, направленная в г. Куйбышев лично С.П.Королевым. Одновременно была разработана обширная програм- ма летных испытаний на макете, которые в начальной ста- дии проходили в ЛИИ им. М.М.Громова при поддержке НИИ ПДС. По завершении первой очереди испытания пере- местились в Крым на мыс Чауда и были продолжены на ма- кете спускаемого аппарата КА «Восход» со штатной систе- мой приземления и штатной комплектацией, разработанной куйбышевскими специалистами системы. Реализация основной части программы летных испы- таний в Крыму была поручена одному из лучших экипажей страны под командованием легендарного советского аса, дважды Героя Советского Союза Султана Амет-Хана. Это показывает, насколько значимой была на тот момент за- дача создания системы, которую разрабатывал филиал № 3 ОКБ-1. Все трудности и этапы испытаний удалось благо- получно преодолеть, и вновь созданная система получила право на штатную эксплуатацию под названием система «мягкой посадки». Ее установили на очередной КА типа «Зенит-2». «Мягкое» приземление этого КА открыло доро- гу для установки системы МП на пилотируемые КА. Впервые это было сделано на Байконуре на КА «Восход». Приземле- ние экипажа Леонова прошло успешно, и все последующие экипажи приземлялись «мягко» в спускаемом аппарате. На первых КА «Союз» также использовали модифици- рованную куйбышевскую систему МП. Ее применяли и ВДВ при десантировании тяжелой техники. В дальнейшем систе- ма МП была модернизирована под высотомер разработки академии имени А.Ф.Можайского и стала штатной для всех пилотируемых «Союзов». Завод «Прогресс» и отдел № 25 ОКБ-1 успешно справи- лись с поставленной задачей, и уже 27 сентября 1962 г. на орбиту был выведен первый серийный космический аппарат «Зенит-2», изготовленный в Куйбышеве, - спутник «Кос- мос-9». В марте 1964 г. космический аппарат «Зенит-2» по- сле успешных летных испытаний был принят в эксплуатацию. 213
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космический аппарат «Зенит-4» Глубокий анализ информации, полученной с помо- щью фотоаппаратуры «Фтор-2» космических аппаратов «Зенит-2», породил в пытливых умах специалистов мысль о целесообразности и возможности реализации четырех на- правлений создания космических аппаратов фотографиче- ского типа, а именно: - обзорного типа с максимально возможным захватом местности и с приемлемым уровнем разрешения; - детального и высокодетального типа с максимально возможным разрешением и приемлемой широтой захвата местности; - картографического типа с получением стереоснимков с высокими измерительными свойствами и высокоточным определением элементов внешнего ориентирования косми- ческого аппарата в момент съемки; - для решения социально-экономических задач с полу- чением многозональных и спектрозональных снимков раз- личного уровня разрешения. Конструктивно-аппаратурная база КА «Зенит» была потенциально пригодна для создания всех типов указанных выше космических аппаратов. В начале 1960-х г. в ОКБ-1 уже с участием куйбышевских специалистов филиала № 3 ОКБ-1, ГОИ им. С.И.Вавилова и в ЦКБ КМЗ развернулись работы по созданию спутника детального наблюдения «Зе- нит-4». Главный конструктор филиала Д.И.Козлов придал этим работам особое значение и направил группу специ- алистов (А.М.Солдатенков, Ю.В.Яременко, Г.А.Бенецкий, А.Е.Казакова и др.) в ОКБ-1 для непосредственного уча- стия в разработке эскизного проекта нового космического аппарата. Космический аппарат «Зенит-4», в отличие от про- тотипа «Зенит-2», имел более длительный срок активного существования, на нем был внедрен программный разворот по крену на угол +30 ° для повышения оперативности на- блюдения, повышена точность стабилизации космического аппарата для уменьшения «смаза» изображения, а также ряд других конструктивных и схемных мероприятий в обе- спечение общих ТТХ и благоприятных условий для съемки длиннофокусной фотографической аппаратурой. Изготов- ление опытных, а в дальнейшем и серийных образцов КА «Зенит-4» велось на заводе «Прогресс». Для КА «Зенит-4» в ЦКБ КМЗ была разработана уни- кальная, принципиально новая фотоаппаратура «Фтор-4». Достаточно сказать, что фокусное расстояние объектива ап- парата «Фтор-4» было в три раза больше, чем на аппарате СА-20, и достигало трех метров. 16 ноября 1963 г. состоялся первый запуск космиче- ского аппарата «Зенит-4», он был успешным, подтвердил правильность решений как по космическому аппарату, так и по фотоаппаратуре. В1964 г. (начиная с КА № 14) серийное производство и работы по созданию автоматических низко- орбитальных средств ДЗЗ по указанию С.П.Королева были переданы в филиал № 3 ОКБ-1 (г. Куйбышев), возглавляе- мый Д.И.Козловым, и на куйбышевский завод «Прогресс». В 1974 г. на базе филиала было создано самостоятельное предприятие - Центральное специализированное конструк- торское бюро. Всего в рамках летных испытаний и штатной эксплуата- ции было проведено 76 успешных запусков КА «Зенит-2» и 179 успешных запусков «Зенит-4». Космический аппарат «Зенит-4М» Аналогичные работы проводились в США. Там в начале 1960-х гг. стали использоваться спутники серии Corona (по КН-6 включительно) в двухкапсульном варианте. Это позво- ляло доставлять отснятую фотопленку с большей оператив- ностью, не дожидаясь свода с орбиты всего аппарата. 12 июля 1963 г. Соединенные Штаты запустили на раке- те-носителе Atlas-Agena D-1 новый аппарат оптической раз- ведки КН-7 (получивший у западных аналитиков условное название Gambit). Этот спутник тоже имел две капсулы для спуска фотопленки на Землю. Нужно было чем-то отвечать на западные разработки. Рассматривались два пути дальнейшего развития отече- ственных спутников фотонаблюдения. Первое направление - модернизировать уже летающую базу КА «Зенит-2» и «Зенит-4», прежде всего совершенствуя целевую аппа- ратуру. Второе - создавать принципиально новый косми- ческий аппарат с новыми возможностями. В филиале № 3 начались работы и по тому, и по другому направлению. В 1964 г. начались проектные работы по модернизации спутников типа «Зенит». Были предложены два новых типа космических аппаратов. Для ведения обзорного наблюдения была осуществлена модернизация «Зенита-2», получившая после принятия в серийную эксплуатацию в 1970 г. обозна- чение «Зенит-2М». В составе этого КА была произведена замена специальной фотоаппаратуры «Фтор-2» на более совершенную систему «Фтор-2РЗ». Аппарат детального наблюдения «Зенит-4М» (принят в эксплуатацию в 1970 г.) с аппаратурой «Фтор-6» должен был заменить спутники «Зенит-4» с их системой «Фтор- 4». На обоих аппаратах были установлены корректирующие двигательные установки на жидких компонентах топлива. На базе КА «Зенит-2» и «Зенит-4» ЦСКБ и ЦКБ «Крас- ногорский завод» разработано семь типов КА обзорного и детального фотонаблюдения. ЦКБ «Красногорский за- вод» проводило для каждого типа космического аппарата новую разработку или глубокую модернизацию прототипа фотосистемы, что способствовало повышению информа- тивности получаемых из космоса снимков. В результате разрешение КА обзорного типа повышено в 3-4 раза по сравнению с прототипом «Зенит-2», разре- шение космических аппаратов детального типа повышено в 2,5 раза по сравнению с прототипом «Зенит-4». Срок су- ществования на орбите увеличен в 7 раз, при этом реализо- ван режим экономичного полета с минимальным расходом 214
Глава 4 невосполняемых запасов рабочего тела и электроэнергии в периоды, неблагоприятные для наблюдения или не тре- бующие наблюдения по стратегическим соображениям. Повышена общая надежность и живучесть космических ап- паратов. В период эксплуатации КА семейства «Зенит» их запуски были переведены на надежный унифицированный носитель 11А511 У, применяемый также для запуска пилоти- руемых и грузовых космических кораблей. Космический аппарат «Зенит-4МТ» Следующим шагом совместных работ ЦСКБ с коопераци- ей и ЦКБ «Красногорский завод» было создание КА карто- графического типа «Зенит-4МТ» и комплекса специальной фотографической и измерительной аппаратуры для него. Для создания различных типов картографической (то- пографической) продукции с использованием информации из космоса необходимо наличие: - стереоскопической пары снимков достаточно высокого разрешения одного и того же участка местности с высоким уровнем ортоскопичности и высокими измерительными свойствами внутри снимка; - высокоточной информации о пространственном и угловом положении спутника (линии визирования съемоч- ной аппаратуры) в момент фотографирования. КА картографического типа относятся к долгоживущим, т.к. одним и тем же типом космического аппарата для соз- дания карт местности заданного масштаба необходимо осу- ществить неоднократные съемки территорий земного шара. Для справки следует заметить, что, по данным ООН, боль- шая часть стран Африки, Азии и Южной Америки в 1960- 1970-е гг. вообще не имели крупномасштабных топографи- ческих карт своих территорий. Не было также достоверных крупномасштабных карт на значительные территории Сиби- ри, Дальнего Востока и Средней Азии нашей страны. В Красногорске была создана фотоаппа- ратура для стереоскопической съемки мест- ности «Жемчуг-5», сопряженная с лазерным дальномером разработки РНИИ КП. Кроме фотоаппаратуры и лазерного дальномера, для высококачественной привязки снимка к географическим координатам местности на КА устанавливались звездные фотоаппараты и допплеровская аппаратура. 27 декабря 1971 г. первый картографиче- ский КА «Зенит-4МТ» был успешно выведен на орбиту. Потребители информации с КА полу- чили в свое распоряжение уникальную инфор- мацию, позволившую создать вновь и обновить имеющиеся топографические карты крупного масштаба громадных отечественных террито- рий и территорий многих зарубежных стран. Помимо перечисленного выше, ЦСКБ со- вместно с кооперацией на конструктивно-ап- паратурной базе «Зенит» создали пять типов космических аппаратов для дистанционного зондирования Земли в ин- тересах исследования природных ресурсов, общего и тема- тического картографирования, использования информации для геологической разведки, контроля и развития лесного, водного, сельского хозяйства и многих других отраслей хозяйственной деятельности. Особенностью фотографи- ческой аппаратуры для решения народно-хозяйственных задач является получение не только панхроматической, но и многозональной и спектрозональной информации с ми- нимальной погрешностью определения спектральной ярко- сти природных образований и искусственных сооружений. Задача получения такой информации ЦКБ «Красногорский завод» была решена. Модернизация уже эксплуатирующейся конструктивно- аппаратурной базы КА типа «Зенит» в целом оказалась, по меркам того времени, достаточно перспективной и универ- сальной, что позволило ЦСКБ создать довольно большую и успешную серию КА этого типа для решения указанных выше задач наблюдения, народно-хозяйственных задач («Зенит-2» н/х, «Фрам», «Ресурс-Ф1», «Ресурс-Ф1М», «Ресурс-Ф2», «Ресурс-Облик»), КА для научных задач («Эфир», «Интеркосмос»), КА для научно-прикладных за- дач в области космической медицины, биологии и материа- ловедения (спутники семейства «Бион», «Фотон»), Постоянно растущие требования потребителей фотоин- формации в части увеличения детальности наблюдения на- земных объектов на первом этапе удовлетворялись увели- чением фокусного расстояния фотосистемы. Ограничения по объемам и габаритным размерам зоны полезного груза внутри спускаемого аппарата привели к созданию фото- аппаратов с изломом оптической оси для обеспечения их компактности. После исчерпания резервов, определяемых ограничениями со стороны ракет-носителей того времени, с целью достижения требуемой детальности наблюдения кон- структоры пошли по пути снижения высоты полета вплоть КА «Зенит-4МТ». Период эксплуатации -1971-1982 гг. Всего запущено 23 космических аппарата 215
История развития отечественных автоматических космических аппаратов до предельно допустимой. Эти решения привели к значи- тельным изменениям конструкции, компоновки, состава бортовых систем, схемы полета КА данного типа. Существенное влияние аэродинамического торможения потребовало уменьшения миделева сечения КА и привело к предпочтительному выбору горизонтальных конструк- тивно-компоновочных схем, когда продольная ось КА на- правлена по вектору скорости. Для компенсации потери орбитальной скорости вследствие аэродинамического торможения и поддержания заданных параметров орбиты в состав бортовых систем вводятся корректирующие двига- тельные установки многоразового запуска. Для снижения потребных запасов топлива в схеме полета предусматри- вались эллиптические орбиты, при этом фотографирова- ние проводилось при минимально возможной высоте по- лета на нисходящей части витка в районе перигея. С целью уменьшения возмущающих моментов от аэродинамических сил, нарушающих ориентацию и стабилизацию КА во время фотографирования, применялись специальные аэродина- мические компенсаторы. Для защиты конструкции от мо- лекулярного нагрева в передней (по направлению полета) части КА устанавливались тепловые щитки и высокопроиз- водительная система терморегулирования. Для обеспечения стабильности теплового режима оптических устройств объ- ективы потребовалось закрывать крышками-блендами, ко- торые раскрывались только в момент фотографирования. Но пришло время, когда стали превалировать объек- тивные факторы, ограничивающие дальнейшее развитие по этому направлению, а именно: - одноразовая доставка информации в спускаемом ап- парате в конце срока активного существования; - аналоговая система управления, ограничивающая возможности по адаптивному и оперативному управлению и, как следствие, приводящая к значительным непроизводи- тельным потерям ограниченного запаса фотопленки; - кадровый режим съемки; - невосполняемая в полете система электропитания на базе химических источников тока; - относительно малый срок активного существования и ряд других. Эти обстоятельства определяли необ- ходимость создания нового типа КА. Космический аппарат «Янтарь-2К» К концу 1964 г. в КБ «Южное» был разработан предэскизный проект унифи- цированного КА ДС-4 со спасаемой кап- сулой. В рамках проекта предполагалось создание КА оптического наблюдения двух типов: обзорного фотонаблюдения «Янтарь-1» и детального «Янтарь-2». Од- нако из-за невозможности существенного снижения веса оба «Янтаря» при тех требованиях, которые были им предъявлены, не могли «вписаться» в энергети- ческие возможности предлагаемых PH. В итоге работа по «Янтарям» (1 и 2) в КБ «Южное» была прекращена. В это же время в филиале № 3 ОКБ-1 велся поиск новой концепции спутника фотонаблюдения. Тема «Янтарь» вновь вернулась в Куйбышев. В конце 1967 г. в Куйбышевском фи- лиале был разработан аванпроект базовой модели спутника нового поколения «Янтарь-2К» для детального фотонаблю- дения. В аванпроекте были предложены новая оригинальная конструктивно-компоновочная схема построения КА и иде- ология его создания. Поиски резервов массы привели к объединению кон- струкции корпусной части фотокамеры и КА. В первую оче- редь это коснулось СА, поскольку вследствие относительно небольших сроков активного существования сохранились требования возврата оптических устройств на Землю с це- лью повторного использования. Типичным техническим ре- шением в этом плане стало использование конструкции кор- пуса СА. При этом объектив прикрепляется к донной части корпуса СА вытянутой конической формы, а кассетная часть с фотопленкой размещается внутри на силовой оболочке лобовой части СА. Коническая часть корпуса СА при этом играет роль корпуса фотоаппарата, вследствие чего может появиться значительный резерв массы и возможность уве- личить габаритные размеры фотоаппарата. Перед возвращением на Землю объектив втягивается внутрь СА и сохраняется вместе с фотопленкой. Подобное конструктивное решение позволяет решить задачу увеличе- ния разрешающей способности фотоустройств в условиях жестких ограничений на массу полезного груза. Значитель- ное увеличение фокусного расстояния системы позволяет поднять высоту орбиты и применить вертикальную кон- структивно-компоновочную схему КА. КА «Янтарь-2К» оснащался двумя возвращаемыми капсулами, которые представляли собой миниатюрные СА, доставляющие на Землю часть отснятой фотопленки. КА «Янтарь-2К». Период эксплуатации-1974-1983 гг. Всего запущено 30 космических аппаратов 216
Глава 4 Это позволяет более оперативно передавать информацию о динамике объектов наблюдения. Система энергопитания была построена на основе сол- нечных батарей, что позволило увеличить срок активного существования на орбите в несколько раз по сравнению с космическими аппаратами типа «Зенит». Запас топли- ва жидкостной корректирующе-тормозной двигательной установки намного превышал соответствующие запасы на «Зенитах» и также обеспечивал длительное существование космического аппарата на орбите. Принципиально новыми для КА ДЗЗ были решения, за- ложенные в разработку бортового комплекса управления специалистами филиала - разработчиками БКУ. В состав БКУ в качестве центрального управляющего органа, решающего задачи взаимосвязанного управления всех подсистем БКУ и целевой аппаратуры по критериям эффективности КА в целом введена бортовая цифровая вычислительная машина «Салют-ЗМ». Это был революционный шаг. Все отечествен- ные КА, в т.ч. пилотируемые, до этого времени не имели компьютерных систем управления. Их системы управления строились на основе электромеханических реле и разовых команд, передаваемых из Центра управления полетом. Впервые в отечественном космическом аппаратостро- ении БЦВМ с созданным специалистами филиала про- граммным обеспечением использовались не для решения одной, пусть даже сложной, задачи (например, навигации), а для обеспечения решения всех задач управления КА. Впервые была разработана и использована автоматиче- ская астрорадиотехническая система автономной навигации КА на основе двух астровизирных устройств, радиовертика- ли-высотомера и программного обеспечения разработки ЦСКБ, входившего в состав программно-математического обеспечения БЦВМ «Салют-ЗМ», включаемая при полете над акваторией Мирового океана. Еще одним из оригинальных решений в бортовом ком- плексе управления КА «Янтарь-2К» было использование панелей солнечных батарей СЭП для управления сбросом накопленного кинетического момента силового гироскопи- ческого комплекса и улучшения условий стабилизации КА. Все эти решения внесли заметный вклад в снижение веса КА Общий вид КА «Янтарь-2К» Спускаемая капсула после приземления Спускаемая капсула на месте приземления 217
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Спускаемый аппарат КА «Янтарь-2К» на месте приземления и позволили существенно расширить возможности и повы- сить автономность системы управления. 21 июля 1967 г. ЦК КПСС и Совет Министров СССР при- няли постановление № 715-240 о создании этого аппарата. Во исполнение этого постановления 24 июля 1967 г. министр общего машиностроения СААфанасьев подписал при- каз № 220 о начале в филиале № 1 Центрального конструк- торского бюро экспериментального машиностроения (так с 1966 г. стало называться ОКБ-1 при В.П.Мишине) плановых проектных работ по созданию КА «Янтарь-2К». 19 декабря того же года и Комиссия Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам приняла реше- ние о плане ведения работ по созданию спутника. Конструктивно КА «Янтарь-2К» состоял из трех отсе- ков: агрегатного отсека, приборного отсека и отсека специ- альной аппаратуры. ОСА был сделан возвращаемым для того, чтобы можно было вернуть на землю фотоаппаратуру «Жемчуг-4» и бортовую цифровую вычислительную маши- ну «Салют-ЗМ», которые были предназначены для много- кратного использования. На боковой поверхности ОСА диаметрально противоположно крепились две спускаемые капсулы для оперативного возврата на Землю фотопленки. Сверху ОСА крепилась бленда аппаратуры «Жемчуг-4». Перед посадкой оптическая система из бленды втягивалась внутрь ОСА. Все отсеки «Янтаря-2К» имели форму усе- ченного конуса с углом полураствора 12 °, что придавало спутнику некоторое внешнее сходство с американским кос- мическим кораблем «Джемини». Максимальный диаметр «Янтаря-2К» составлял 2,7 м, высота - 6,3 м. Масса аппа- рата - 6,6 т. Расчетная длительность полета «Янтаря-2К» составляла 30 сут. В 1968 г. в Куйбышеве начались ра- боты по новому элементу для советских КА фотонаблюдения - спускаемой кап- суле, предназначенной для периодиче- ской доставки в процессе полета КА на землю экспонированной фотопленки. В 1969 г. был окончательно решен и во- прос с ракетой-носителем для нового спутника. В этом году начались работы над проектом унифицированной раке- ты-носителя 11А511У. А в первом квартале 1970 г. было разработано и защищено дополне- ние к эскизному проекту на комплекс «Янтарь-2К». В материалах допол- нения для решения новых задач обо- сновывалась необходимость перехода от горизонтальной схемы аппарата к вертикальной. Тем самым окончательно было отдано предпочтение вертикальной схеме расположения фотографического комплекса «Жемчуг-4». В 1971 г. вы- пуск технической документации на из- готовление комплекса «Янтарь-2К» и экспериментальных установок для его отработки был пол- ностью завершен. Активно шла отработка агрегатов и систем комплекса «Янтарь-2К». На смежных предприятиях велись работы над БЦВМ «Салют-ЗМ», бортовой аппаратурой командно-про- граммно-траекторной радиолинии «Графит-Я», бортовым синхронизирующим устройством БСУ «Калина», системой телеконтроля БР-91Ц-1. В самом филиале № 3 была раз- работана принципиально новая система управления движе- нием «Кондор». К началу 1974 г. первый летный «Янтарь-2К» был собран на заводе «Прогресс» и отправлен на космодром Плесецк. Параллельно шли еще отработки отдельных систем агрегатов спутника. При этом они велись не только на Земле, но и в космосе. Для этого был создан целый ряд специальных экс- периментальных установок. Так, 18 октября 1972 г. и 22 марта 1973 г. с космодрома Плесецк были запущены космические аппараты «Зенит-2М». На них были установлены автономные спутники из серии «Наука» 16КС. Эти «автономные спутни- ки», как и практически все остальные контейнеры «Наука», совершали полет совместно с основными аппаратами и лишь после выполнения программы полета, примерно за сутки до схода с орбиты «Зенитов-2М», отстреливались от них. Авто- номные спутники 16КС предназначались для отработки не- которых специальных систем «Янтаря-2К». Подобные испытания прошли в космосе и элементы системы управления «Кондор». Чтобы проверить работу аппаратуры астровизирного устройства и радиовертикали- высотомера, был создан автономный спутник серии «Нау- ка» 17КС. Один такой аппарат был запущен 14 марта 1974 г. с космодрома Плесецк вместе с очередным «Зенитом-2М». 218
Глава 4 В 1974 г. начались летные ис- пытания спускаемой капсулы «Янтаря-2К». Капсулы выводились на орбиту также в составе спутников «Зенит-2М». Капсула с аппаратурой отделения устанавливалась впереди спускаемого аппарата «Зенит-2М» и отстреливалась во время полета спут- ника. Перемотка пленки в капсулу из основного аппарата, естественно, не производилась. Первые успешные испытания СК прошли во время по- лета спутника «Космос-629», стар- товавшего 24 января 1974 г., и уста- новили приоритет куйбышевских разработчиков и производственни- ков по созданию (впервые в СССР) средств циклической доставки фото- информации на Землю без прекра- щения полета базового КА. Два последних испытания СК успешно прошли во время полета «Космоса-692» (запущен 1 ноября 1974 г.) и «Кос- моса-769» (запущен 23 сентября 1975 г.). Еще до заверше- ния летной отработки спускаемых капсул начался этап лет- но-конструкторских испытаний самого КА «Янтарь-2К», но пока без СК. После длительной подготовки первый его за- пуск с космодрома Плесецк состоялся 23 мая 1974 г. Одна- ко из-за нерасчетного разделения второй и третьей ступеней ракеты-носителя 11А511У преждевременно сработали кон- такты отделения КА от ракеты-носителя. Космический аппа- рат «Янтарь-2К» № 1 не был выведен на расчетную орбиту. 13 декабря 1974 г. был выполнен запуск КА «Янтарь-2К» № 2 («Космос-697»). На этот раз испытания спутника прош- ли успешно. Программой полета не предусматривалось сразу достичь длительности полета 30 сут.: аппарат был еще не в полной комплектации. Через 12 дней после старта, 25 декабря 1974 г., спускаемый аппарат «Янтаря» успешно приземлился, вернув на Землю отснятую в полете фотопленку. ЛКИ продолжались, но уже в штатной комплектации. Были и неудачи, но уже запуск 26 апреля 1977 г. и полет КА «Янтарь-2К» № 6 («Космос-905») прошли полностью успешно. В ходе полета от спутника отделились две спускае- мые капсулы, которые доставили на Землю отснятую фото- пленку. Совершив полет расчетной длительности 30 сут., 26 мая спускаемый аппарат «Янтаря» совершил посадку в расчетном районе. По результатам работы «шестого» Государственная комиссия приняла решение об окончании летно-конструк- торских испытаний и проведении летных испытаний КА «Янтарь-2К» № 7 как зачетных. Эти зачетные испытания КА «Янтарь-2К» № 7 успешно прошли с 6 сентября по 6 октя- бря 1977 г. («Космос-949»), 1 ноября 1977 г. Государственной комиссией был под- писан отчет о завершении государственных зачетных испы- таний с рекомендацией о сдаче комплекса «Янтарь-2К» в Транспортировка спускаемого аппарата КА «Янтарь-2К» с места приземления штатную эксплуатацию. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 22 мая 1978 г. комплекс «Янтарь-2К» был принят в штатную эксплуатацию. В перечисленных ра- ботах активное участие принимали БААбрамов, В.П.Малин, Б.Н.Мелиоранский, В.М.Шахмистов и многие другие. Спутники «Янтарь-2К» запускались на ракетах-носите- лях 11А511У как с космодрома Плесецк (с 23 мая 1974 г.), так и с космодрома Байконур (с 20 января 1981 г.). Высо- та рабочей орбиты аппаратов: минимальная -170-180 км, максимальная - 330-360 км (случались, естественно, и отклонения, вызванные, скорее всего, неточностями вы- ведения или особыми требованиями к съемкам). Первые два пуска с Плесецка и еще один в 1977 г. выполнялись на наклонение 62,8 °, остальные - на 67,1-67,2 °. Пуски с космодрома Байконур выполнялись сначала на наклонение 64,9 °, однако последние байконурские пуски «Янтаря-2К» в 1981-1983 гг. выполнялись на наклонение 70,4 °. Длитель- ность полета «Янтарей-2К» составляла 30 суток. Спускаемые капсулы от «Янтаря-2К» отделялись, в основном, на девятые и восемнадцатые сутки полета аппарата. Последний из 30 за- пусков «Янтаря-2К» состоялся 28 июня 1983 г. Ранее в ЦСКБ был проведен комплекс работ по фор- мированию перспективной программы развития спутников оптического наблюдения на конструктивно-аппаратной базе «Янтарь-2К». Конструктивная база космического аппарата «Янтарь-2К» и его аппаратуры оказались настолько удачны- ми, что и до настоящего времени не утратили своей актуаль- ности. В мае 1977 г. Совет Главных конструкторов определил дальнейшие пути создания комплексов оптического на- блюдения с использованием конструктивно-аппаратной базы спутника «Янтарь-2К». 1 июля 1977 г. на совместном Научно-техническом совете Министерства общего маши- ностроения и других заинтересованных министерств были одобрены предложенные Советом Главных конструкторов порядок и этапность создания комплексов оптического 219
История развития отечественных автоматических космических аппаратов наблюдения. Во время создания КА «Янтарь-2К» творче- ские связи специалистов ЦСКБ и ЦКБ КМЗ стали особенно тесными и плодотворными. На начальном этапе эксплуатации космических аппаратов «Янтарь-2К» в оптической и фотохимической промышлен- ности произошел, можно сказать, революционный скачок. В ЦКБ КМЗ и ГОИ им. С.И.Вавилова удалось разработать объ- ективы, разрешающая способность которых более чем в два раза превышала аналогичный параметр прототипа при тех же массогабаритных характеристиках, а в ГосНИИФотопроекте была создана высокочувствительная фотопленка с высоким уровнем разрешения. Это позволило провести кардинальную модернизацию КА «Янтарь-2К», достичь уникальных тактико- технических характеристик комплекса в целом. Первым из предлагавшихся для реализации комплек- сов был «Янтарь-4К1». Он должен был отличаться от «Янтаря-2К» большей продолжительностью полета: 45 сут. вместо прежних 30. Также на «Янтарь-4К1» устанавливался более совершенный фотографический комплекс. КА «Янтарь-4К1» внешне был почти точной копией «Янтаря-2К». Различия заключались лишь в некоторых слу- жебных и специальных системах. На спутнике стояли также две спускаемые капсулы. Так как масса и геометрические параметры КА «Янтарь-4К1» практически не отличались от КА «Янтарь-2К», было решено использовать для запусков «Янтаря-4К1» ту же ракету-носитель 11А511У. Первый запуск КА «Янтарь-4К1»(№ 1) состоялся с космо- дрома Плесецк 27 апреля 1979 г. Как и в случае «Янтаря-2К», аппарат был выведен на орбиту с наклонением 62,8 °. Вы- соты орбиты были типично «янтарными»: максимальная - 336 км, минимальная -174 км. Тридцатисуточный полет про- шел успешно, и 27 мая СА совершил штатную посадку. Следующий КА (№ 2) совершил полет расчетной про- должительности с 29 апреля по 12 июня 1980 г. Этот полет также прошел успешно. В связи с этим было решено сле- дующий пуск КА (№ 3) считать зачетным. Это был первый запуск «Янтаря-4К1»с космодрома Байконур. Полет спут- ника с 30 октября по 12 декабря 1980 г. также прошел без замечаний. Госкомиссия по летно-конструкторским испыта- ниям порекомендовала принять КА в штатную эксплуатацию. В следующем, 1981-м, году вышел соответствующий приказ. Эксплуатационные полеты начались с 1982 г. Все запу- ски 12 изготовленных летных КА «Янтарь-4К1» были успеш- ными. Как задумывалось, «Янтари» (-2К и -4К1) должны были прийти на смену прежним модификациям «Зенитов». Однако некоторое время эксплуатировались те и другие параллельно. Полная замена «Зенитов» произошла лишь в конце 1980-х гг. Последний полет «Янтаря» состоялся с 30 ноября 1983 г. по 13 января 1984 г. На смену им пришли более совершенные аппараты. В 1970-е гг. разработка и изготовление космических аппа- ратов на предприятии осуществлялись под руководством и при участии следующих руководителей и сотрудников: ЦИ.Козлов, Г.Е.Фомин, Ю.В.Яременко, КВ.Тархов, Л.И.Котенев, А.Я. Пень- ков, В.М.Сайгак, АМСолдатенков, В.И.Крайнов. КЛМестогдоб до«исс» ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОСПУГНИКОВЫХ ГРУППИРОВОК НА ОРБИТАХ ОТ НИЗКИХ КРУГОВЫХ ДО СТАЦИОНАРНЫХ Создание системы специальной связи «Кооунд» и «Ручей» на базе высокоэллиптических космических аппаратов КА «Молния-1К» Первый запуск глубоко модернизированного КА «Молния-1 К» с обновленными бортовыми системами и уве- личенным сроком службы был проведен КБПМ 30 ноября 1973 г. Осенью 1975 г. система «Корунд» в составе четырех КА «Молния-1 К», Центра оперативно-технического управле- ния спутниками связи, Центра управления системой связи, а также средств связи в войсках была принята на вооружение. Система «Корунд» обеспечила телефонную связь и управле- ние войсками в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Одновременно были приняты две спутниковые системы МО СССР: средства связи начальника войск связи «Ручей» и средства связи наземного автоматизированного комплек- са Центрального управления космических средств. На КИПах были развернуты станции спутниковой связи «Горизонт-К», а на судах 9-го отдельного морского КИК - станции «Румб-М» и «Горизонт-КВ». Это позволило ретранслировать через спутники «Молния» в Центр полные потоки телеметрии и телевизионное изображение с разных участков трас- сы полета разных КА, включая пилотируемые. Четыре КА «Молния-1 М», запущенные в течение 1976 г., послужили на- чалом функционирования на орбитах одновременно восьми КА, по-прежнему следующих вдоль единой трассы, но с ин- тервалом уже не в 6, а в 3 ч. Благодаря этому была обеспечена непрерывная работа радиолинии мобильной правительствен- ной связи «Сургут», которая использовалась руководством страны при выездных мероприятиях. 16 января 1978 г. на базе КА «Молния-1 К» и американского ИСЗ Intelsat была введена в действие прямая линия телефонной связи между руководителями двух ведущих, наиболее мощных в военном и экономическом отношениях мировых держав - Президен- том США и Генеральным секретарем ЦК КПСС. Спутниковые телекоммуникации получили признание на самом высоком военно-политическом уровне отношений великих держав как важнейший инструмент обеспечения национальной безопас- ности и глобальной стабильности в мире. Запуски спутников «Молния-1, -1К», изготовленных в Железногорске, продолжались до 1985 г. Всего их было запущено 62. 220
Глава 4 КА «Молния-2» Одновременно с созданием КА для системы «Корунд» в КБПМ последовательно разрабаты- вались иные по назначению, но такого же класса (тяжелые и мощные по тем временам) спутни- ки - КА фиксированной связи и распредели- тельного (узлового) телевещания для использо- вания на ВЭО: «Молния-2» (1967-1971 гг.), а затем и «Молния-3» (1972-1974 гг.). На основе КА «Молния-2», хотя они изготавливались толь- ко в течение 7 лет, орбитальная группировка спутников связи на высоких эллиптических ор- битах получила качественно новое развитие. Эти КА представляли собой глубокую модернизацию спутников первого поколения спутников «Мол- ния». На модернизированную платформу (при сохранении прежних конструктивов и схожем внешнем облике) были введены обновленные бортовые обслуживающие системы СТР, СОС, СЭП и др., а в качестве полезной нагрузки были поставлены новые АФУ и новый ретранслятор, работающие в новом частотном диапазоне и имеющие удвоенную пропускную способность. Внешне спутник отличался новым по форме (более технологичным и надежным в эксплуатации) «гра- неным» радиатором, новыми антенными платформами (рупорные антенны) и волноводами, более технологичными и мощными панелями солнечных батарей и другими, за- метными только специалистам, но важными элементами. По характеру эксплуатации и выходным эксплуатационным показателям это был новый, совсем другой спутник. Для ра- боты с ним была развернута на территории СССР и за его пределами сеть новых стационарных приемо-передающих земных станций «Орбита-2». Создание этих КА было обусловлено в первую очередь необходимостью использования для гражданской спутни- ковой связи нового - международного, более высокого и эффективного - радиочастотного С-диапазона (6/4 ГГц), выделенного для фиксированной спутниковой службы международным Регламентом радиосвязи. Для КА «Мол- ния-1» в свое время был выбран дециметровый (ДЦВ) диа- пазон (800-1000 МГц). Но этот диапазон уже использовался командной радиолинией «Сатурн» и сохранялся для тропо- сферных радиолиний, что усложняло расположение прием- ных земных станций и минимизацию взаимопомех. Для бо- Основные пржпряспкв КА «ААаянвя-2» Масса -1700 кг Размах панелей БС-8,1 м Высота КА-4,0 м Мощность СЭП -960 Вт Заданный срок службы -1 год Высота орбиты -550x40000км Средство выведения КА-PH «Молния-М» КА «Молния-2» лее полного и эффективного использования проявившихся уже на «Молниях-1» принципиальных достоинств спутни- ковой связи на правительственном уровне было принято ре- шение о переводе связи и ретрансляции телепрограмм через спутники «Молния-2» на сеть «Орбита-2» в С-диапазоне. Это решение было выполнено с участием МНИИРС и НИИР. КА «Молния-2» был оснащен двухствольной ретран- сляционной аппаратурой «Сегмент-2», разработанной МНИИРС. Входной каскад на ЛБВ «Шунт» был выполнен в негерметичном исполнении, что давало свои преимуще- ства, но при этом разработчики ЛБВ, ретранслятора и КА встретились с неприятным явлением в виде высоковольт- ных пробоев на блоках, размещенных в открытом космосе. Однако общими усилиями эта проблема была преодолена. На КА «Молния-2», а затем и «Молния-3» использова- лась и новая КИС разработки НИИ-885, функционирующая в С-диапазоне. Благодаря накопленному ранее опыту сложившаяся школа специалистов-антенщиков в КБПМ сумела для КА «Молния-2» разработать новые эффективные элемен- ты высокочастотных трактов, АФУ - рупорные антенны, подвижные элементы волноводов и полосовые фильтры с элементами режекции, приемные и передающие рупорные антенны круговой поляризации с поляризационной структу- рой в виде ребер. В целях исключения влияния конструкции КА на диаграмму направленности потребовалось располо- жить эти антенны диаметрально противоположно на кон- цах панелей СБ. Из-за больших потерь мощности в кабелях в С-диапазоне и внушительной длины трактов было принято радикальное решение о замене кабельных трактов волно- 221
История развития отечественных автоматических космических аппаратов водными. Был проведен огромный объем инновационных работ по разработке конструкций и технологий изготовления волноводных трактов. Наработки специалистов АФУ по КА серии «Молния» стали тиражироваться на других предпри- ятиях отрасли. Сложной была разработка волноводных вра- щающихся соединений, используемых в узлах поворота ан- тенн и на панелях солнечных батарей в трактах антенн КИС. Проблема складывания волноводного тракта при стартовом положении СБ была решена с помощью двух типов уникаль- ных поворотных волноводных соединений: сдвоенное в узле сканирования антенн и поворотное с гибкой упругой стенкой в шарнирных узлах на панелях СБ. Разработка была защи- щена авторскими свидетельствами. Чтобы устранить помеху в заданной полосе частот и в отдельно взятой частоте, вме- сто фильтров СВЧ - полосового и режекторного - в КБПМ был разработан и внедрен защищенный авторским свиде- тельством полосовой фильтр с элементами режекции. Первый КА «Молния-2» был выведен на орбиту 24 но- ября 1971 г. Его испытания совместно с доработанными для С-диапазона земными станциями системы «Орбита-2» проходили в 1971-1974 гг. С 1974 г. система КА «Мол- ния-2» находилась в опытной эксплуатации. Часть КА до- срочно выходила из строя, что сразу же вызвало большие нарекания со стороны потребителей. КБПМ в кратчайший срок устраняла последствия возникавших на борту КА непо- ладок, оперативно восстанавливала систему. КА "Молния-2» на ВДНХ СССР На новых земных станциях типа «Орбита-2» исполь- зовались те же параболические антенны диаметром 12 м. В НИИР к этим антеннам были разработаны приемо-пере- дающий рупорный облучатель с поляризационным селек- тором, широкополосные волноводные тракты для приема и передачи с возможностью дуплексного режима работы, система наведения и автосопровождения с программным устройством. В программном устройстве использовался экстремальный автомат и метод конического сканирования. Для системы «Орбита-2» в НИИР были разработаны новые передающие устройства «Градиент», параметрические уси- лители и устройства приема сигналов. Все запуски выпол- нены с космодрома Плесецк. Всего за 7 лет (1971-1977 гг.) состоялись 19 пусков PH типа «Молния» с КА «Молния-2», в т.ч. 2 - на нештатную орбиту. Среднегодовой темп запу- ска - 2,7 КА в год. Наибольшее число пусков (4) пришлось на 1973 и 1975 гг. Создание высокоэллиптических КА «Молния-3» для КС «ЕССС» 5 апреля 1972 г. вышло Постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР «О создании Единой спутниковой системой связи на базе КА «Радуга» на геостационарной орбите и «Молния-3» на эллиптических орбитах». КА «Молния-3» создавался в КБПМ как дальнейшая углубленная модернизация КА «Молния-2» и был оснащен новым трех- ствольным ретранслятором «Сегмент-3» увеличенной мощности. При этом два ствола использовались для магистральной связи. С точки зрения орбитального построения груп- пировки «Молния-2» и «Молния-3» практиче- ски повторяли ранее созданную группировку КА «Молния-1»: те же самые четыре плоско- сти, та же наземная трасса. Для решения слож- нейшей задачи обеспечения реальной эффек- тивной работы таких группировок без сбоев и в течение многих лет впервые было нала- жено индустриальное (малосерийное по мер- кам общего машиностроения, но отлаженное и стабильное) производство сложных автома- тических КА, синхронизированное с процесса- ми подготовки их к запуску на двух космодро- мах, запуска и управления в полете до полного исчерпания ресурсов бортовых систем. В числе новых технических решений на КА «Молния-3» - модернизация системы ориен- тации. На каждой антенной платформе были размещены по два ИК-прибора ориентации на Землю секущего типа для наведения антенны по двум каналам. Каждый прибор имел по две разнесенных траектории сканирования, что по- зволяло сохранить их работоспособность при 222
Глава 4 Основные характеристики КА«Мшшм-3» Масса -1740 кг Размах панелей солнечных батарей-8,1м Высота КА-3,8м Мощность СЭП -1000 Вт Заданный срок службы - 3 года Высота орбиты-550x40000км Средство выведения КА-PH «Молния-М» попадании в поле зрения Солнца. Кроме того, использование при- боров секущего типа позволило организовать поиск и наведение антенны на Землю без исполь- зования прибора ориентации на диаметральную плоскость Земли. Благодаря неординарным, по- следовательным и многолетним усилиям коллектива КБПМ как головного по КК, а также других предприятий кооперации, распределенных по мно- гим городам Советского Союза и по многим министерствам, гарантийный срок автоматических (перемонтируемых) КА «Молния-2» и «Молния-3» был официально доведен по до- кументации до трех лет. Это само по себе было выдающимся достижением для страны, в которой даже массовая бытовая аппаратура и приборы не всегда дотягивали до одного года. Фактический срок службы наших «Молний» уже к концу 1970-х - началу 1980-х гг. достигал 5-8 лет. Первый КА «Молния-3» был запущен 21 ноября 1974 г., а принятие комплекса на вооружение состоялось в декабре 1979 г. Сроки службы именно КА «Молния-3» в результате планомерной работы КБПМ постоянно и существенно повы- шались, так что в последние годы эксплуатации этот спутник по праву считался одним самых из надежных отечественных спутников того времени. Наряду с геостационарными спут- никами более поздней разработки эти спутники достаточно охотно принимались на страхование многими отечествен- ными страховщиками, т.к. вызывали у них достаточно вы- сокий, предсказуемый и контролируемый уровень уверен- ности в безотказной работе КА на орбите. К запуску КА «Молния-3» был создан и введен в строй новый наземный комплекс управления. Всего в 1974-2003 гг. было изготовлено 55 КА «Молния-3», выве- дено на орбиты 53. Группировка КА этого типа просущество- вала до октября 2007 г. (33 года). КА «Молния-3» № 61Л проработал на орбите более 12 лет. Среднегодовой темп пусков - более 1,8 КА в год. Наибольшее число пусков (5) пришлось на 1985 г. Все пуски выполнены с Плесецка, и зна- чительная часть КА (около половины) еще находится на ВЭО (в нерабочем состоянии). Сибирские КА серии «Молния» - космические долго- жители. За 40 лет создано около 170 КА различных моди- фикаций. Подавляющее большинство КА функционирова- ли успешно. В середине 1970-х гг. и зарубежные космические фир- мы, и вся космическая отрасль Советского Союза, изоли- рованные от зарубежных рынков Советского Союза, прош- ли через полосу проблем, связанных с ростом сложности новой РКТ. Началась своеобразная «индустриализация» околоземных информационных спутниковых средств, рез- ко возросли требования к их выходным характеристикам, усложнились решаемые задачи. Этот этап «индустриаль- ного» развития КС и КК связи СССР и КБПМ проходили прежде всего именно на базе сибирских спутниковых плат- форм КАУР-1 и КАУР-2, в первую очередь на базе КА типа «Молния». В первой половине 1980-х гг. КА «Молния-3» стал устойчиво демонстрировать существенно повышенную на- дежность в эксплуатации и со временем справедливо при- обрел признание как самый надежный сложный автомати- ческий КА, созданный из отечественных комплектующих элементов и также надежно поставляемый НПО ПМ на ор- биту, своевременно вводимый в многоспутниковую систему. Относительно недорогие серийные КА «Молния-3» поддер- живались в эксплуатации так, что спутниковая система про- должала непрерывно функционировать в течение несколь- ких десятков лет с высоким коэффициентом оперативной готовности: с высокой вероятностью была готова передать без потерь значительный объем информации в любое вре- мя суток и время года. КА «Молния-1» № 89Л, 91Л (запу- щенные в 1991,1992 гг.) проработали на орбите более 12 и 13 лет соответственно. Показательно, что в 1990-х гг. спутники НПО ПМ типа «Молния», запускавшиеся для восполнения орбитальных группировок, при соответствующем обосновании специ- алистов по оценке рисков и страхованию в НПО ПМ охотно 223
Схема обслуживания КА «Молния-3>
Глава 4 принимались на страхование не только при транспортировке и запусках, но и в полете, при функционировании на орбите. Это осуществлялось ведущими отечественными страховщи- ками, которые сформировали по инициативе НПО ПМ до- статочно мощный пул, поддерживаемый за счет перестра- хования рисков зарубежными страховыми организациями. Это была новая для РФ практика, причем и за рубежом далеко не все спутники стабильно страховались на этапах функционирования на орбите, так что наши спутники в этом плане вполне вписывались в стандарты мирового рынка космического страхования. Системы телекоммуникаций на геостационарной орбите Создание геостационарных спутников стало судьбонос- ным для НПО ПМ и определило в дальнейшем междуна- родное признание его заслуг в спутникостроении. Освоение геостационарной орбиты было логическим и необходимым шагом предприятия и страны в своем развитии. Формально освоение ГСО в СССР началось в соответствии с Постанов- лением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 5 апреля 1972 г. «О создании Единой спутниковой системы связи на базе КА «Радуга» на геостационарной орбите и «Молния-3» на эллиптических орбитах». Головным исполнителем работ по ЕССС был определен МНИИРС, по РКК - КБПМ в Крас- ноярске-26. Так пионером и флагманом прикладного (для информационных задач) освоения ГСО в СССР стало и до настоящего времени остается на постсоветском простран- стве фирма Решетнева. Основная проблема при освоении ГСО в СССР состоя- ла в отсутствии тогда в стране соответствующих (достаточ- но мощных, надежных, экономичных) средств выведения. На первый взгляд, это кажется странным, поскольку СССР «традиционно» считался лидером по количеству изготавли- ваемых ракет и числу космических запусков. Но несмотря на то, что СССР имел самую широкую номенклатуру боевых баллистических ракет и в области освоения космоса был в лидерах, оказалось, что для запусков достаточно крупных КА на высокоэнергозатратную ГСО мог подойти только один носитель - PH «Протон-К». При этом и для него требова- лось дооснащение - установка дополнительного разгонного блока, позволяющего поднять, привести в плоскость эква- тора и скруглить орбиту КА до 36 тыс.км. Соответственно, под новый РКК на базе имевшейся PH «Протон» (кстати, на тот момент еще не очень отработанной и надежной) требо- вались и новый (дооборудованный) технический комплекс, и новый (также дооборудованный) стартовый комплекс. Проведенные в КБПМ исследования показали, что для решения первоочередных задач ЕССС необходимо выво- дить на ГСО КА массой около 2000 кг, что может быть обе- спечено PH «Протон-К» и РБ «Д», разработанного ОКБ-1 на базе технических решений и производственного задела, полученных по Лунной программе. Блок «Д» с новой бор- товой системой управления обеспечивал вывод на орбиту КА по выбранной схеме. Схема выведения разработана ОКБ-1 совместно с КБПМ и ОКБ-52. Модернизированный в дальнейшем блок «Д» получил наименование РБ «ДМ». Примечательно, что производство базовых блоков, т.е. почти готовой конструкции РБ, не считая некоторой «начинки», со временем из НПО / РКК «Энергия» было передано на «Красмаш», который опять оказался причастен к комплексам, создаваемым при головной роли НПО ПМ, но уже не РКК легкого класса на базе PH «Космос-ЗМ», а КК тяжелого класса с КА на ГСО. В СССР на ГСО предполагалось запускать КА разных типов: связные, телерадиовещания, а также наблюдения Земли (в т.ч. системы предупреждения о ракетном напа- дении). Однако первыми реально действующими на ГСО все же стали спутники разработки КБПМ, изготовленные на Механическом заводе в Красноярске-26: модифициро- ванный экспериментальный КА связи «Молния-1 С», азатем и специально спроектированные для штатной эксплуатации на ГСО новые типы КА: «Радуга» и «Экран». Так начинался в СССР великий поход на ГСО, который не прекратится до тех пор, пока человечество не перестанет нуждаться в спутниковых услугах связи. Создание спутни- ков, эффективно работающих на высокой орбите, пред- ставляет собой особую профессиональную квалификацию, требует новых навыков и знаний, овладеть которыми в пол- ной мере можно лишь через длительную и кропотливую ра- боту на земле, через тщательную отработку всех элементов КА, их аппаратных и программных средств. Такие сложные высоконадежные КА по приемлемой цене и в сжатые сроки во всем мире успешно создавать, отрабатывать и вводить в строй на орбите «под ключ» могут далеко не все даже раз- витые страны. В нашей стране в ограниченный круг коллек- тивов профессионалов-специалистов с середины 1970-х гг. вошел и коллектив КБПМ. Экспериментальный КА связи на ГСО «Молния-1 С» Для апробирования технологий спутниковой связи на ГСО, ранее не освоенных в СССР, КБПМ предложило про- вести эксперимент с использованием надежного, мощного КА типа «Молния», уже хорошо зарекомендовавшего себя на ВЭО. В качестве базы для первого эксперимента по ис- пользованию спутника связи на ГСО в СССР был взят спе- циально доработанный КА «Молния-1»№ 38, которому был присвоен индекс «Молния-1 С». Из-за большой длительно- сти выведения на ГСО космического аппарата, находяще- гося в пассивном состоянии в связке с разгонным блоком (в 6 раз дольше, чем при обычном запуске на ВЭО), при- шлось доработать и модернизировать системы электропита- ния и терморегулирования КА. 29 июля 1974 г. КА «Молния-1С» был успешно выведен на ГСО и функционировал до 4 августа 1977 г. Такая продол- 225
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Молния-1С» жительность работы спутника «Молния-1 С» на ГСО была следствием функционирования, казалось бы, надежных и от- работанных бортовых систем. Однако запуск «Молнии-1 С» позволил отработать операции вывода на ГСО с заданной долготой точки стояния, режимы движения и работы реаль- ного КА и ГСО. Эти результаты использовались затем при выведении и эксплуатации на ГСО последующих КА. Создание первого отечественного геостационарного КА «Радуга» для КС «ЕССС» В1966-1968 гг. КБПМ и другими организациями актив- но проводились поисковые работы, результаты которых были использованы при подготовке Постановления о создании Единой Системы Спутниковой Связи. Первый отечественный специализированный геостационарный КА «Раду- га» за счет своего многоствольного бортового ре- транслятора должен был обеспечивать совместно с КА «Молния-3» обслуживание большого числа потребителей на огромных территориях (СССР и за его пределами), включая магистральную связь с крупными населенными пунктами через сеть зем- ных станций «Орбита» и подачу ТВ на три вещатель- ных пояса (программы «Орбита-1,-2, -3»). Технические предложения КБПМ были выпуще- ны в 1969 г, а в эксплуатацию весь КК был сдан в 1979 г. Последний КА серии «Радуга» (№ 35) был изготовлен и запущен 4 июля 1999 г, но пуск закон- чился неудачей из-за взрыва на пятой минуте полета двигателя № 3 второй ступени PH «Протон». Новый РБ «Бриз-М» тогда даже не успел поработать. Основные характернстнкн КА «Молния-1 С» Масса — 1600кг Размах панелей ВС - 8,1 м Высота КА-4 м Мощность СЭП - 930 Вт Средства выведения КА - PH «Протон-К» с РБ «Д» КА «Радуга» создавался КБПМ совместно с предприятиями и организациями, состав- ляющими единую спутниковую кооперацию: НИИ Радио, МНИИРС, РНИИ КП, ЦКБ «Гео- физика», НПО «Квант», НПО «Полюс» и др. На КА были установлены два трехстволь- ных ретранслятора: «Дельта-1» разработки МНИИРС и «Дельта-2» разработки НИИР. КА «Радуга» имел новый, увеличенный ти- поразмер и новую конструктивно-компо- новочную схему. Он стал основой третьего унифицированного ряда спутников НПО ПМ «КАУР-3». А особенностью динамической схе- мы КА «Радуга» была новая трехосная система ориентации. В отличие от КА «Молния», ориен- тируемого корпусом на Солнце, антенная платформа вместе с корпусом спутника «Радуга» постоянно должна была смо- треть на Землю, а следящие за Солнцем панели СБ совершали один полный оборот в сутки. Такая схема была новой не толь- ко на отечественных спутниках, но и на зарубежных. Первая система ориентации специально для ГСО была создана КБПМ в 1974 г. для спутника «Радуга». Это была активная, хотя и сравнительно грубая система на базе трехстепенного гироста- билизатора с упруго-вязким подвесом и построителя местной вертикали с круговым сканированием и с чисто релейными алгоритмами управления. В СОС входила автономная систе- ма ориентации СБ, обеспечивающая постоянную скорость вращения панелей солнечных батарей, равную орбитальной. Данная схема стала теперь классической и применяется для подавляющего большинства геостационарных и не только геостационарных спутников. КА «Радуга» в цехе НПО ПМ 226
Глава 4 КА «Радуга» КА «Радуга» имел не только большую массу и размеры, но и принципиально новую конструктивно-компоновоч- ную схему, отличную от ранее созданных КБПМ спутников унифицированных рядов «КАУР-1» и «КАУР-2», иную ки- нематику трансформируемых систем. Для него КБПМ был разработан новый обтекатель с расширенной зоной полез- ного груза. Первоначально на КА было задано обеспечить гарантированную работу в течение одного года, но во всех проектных решениях требовалось предусматривать повыше- ние срока службы (непрерывной работы) до трех и более лет. Это потребовало пересмотра всего предыдущего опыта и активного использования новых материалов, проведения новых работ по экспериментальной отработке. Такая работа шла комплексно не только в КБПМ, но и на всех предпри- ятиях смежников, что требовало координации, тщательной увязки и согласования. Важнейшим элементом системы электропитания на новом ряде КА стала бортовая аппарату- ра стабилизации напряжения. Анализ опыта разработок и летных испытаний систем электропитания на низких круговых и высоких эллиптиче- ских орбитах, накопленного к началу разработки первого КА для ГСО, а также имеющейся в распоряжении зарубежной информации привел к выводу о необходимости пересмо- тра апробированных ранее решений по системе электро- питания. Решение было найдено совместно с коллективом Сухумского физико-технического института. СФТИ к этому времени был привлечен к программе разработки ядерной энергоустановки в части системы управления ею и регули- рования выходного напряжения. Прибор для стабилизации бортового питания (БАС) был сделан, его изготовление по- сле больших усилий было освоено в Красноярске-26, по- сле чего БАС стал неотъемлемой частью СЭП целой серии геостационарных КА. Новая схемотехника позволил соз- дать СЭП с полностью стабилизированной шиной питания (27 + 3 % В), причем внедрение таких СЭП в НПО ПМ со- стоялось примерно на 15 лет раньше, чем в западных раз- работках. Полученный опыт использовался и другими по- тенциальными разработчиками подобных комплексов. Приоритет в создании «интеллектуальной» системы электропитания с полностью стабилизированной шиной на всех типах КА принадлежит НПО ПМ г. Красноярска-26 и СФТИ. В герметичном корпусе КА «Радуга» располагались мощный многоствольный ретранслятор, функционирующий в С-диапазоне, новый блок управления, аппаратура слу- жебных систем. Разработчикам удалось разместить шесть высокочастотных стволов, что обеспечило пропускную спо- собность ретранслятора, соизмеримую с зарубежными КА. Часть стволов КА «Радуга» использовалась для телефонной связи, один - для передачи ТВ на сеть станций «Орбита», а часть обеспечивала связь в интересах различных государ- ственных ведомств. В одном стволе впервые обеспечивался многостанционный доступ и обработка сигнала. Бортовой комплекс управления включал командно-из- мерительную аппаратуру и ряд блоков для выполнения коммутационных и логических функций в части бортовых систем. Тепловой режим КА обеспечивался активным и пас- сивным способом с использованием селективного покрытия, тепловых экранов и др. Установленный на приборном отсеке высокоэффективный цилиндрический радиатор-излучатель осуществлял с помощью газожидкостного контура съем и рассеивание тепла с аппаратуры. Для элементов, располо- женных вне термоконтейнера и требующих достаточно узко- го диапазона температур, использовался электрообогрев. На боковой поверхности термоконтейнера устанавливались двигательная установка коррекции орбиты с двухкомпонент- ными ЖРД малой тяги и баки с рабочим телом. 227
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Ориентация спутника осуществлялась с использованием одного опорного направления, определяемого по сигналам инфракрасного датчика - построителя местной вертикали, и управляющих моментов гиростабилизатора. Управление по курсу при этом являлось косвенным, благодаря гироско- пическим связям каналов крена и курса, и осуществлялось периодическим включением газореактивных двигателей по сигналам датчика угла отклонения гиростабилизатора в подвесе. Это позволяло получать достаточную точность ориентации, высокий уровень надежности при минималь- ном приборном составе и простом алгоритме управления. Предприятие «Геофизика» создало новые приборы для ориентации на Солнце и Землю. Отработка системы ориентации включала полунатурное моделирование условий функционирования КА на специ- ально созданном комплексе физического моделирования на базе одноосного свободного подвеса. Кроме отработки динамики управляемого движения, на этих КА был введен этап стендовых электрических испытаний, который в даль- нейшем стал одним из важных этапов наземной отработки всех разрабатываемых на предприятии активных СОС. В качестве двигательной установки ориентации и стаби- лизации в составе КА ряда «КАУР-3», так же, как и на КА типа «Молния», применялась пневмосистема на холодном азоте. Разработку элементов пневмоавтоматики (редукторы, клапаны, сопла) осуществили конструкторские подразделе- ния предприятия. В качестве корректирующей ДУ на КА ряда «КАУР-3» использовалась установка 11Д78. Затратив боль- шие усилия, конструкторы из ТМКБ «Союз» создали дви- гатель и установку с требуемыми параметрами. В процессе ее эксплуатации возникали проблемы снижения тяги. ТМКБ «Союз» и НПО ПМ в результате сложных исследований и последовательных доработок была создана уникальная тех- нология подготовки ДУ к заправке для сохранения параме- тров ДУ на длительный срок. Для «КАУР-3» приборными подразделениями КБПМ была разработана и освоена в производстве на Механиче- ском заводе целая линейка блоков управления бортовыми системами. В начале 1970-х гг. в КБПМ проводилась боль- шая работа по унификации бортовых приборов и их узлов. Релейные и электронные функциональные узлы, представ- ляющие собой литые пластмассовые основания со штырями, с объемным монтажом реле и ЭРИ, залитыми эпоксидным компаундом, устанавливались в приборы на односторонние печатные платы, монтируемые в окнах алюминиевых рамок. Такая унификация позволила в сжатые сроки разработать и отработать приборы. Освоение производства КА «Радуга» в Красноярске-26 проходило в 1971-1975 гг. (9-я пятилетка). В сентябре 1975 г. первый КА «Радуга» был доставлен железнодорожным транспортом на Байконур. Три с половиной месяца продол- жалась напряженная работа с новым оборудованием. Осенью 1975 г. работа с КА на космодроме велась круглосуточно и механиками, и электриками. Завершающие комплексные ис- пытания были начаты 5 ноября, а закончены 8 ноября 1975 г. 22 декабря 1975 г. первый советский специализирован- ный КА связи «Радуга» был выведен на ГСО с помощью PH «Протон» и РБ «Д». Под индексом «Стационар-1» он был установлен в знаменитую теперь рабочую орбитальную по- зицию 80 °в.д. Первый специально спроектированный для ГСО мощный отечественный спутник связи начал функци- онировать. Летные испытания КА «Радуга» проходили не без проблем. Однако по результатам летных испытаний первого КА были проведены существенные доработки на КА № 2, выработана новая технология управления КА с уче- том возможных нештатных ситуаций, из работы первого КА «Радуга» извлекли очень важные уроки. Например, в про- цессе летных испытаний первых КА на ГСО неоднократно отмечались случаи отключения стволов РТР. И к моменту сдачи КА «Радуга» в эксплуатацию баллистики НПО ПМ к числу эксплуатационных факторов добавили прохождение КА по таким участкам орбиты, на которых тени создавались уж не Землей, а Луной (выявился фактор «теневых участков Луны» - ТУЛ). Таким образом, казалось бы, совершенно «простая» геостационарная орбита преподнесла еще один сюрприз - ТУЛ, которые затем были введены в эксплуатаци- онную документацию и стали стандартным образом учиты- ваться при проектировании последующих КА. Конструкция КА «Радуга» стала основополагающей для нового унифи- цированного ряда «КАУР-3», в который вошли КА «Экран», «Горизонт», «Экран-М», «Радуга-1». На КА «Радуга» впервые в практике НПО ПМ был представлен полный комплект экспериментальных (от- работочных) образцов КА, ставший эталонным, типовым комплектом «отработочных изделий» во всех последующих проектах, вплоть до накопления необходимого фирменного опыта таких разработок и внедрения вычислительной техни- ки для математического моделирования функционирования на орбите вновь создаваемых КА. Для КА «Радуга» это были такие экспериментальные образцы и «отработочные изделия для НЭО»: ЛОИ - лабо- раторные отработочные образцы; КДИ - конструкторско-до- водочные образцы; ЧДИ - чистовые доводочные образцы; Основные характеристики КА унифицированного ряда "КАУР-3» Орбита-ГСО Масса - 2000-2300 кг Система ориентации - трехосная, с использованием датчиков Солнца и Земли, блока измерения угловых скоростей, а в качестве исполнительных органов - гиросилового стабилизатора и двигательной установки ориентации на базе газореактивных двигателей Ориентация панелей СБ на Солнце - автономная Переориентация антенн в процессе эксплуатации возможна Мощность системы электропитания - до 2000 Вт Система терморегулирования - активная газожидкостная Коррекция параметров орбиты - по долготе и эксцентриситету с использованием ЖРД малой тяги Заданный срок службы КА-3-5 лет 228
Глава 4 01 ИМ - изделие для отработки системы ориентации (инер- ционный макет); 02АФУ - изделие для отработки антенно- фидерных устройств, диаграмм направленности и совме- стимости антенн; ОЗКИ - изделие для полномасштабного макетирования (конструкторское изделие); 04М - изделие для отработки наземного оборудования полигона; 05ДИ - изделие для динамических испытаний на прочность; 06СТИ - изделие для статических испытаний на прочность; 07ТВИ - изделие для термовакуумных испытаний; 08РТИ - радиотехническое изделие для комплексных электрических испытаний на заво- де и на ТК; 09Р - изделие для ресурсных испытаний. Хотя внешне все эти отработочные изделия выглядели совершенно по-разному и в большинстве своем очень от- даленно напоминали облик летного образца КА, все они играли очень важную роль в создании и успешности работы штатных КА. Несмотря на сложность, длительность и доро- говизну всего полного цикла наземной экспериментальной отработки по такому набору материальной части, именно такая комплексная система наземной экспериментальной отработки (закрепленная в специальной нормативной до- кументации) позволила в дальнейшем уверенно вывести спутники НПО ПМ на передовые позиции по показателям надежности и безотказности. Именно такая система послу- жила основой для неуклонного повышения сроков службы вновь разрабатываемых в 1970-х и в последующие годы космических аппаратов с 2 лет до 3-5, затем - до 7-10 и более лет. Это качество стало кардинальным отличием си- бирских спутников, разрабатываемых с 1970-х гг., от тех конструктивов и схем, которые принимались в отрасли за основу на спутниках в 1960-х гг. Всего за 1975-1996 гг в разные рабочие точки на ГСО были запущены 32 космических аппарата «Радуга», которые непрерывно совершенствовались и улучшались. При гаран- тийном сроке 3 года и заданной вероятности безотказной работы 0,6 средний фактический срок службы КА составил 5,9 лет, а фактическое значение вероятности безотказной работы - 0,86, что близко к уровню зарубежных аналогов Два космических аппарата «Радуга» - № 41Л и № 42Л - проработали на орбите более 13 лет. Всего за 25 лет (1975-1999 гг.) с Байконура на РКН «Про- тон/ДМ» произведено 35 пусков КА «Радуга» на ГСО, из них 3 - аварийные. Все запущенные КА находятся в окрестностях ГСО. Наибольшее число пусков (3) пришлось на 1981 г. Системы спутникового непосредственного телевещания (НТВ) на ГСО Спутниковое телевещание с момента возникновения и до настоящего времени остается одной из самых эконо- мически выгодных областей космической деятельности Кроме того, огромную значимость телевещательные спут- ники имеют как средства противодействия тем операциям «информационных войн», которые широко используются 229
История развития отечественных автоматических космических аппаратов странами Запада для обеспечения своих интересов с ущемле- нием интересов других стран, включая Россию. Развернутая в СССР и частично за его пределами сеть станций «Орбита» достигла своего экономически оправданного насыщения, и дальнейшее ее развитие для охвата всего населения стано- вилось экономически недопустимым. Поэтому проработки возможности создания спутника для НТВ на приемники по- требителей (НТВ) рассматривались специалистами КБПМ и потенциальными разработчиками бортовых ретрансляторов и земных приемных станций с конца 1960-х гг. Первоначально в качестве средств выведения спутника НТВ на ГСО предполагалось использовать PH «Протон» со специально разрабатываемым в КБПМ разгонным блоком (фтор-аммиачный РБ11С813). КА НТВ предполагалось осна- стить мощной (до 5 кВт) системой электропитания на основе ядерной энергетической установки реакторного типа (ЯЭУ «Енисей»). Однако одновременно с разработкой этого вари- анта происходило совершенствование самой PH «Протон» и разгонного блока «Д», улучшались характеристики энерго- массовой и стоимостной эффективности СБ, упростились требования к типу и мощности излучаемых сигналов, раз- решаемых для использования в интересах спутникового НТВ. С учетом всех изменившихся обстоятельств было принято разумное решение о создании КА НТВ без использования ЯЭУ - на солнечных батареях. Так и появился проект знаме- нитого теперь первого в мире спутника НТВ «Экран». Создание первой в мире КС непосредственного телевещания «Экран» Система «Экран» была предназначена для приема про- граммы ЦТВ с высоким качеством цветного изображения массовым потребителем на территории Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. При- емные устройства данной системы доступны для приобретения и уста- новки в малонаселенных пунктах, геологических экспедициях, на буровых вышках, морских судах, в отдельных домах. Ее технико-эко- номический эффект состоит в су- щественном снижении стоимости приемных станций при ограниче- ниях на максимальную плотность потока мощности радиоизлучения Основные характеристики КА «Экран» Масса -2000 кг Мощность СЭП -1700 Вт Высота КА-4,5м Размах панелей СБ -12,5 м Средства выведения - PH «Протон-К» с РБ «Д» у поверхности Земли, связанных с исключением помех другим средствам радиосвязи, и на массогабаритные па- раметры КА. Для абонентского радиоканала «КА - Земля» системы «Экран» была выбрана в качестве несущей частота около 0,7 ГГц в одном из разрешенных Регламентом радиосвязи диапазонов. Достоинство такого канала - простота и низкая стоимость приемных устройств, хотя это требует усложне- ния конструкции КА из-за необходимости установки антенны с большими габаритами для соблюдения норм помех на тер- ритории других государств и достаточной избирательности излучения. Это потребовало сужения диаграммы бортовой антенны, повышения точности ее ориентации и стабилиза- ции положения центра масс КА. На борту КА «Экран» установлен ретранслятор, при- нимающий на частоте 6,2 ГГц сигналы, излучаемые земной станцией, распложенной в районе Москвы. Передача ведет- ся в диапазоне 702-726 МГц методом частотной модуляции. Звуковое сопровождение осуществляется на поднесущей частоте, что существенно упрощает земную приемную стан- цию. Необходимость обеспечения высокой плотности по- тока мощности у поверхности Земли потребовала создания бортового ретранслятора рекордной в то время мощности (300 Вт), устойчиво работающего, несмотря на риски высо- ковольтных и высокочастотных пробоев. Для концентрации высокочастотной энергии в пределах требуемой зоны обслуживания для КА в КБПМ была раз- работана принципиально новая антенная решетка с шириной диаграммы направленности 3 х 8,5 °. Она имела диаграмму направленности, обеспечивающую при достаточной избира- тельности плотность потока в зоне обслуживания примерно -116,5 дБВт/м2. Поэтому приемные земные антенны отли- чались предельной простотой и впервые в мировой практи- ке стали производиться массово. Благодаря этому в 1981 г. КА «Экран-- 230
Глава 4 в эксплуатации находилось около 2000 приемных установок системы «Экран», а в 1987 г. - 4500. Спутники «Экран» имели международный реги- страционный индекс «Стационар-Т» и функциони- ровали на ГСО в одной точке - 99 °в.д. КА «Экран» конструктивно относился к унифицированному ряду «КАУР-3» и создавался с участием апробированной ранее спутниковой кооперации. На КА использо- валась система ориентации и стабилизации более высокой точности (второго поколения), активная линейная система. Для исключения затенения ан- тенной панели солнечных батарей были отнесены от термоконтейнера на большее расстояние, чем на КА «Радуга». Унификация КА «Экран» в рамках «КАУР-3» позволила создать уникальный объект за 4 года. Соблюдая системный принцип целесообраз- ной новизны и преемственности, были разработаны новые конструкции, технологии изготовления и на- земной экспериментальной отработки. Для КА «Экран» в КБПМ была сконструирована уни- кальная, самая крупногабаритная на тот момент плоская ан- тенная решетка, которая складывалась буквой «М» в транс- портном состоянии для размещения ее в зоне полезного груза под обтекателем PH. Для системы «Экран» разрабо- таны в НИИР и серийно выпускались на телевизорном заво- де в Красноярске земные приемные устройства двух клас- сов (с номинальным уровнем сигнала на входе приемных устройств 45 мкВ для первого класса и 20 мкВ - для второ- го) Устройство первого класса - надежный ЧМ-приемник со 100 %-ным горячим резервом, имело вид стойки с га- Приемная антенна «Экран-КР» (в центре) баритными размерами 340 х 700 х 1390 мм и массой 60 кг. Приемное устройство второго класса было самым массо- вым, имело габаритные размеры всего 165 х 240 х 440 мм, массу - 5 кг. На КА «Экран» впервые было применено новое устрой- ство для прецизионной ориентации КА - двухстепенной гиростабилизатор, в котором по оси прецессии установлен моментный датчик, создающий управляющий момент, про- порциональный входному сигналу, и пассивный демпфер, гасящий нутационные колебания КА. Были созданы новые агрегаты, устройства исполнительной автоматики: новый Схема функционирования системы «Экран» 231
История развития отечественных автоматических космических аппаратов электропривод панелей СБ, более мощный гидронасос большого ресурса и высокого КПД для системы терморе- гулирования. Внедрялись новые технологии контрольных испытаний КА на внешние воздействия, которые в дальнейшем были распространены на все космические аппараты НПО ПМ, в т.ч. на изготавливаемые в Омске, а методики приняты в отрасли. Впервые были применены ужесточенные испы- тания, такие, например, как близкое к условиям реальной работы на орбите циклическое температурное воздействие с проверкой функционирования КА при этих температурах. Внедрены были новые технологии по измерению помеховой обстановки на КА, проверки КА при механическом воздей- ствии, близком к реальным нагрузкам выведения. На заводе были созданы универсальные и уникальные рабочие места для сборки и испытаний, стапель для КА, радиопрозрачное окно 10 х 10 м и другое испытательное оборудование. Этот испытательный комплекс не имел равных по монтажным работам. Для соединения контрольной аппаратуры, нахо- дящейся в стапельном зале, и КА, установленного на вы- соту 14 м, было уложено более 400 кабелей длиной около 300 м каждый. Смонтированное на базе опоры для линии электропередачи приемопередающее оборудование центра управления размещалось сначала на расстоянии 100, а за- тем около 1000 м. По объему передаваемой информации и по формированию диаграммы направленности антенны этот проект не имел себе равных среди космических пред- приятий СССР. 26 октября 1976 г. спутник НТВ «Экран» был выведен на ГСО. В 1976-1988 гг. в рабочую точку ГСО были после- довательно запущены 17 космических аппаратов «Экран», которые фактически открыли «окно в мир» для жителей малых населенных пунктов Севера, Сибири и Дальнего Востока, создали в стране единое телевещательное про- странство. Но необходимо было обеспечить постоянное и бессбойное функционирование системы «Экран», а это оказалось непросто. При третьем пуске 25 мая 1978 г. (КА шел на замену первому, выработавшему свой ресурс) из- за отказа PH космический аппарат был потерян. НПО ПМ быстро подготовило новый КА, и 18 августа 1978 г. прошел следующий пуск, но тоже закончился аварией, опять по вине PH. КБ «Салют» и Завод им. Хруничева, казалось бы, наш- ли причину, подготовили новую PH, успешно запустили КА «Радуга». Но пуск 17 октября 1978 г. с очередным образцом КА «Экран» снова был аварийным. Пропадание привычных телепередач с экранов телевизоров вызвало множество на- реканий телезрителей. Это был нелегкий период для кол- лектива НПО ПМ и, конечно, тех, кто отвечали за РБ «Д» и PH «Протон» (НПО «Энергия» и Завод им. Хруничева). Серию затянувшихся аварий при пусках «Экранов» удалось прервать 1 февраля 1979 г., когда очередной КА «Экран» был успешно выведен на орбиту. Зато потом система НТВ еще 30 лет (до февраля 2009 г.) продолжала функциониро- вать - даже тогда, когда давно истек расчетный срок службы последнего КА. Всего за 13 лет (1976-1988 гг.) проведены пуски 21 кос- мического аппарата (все с Байконура на PH «Протон» с РБ «Д»), в том числе 4 аварийных. На ГСО выведе- ны 17 КА. Средний темп пусков - 1,6 КА в год, причем с 1985 г. - по одному запуску в год (что соответствовало гарантийному сроку на КА). Наибольшие числа пусков (3) от- мечены в 1978 г. (все аварийные) и в 1982 г. (1 аварийный). Позднее, в 1984-1987 гг., для повышения технических и экс- плуатационных характеристик системы НТВ была проведена модернизация спутника «Экран» - создан КА «Экран-М». Многофункциональные системы спутниковых телекоммуникаций на ГСО Создание первой отечественной многофункциональной гражданской КС фиксированной, мобильной и правительственной связи и телевещания на базе геостационарных КА «Горизонт» Одной из важнейших вех в развитии спутниковых теле- коммуникаций в СССР в 1970-е гг. было создание на ГСО спутниковой системы на базе нового тяжелого многофунк- ционального телекоммуникационного КА «Горизонт» - «олимпийского заказа». «Горизонт» - фактически первый многофункцио- нальный телекоммуникационный спутник. Его бортовой ретранслятор включал 8 стволов (транспондеров). Для большей их части (6 стволов) рабочим является диапазон 6/4 ГГц (С-диапазон); по одному стволу работают в диапа- зонах 14/11 ГГц (Ки-диапазон) и 1,5/1,6 ГГц (L-диапазон). В составе БРК «Горизонта» был целый антенный комплекс: 3 приемных (А6, А7, А8) и 5 передающих (А1, А2, АЗ, А4, А5) антенн С-диапазона, 2 приемно-передающие антенны Ки-диапазона (А13, А15) и одна приемно-передающая ан- тенна L-диапазона (А13). Формируемые антеннами лучи, в зависимости от ширины диаграмм их направленности, подразделяются на глобальные, полуглобальные, зоно- вые, узкие (с шириной по уровню половинной мощности соответственно 17° х 17°, 9° х 18°, 6° х 12°, 5° х 5°). Все антенны нацелены в фиксированные точки земной поверх- ности. При этом антенны А2, АЗ, А7, А8, А14 нацелены в подспутниковую точку, а у А4, А5 и А6 координаты точек прицеливания могут отклоняться от подспутниковой точ- ки север или юг - их прицеливание проводится до запуска индивидуально для каждой антенны, исходя из положения зоны обслуживания. Каждая из трех узконаправленных ан- тенн (АЗ и А9) перед запуском прицеливается либо «под себя», либо «вправо» (на восток), либо «влево» (на за- пад). Для А1, А13 и А15 предусмотрено однократное - с использованием пиропатрона - перенацеливание после выведения на орбиту в направлении «восток-запад». Для связи с подвижными станциями был предназначен 232
Глава 4 Основные характеристики КА «Горизонт» Масса-2120 кг Мощность СЭП -1300 Вт Высота КА -5,45 м Размах панелей ВС -9,46 м Заданный срок службы - 3 года Средства выведения - PH «Протон-К» с РБ «Д» ствол № 13 (имеющий выход по диа- пазону 6/4 ГГц в восьмой ствол). Три- надцатый ствол использовался также в сети подвижной президентской свя- зи как один из компонентов разрабо- танной Московским НИИ радиосвязи системы «Кавказ». Во время авиапе- релетов он обеспечивает руководите- ля государства связью с Москвой че- рез установленную на президентском самолете станцию «Астероид». Кроме средств мобильной прези- дентской связи и связи Морфлота, МНИИРС разработал еще одну систему, базирующуюся на КА «Горизонт» (работающую через одиннадцатый ствол спутника). Она получила название «Рельеф» и с 1983 г. обеспечивала связь в диапазоне 6/4 ГГц с посольствами СССР в Северной и Южной Америке и Се- верной Африке. МНИИРС был разработчиком именно систем связи, использующих бортовой ретранслятор КА «Горизонт». Разработчиком самого ретранслятора был НИИ приборо- строения. Для КА «Горизонт» на ГСО были заявлены и зарегистри- рованы для использования точки стояния: 14 °з.д., 11 °з.д., 40 °в.д„ 53 °в.д„ 80 °в.д„ 90 °в.д„ 96,5 °в.д., 103 °в.д., 140 °в.д„ 145 °в.д. Первый запуск КА «Горизонт» состоялся 19 декабря 1978 г. и был не совсем удачным: аппарат был выведен на нерасчетную, не «чистую стационарную» орбиту. Однако и первый КА уже позволил начать отработку бортовых си- стем в полете. В целом КА «Горизонт» использовались по назначению с середины 1979 г. К началу «0лимпиады-80» в Москве было проведено еще три запуска, и эти спутни- ки полностью обеспечили выполнение поставленной перед ними первоначальной задачи международного масштаба. Очень успешно, без замечаний КА «Горизонт» отработали всю «0лимпиаду-80». Далее спутники продолжили свою службу на благо страны. Не полностью выполнили целе- вую задачу из-за отказа КИС только КА № 19, КА № 25 и № 39 - были потеряны при пусках по вине PH; а КА № 34 не выполнил целевую задачу из-за проявившегося в полете разового эксплуатационного дефекта - неполной заправки жидкостной магистрали СТР при подготовке КА к запуску. В целом «олимпийские» спутники очень достойно послужи- ли еще в течение многих лет после завершения московских спортивных игр. Запуск последнего КА «Горизонт» состоял- ся в 2000 г., а КА этого типа продолжали работать в составе национальной группировки до 2008 г. На базе бортовых ретрансляторов повышенной мощ- ности С-диапазона, размещенных на КА «Горизонт», были развернуты на Земле сети малых земных станций «Москва» с антеннами диаметром 2,5 м разработки НИИР (руково- дители работ - Н.В.Талызин, А.Д.Фортушенко). Принципи- альной особенностью системы «Москва» являлось строгое соблюдение норм на спектральную плотность потока мощ- ности у поверхности Земли, установленных Регламентом радиосвязи для систем фиксированной службы. Это по- зволяло использовать эту систему для ТВ-вещания на всей территории СССР. Система обеспечивала прием с высоким качеством центральной ТВ-программы и программы ра- диовещания. Впоследствии в системе был создан еще один канал, предназначенный для передачи газетных полос. Система «Москва» начала работу в 1979 г. через КА, расположенный на позиции 14 °з.д. Затем в систему ввели КА на позициях 53 °в.д„ 80 °в.д„ 90 °в.д., 140 °в.д. Через эти спутники передавались блоки центральной ТВ-программы, а также программа радиовещания «Маяк», сдвинутые во времени для соответствующих временных поясов нашей страны. Вследствие своей простоты и небольших размеров ЗС системы «Москва» получили большое распространение. Было выпущено около 10 тыс. ЗС разного типа. Система «Москва» находится в эксплуатации по насто- ящее время. К концу 2005 г. в ней была организована пере- дача в одном стволе в цифровом виде пакета нескольких ТВ-программ. Она используется как система распределе- ния общероссийских, региональных и коммерческих веща- тельных программ и обеспечивает прием общероссийских программ со сдвигом по времени в соответствующих зо- нах вещания. Для этого ЗС дооборудуются с целью приема 233
История развития отечественных автоматических космических аппаратов нескольких ТВ-программ, которые подаются в эфир в аналоговом виде на наземные ТВ-передатчики. В течение 1986-1988 гг. была проведена разработка специальной си- стемы «Москва-Глобальная» с малыми ЗС, предназначен- ной для подачи программ ЦТВ в отечественные предста- вительства за рубежом, а также для передачи небольшого объема дискретной информации. В ней предусмотрена организация одного ТВ-канала, трех каналов для пере- дачи дискретной информации со скоростью 4800 бит/с и двух каналов со скоростью 2400 бит/с. Каналы переда- чи дискретной информации использовались в интересах Комитета по телевидению и радиовещанию, ТАСС и АПН. Система работала через ствол повышенной мощности КА «Горизонт», такой же, как и в системе «Москва», но под- ключенный к глобальной антенне. Для охвата практически всей территории земного шара в ней использовались два спутника, расположенные на ГСО на 11 °з.д. и 96 °в.д. Приемные станции имели зеркало диаметром 4 м, аппа- ратура располагалась как в специальном контейнере, так и в помещении. С начала 1990-х гг. НПО ПМ удалось начать коммер- ческое использование спутников «Горизонт». Это сопро- вождалось не только попытками выхода на новых по- требителей в поисках средств для выживания коллектива в тяжелые годы, но и становлением новых (рыночных) подходов к обеспечению финансовой устойчивости спут- никовых проектов на основе страхования. При участии из- вестных страховых компаний, прежде всего «Ингосстрах», «Росгосстрах», «Авикос» и других (включая компанию «Возрождение» и другие красноярские страховые компа- нии), в начале 1990-х гг. НПО ПМ с надежными КА «Гори- зонт», а также «Молния» и другими прошло первый труд- ный этап вхождения в рынок космического страхования. Совместно с отечественными и зарубежными партнерами (заказчиками, брокерскими и страховыми компаниями, с участием собственных экспертов) были заложены основы отечественного рынка космического страхования, который теперь стал реальной частью мирового рынка космическо- го страхования, в т.ч. самого сложного и важного сегмента страхования периодов длительного функционирования спутников на орбите. Всего за 23 года (1978-2000 гг.) произведены 35 пусков КА «Горизонт», в т.ч. 2 аварийных. Все пуски - с космо- дрома Байконур на PH «Протон» с РБ «Д». Средний темп пусков -1,5 КА в год. Наибольшее число пусков (3) отмече- но в 1988-1990 гг., в 1992-1993 гг. С конца 1980-х гг. КА «Горизонт» составляли основу национальной орбитальной группировки спутников связи и в 1990-х гг. использовались различными отечественными (включая «Газком») и зару- бежными операторами, стали одними из самых надежных, долгоживущих отечественных КА. При гарантированном сроке активного существования 3 года эти спутники работали в среднем около 7 лет. Семь КА типа «Горизонт» проработали на орбите более 10 лет, в т.ч. КА № 36Л, 37Л - более 14,5 лет, а КА № 40Л - более 15 лет. Примечательно, что серийно выпускаемые в НПО ПМ космические аппараты «Горизонт» стали первыми в СССР коммерчески успешными спутниками, приносящим реаль- ные доходы от продажи услуг на мировом рынке. В начале 1990-х гг. это была уже не самая новая разработка, но «Го- ризонт» заработал в практической эксплуатации неплохую репутацию самого надежного и мощного отечественного КА. Именно на его основе начали развиваться и эксплуа- тироваться первые отечественные негосударственные ком- мерческие сети спутниковых телекоммуникаций, такие как «Ямал». Первичная спутниковая сеть «Газпрома» разверты- валась с 1992 г., и первые 7 лет работала на сеть VSAT имен- но через КА «Горизонт» (№ 43 в точке 40 °в.д. и др.). Для зарубежных потребителей аренда отдельных стволов также выглядела вполне привлекательной уже с конца 1980-х гг. В1991 г. заинтересованными предприятиями был соз- дан консорциум «Информкосмос», одной из задач кото- рого стало привлечение инвестиций в собственные проекты спутников связи. В конце 1991 г. были подписаны различ- ные документы и соглашения, реализация которых могла бы дать очень нужные валютные поступления. В частности, в 1992-1996 гг. предусматривался запуск двух новых КА «Горизонт» и четырех КА «Экспресс». Общая стоимость контракта превышала 132 млн долларов. При этом стои- мость КА «Горизонт» оценивалась в 10,5 млн долларов, а КА «Экспресс» - 27,6 млн долларов. Интерес вызвала де- монстрация в декабре 1991 г. в США геостационарного КА типа «Луч», начаты переговоры о его поставке. Предприни- мались попытки продвижения и негеостационарных систем, между организацией «Смолсат» и фирмой «Вестингауз» подписан договор по совместной реализации проекта низ- коорбитальной системы «Гонец»; однако развития эти кон- такты не получили. В 1992 г. «Информкосмос» получил лицензию РКА на сдачу российских спутников в аренду иностранным фир- мам. Крупнейшим партнером консорциума в этот период стала компания RIMSAT (оффшорная фирма, зарегистри- рованная в Федерации Сен-Кристофер и Невис). Она пред- ложила РФ на деньги малазийских или филиппинских инве- сторов построить спутники и запустить их в две орбитальные позиции над Тихим океаном, принадлежащие островному королевству Тонга. В июле 1993 г. был переведен в новую точку стояния (134 °в.д.) и передан компании RIMSAT для использования первый из спутников «Горизонт» (запущен- ный НПО ПМ в 1989 г.). 18 ноября 1993 г. в тяжелейших условиях разрухи на Байконуре НПО ПМ обеспечило запуск первого КА «Го- ризонт», специально созданного по контракту между российским АО «Информкосмос» и американской ком- панией RIMSAT. 20 мая 1994 г. был запущен второй КА «Горизонт» (№ 42), созданный в НПО ПМ для RIMSAT. КА выведен в точку стояния, отведенную тихоокеанскому островному государству Королевство Тонга. По контракту с RIMSAT предусматривалось использование на ГСО в точ- ках стояния над Тихим океаном семи сибирских спутников 234
Глава 4 и предоставление услуг связи абонентам тихоокеанского региона. Полная стоимость контракта была непривычно мала по нынешним меркам (до 150 млн долларов), одна- ко и это давало предприятиям средства для выживания. Компания RIMSAT, учрежденная в 1992 г, стала одной из первых западных компаний, которая подписала торговое соглашение с российским космическим промышленным комплексом по производству и запуску спутников. Далее RIMSAT, помимо аренды двух космических аппаратов «Го- ризонт», оплатила лишь часть работ по строительству од- ного «Экспресса» (в общей сложности около 20 % суммы контракта) и обанкротилась. В результате «Информкос- мос» и НПО ПМ перестали иметь дело с RIMSAT. Управлять действующими спутниками и аккумулировать платежи, по- ступающие от их пользователей, было доверено организа- ции «Интерспутник». 17 июля 1995 г. РКА аннулировало лицензию на контракт консорциума российских космиче- ских предприятий «Информкосмос» с фирмой RIMSAT об аренде спутников связи. Таким образом, спутники типа «Горизонт» продемонстрировали некоторый экспортный потенциал и представляли определенный интерес для за- рубежных фирм (операторов спутниковой связи), однако реализацию этого экспортного потенциала затрудняли, с одной стороны, недостаточная квалификация и опыт от- ечественных «продавцов» и, с другой стороны, недоста- точная добросовестность, неготовность работать с соблю- дением взаимных интересов зарубежных «покупателей». Но некоторые успехи на рынке были. КА «Горизонт», запущенный 20 мая 1994 г. и ранее использовавшийся ком- панией Rimsat Ltd., в 1997 г. был арендован компанией Asia Satellite Telecommunications и использовался под названием Asiasat-G в точке 122 °в.д. В 1998 г. «Интерспутник» ис- пользовал 33 транспондера на семи российских КА в точках стояния от 14° з.д. до 161° в.д. Семь транспондеров рабо- тали в режиме телефонии или для организации сетей VSAT, а на тринадцати было организовано аналоговое или цифро- вое ТВ. КА «Горизонт» № 41 работал в филиппинской точке, а «Горизонт» № 42 - в точке Папуа - Новой Гвинеи. В конце 1998 г. «Горизонт» № 38 был переведен в турецкую точку 50 °в.д., а в 1999 г. КА № 41 и № 42 вернулись в позиции 130 °в.д. и 142,5 °в.д. Создание низкоорбитальной навигационно-связной спутниковой системы «Парус» на основе КА «Циклон-Б» Одновременно с опытной эксплуатацией комплекса «Залив» еще до выхода директивных документов коопе- рацией разработчиков были развернуты работы по соз- данию эксплуатационной (боевой) навигационно-связной системы под условным на период разработки и летных испытаний названием «Циклон-Б». При этом и бортовая (спутниковая), и наземная, и корабельная (навигацион- ная и связная) аппаратура для эксплуатационной системы была существенно доработана, а некоторые, например, на- земная командно-измерительная и корабельная угломер- ная, вообще были разработаны вновь. Срок активного су- ществования спутника «Циклон-Б» и продолжительность излучения им навигационных радиосигналов на витке, в сравнении с экспериментальным спутником «Циклон», были увеличены вдвое. В процессе модернизации экспериментальной системы «Циклон» (создания на ее основе боевой эксплуатационной навигационно-связной системы) была также решена зада- ча автоматизированного управления навигационным обе- спечением и связью. В ВМФ при активном участии нашего предприятия фактически была внедрена АСУ радиосвязью и навигационным обеспечением с созданием Командно- го пункта навигации и связи, переименованного позднее в Центр управления космической связью и навигацией. КПНС располагался на территории полка дальней радио- связи ВМФ в районе Горок Ленинских Московской области. Смежниками предприятия в этих работах являлись специа- листы 9-го и 34-го НИИ ВМФ, а также 27-й кафедры (косми- ческих средств вооружения ВМФ) Военно-морской акаде- мии им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова. По существу, это была первая в своем роде система сбора и управления маршрутами прохождения спутниковой ин- формации, включающая в себя центр управления и три береговых приемо-передающих пункта (расположенные в г. Щелково в техздании 202 НИП-14, г. Североморск в ПРЦ «Бухта», г. Петропавловск-Камчатский). В совокупности эти три пункта обеспечивали хотя бы через один из них возмож- ность радиосвязи с любым спутником системы на каждом витке. Поэтому максимальная продолжительность прохож- дения радиодонесений в режиме с переносом информации между береговыми пунктами управления и ПЛ (НК), находя- щимися в любом районе Мирового океана, была заведомо меньше драконического периода обращения навигационно- связного КА (105 мин). Кроме управления радиосвязью, из-за энергетических ограничений на КА требовалось также управлять вклю- чением и выключением навигационных передатчиков, т.к. экспериментальные спутники «Циклон» могли обе- спечить излучение доплеровского навигационного сигнала только в течение 25 % продолжительности витка, а угло- мерно-дальномерного и того меньше - только в течение 10 % продолжительности витка (для КА «Циклон-Б» эта продолжительность была увеличена до 50 % и 12,5 % соот- ветственно для доплеровского и угломерно-дальномерного передатчиков). Тем не менее, такие ограничения потребова- ли реализации заявочного принципа работы навигационных передатчиков, т.е. их включения для излучения навигацион- ных сигналов только над заявленными ГКП ВМФ районами Мирового океана и последующего выключения. Особое внимание специалистов ОКБ-Ю и специалистов баллистического центра в/ч 32103 было уделено повыше- нию точности навигационных определений по сигналам 235
Схема взаимодействия элементов системы «Циклон*
Глава 4 КА системы. Надо отметить, что до применения спутников в качестве подвижных радиомаяков вопрос точности опре- деления и прогнозирования их параметров орбит не стоял сколько-нибудь остро. Параметры орбит использовались в основном для обслуживания КА (вход-выход КА в/из ЗРВ, его надгоризонтные и азимутальные углы для наведения на- земных направленных антенн, освещенность и т.д.) Поэтому точность орбитальных параметров, измеряемая единицами и даже десятками километров, была вполне приемлемой для решения таких задач. С появлением радионавигацион- ных спутников проблема повышения точности их эфемерид стала одной из центральных в спутниковой радионавига- ции. К началу опытной эксплуатации комплекса «Циклон» точность эфемерид его спутников с 1,5-2 км (в середине 1960-х гг.) усилиями специалистов 4 ЦНИИ МО и ВЦ в/ч 32103 была улучшена примерно до 600-700 м, но этого было явно недостаточно (в американской NNSS со спутни- ками «Транзит» она тогда уже была на уровне 100-120 м). И хотя американцы занялись этой проблемой примерно на 6 лет раньше и имели лучшие, чем в СССР, геометри- ческие условия территориального размещения измери- тельных станций слежения за спутниками (территория США с Аляской и Гавайскими островами, территории ассоцииро- ванных государств - бывших протекторатов типа Пуэрто- Рико и др.), возможности дальнейшего повышения точности эфемерид и наших навигационных спутников далеко еще не были исчерпаны. В результате последовательной совместной реализации перечня мероприятий, предложенного головным разработ- чиком системы - ОКБ-Ю Красноярска-26, точность опреде- ления местоположения поэтапно повышалась с 1,0-1,5 км (на начальном этапе ЛКИ экспериментального комплекса) до 250 м на этапе зачетных испытаний и принятия на воору- жение эксплуатационной (боевой) системы. В дальнейшем, уже в ходе разработки и летных испытаний низкоорбиталь- ной спутниковой навигационной системы «Цикада», точ- ность местоопределений по сигналам низколетящих навига- ционных спутников («Циклон-Б», «Цикада» и «Цикада-Н») была повышена еще примерно в 3 раза - до 80-100 м. Для этого на орбиты навигационных спутников (высота - 1000 км, наклонение - 83 °) последовательно были выве- дены два геодезических спутника «Сфера» («Космос-842» и «Космос-911»), привлечены для набора измерительной информации специальные пункты наблюдения Военно- топографического управления и пять океанографических судов ГУНиО МО, оборудованных радиогеодезической из- мерительной аппаратурой. Результатом обработки измери- тельной информации, полученной этими средствами, стала специальная согласующая модель движения спутников типа «Циклон» по «навигационной» орбите. Эта модель была использована в баллистико-эфемеридном обеспечении низкоорбитальных навигационных спутников, в результа- те чего к концу 1970-х гг. была достигнута вышеуказанная (80-100 м) точность местоопределений по навигационным сигналам спутников «Циклон-Б», «Цикада» и «Надежда». По завершении летно-конструкторских и зачетных испытаний навигационно-связная система в составе ор- битальной группировки из шести спутников «Циклон-Б», наземного комплекса управления, трех наземных пунктов приема и передачи радиосвязной информации, располо- женных в районах г.г. Щелково Московской области, Се- вероморск и Петропавловск-Камчатский, подмосковного Центра управления космической связью и навигацией и корабельных навигационных и радиосвязных аппаратур- ных комплексов постановлением ЦК КПСС и Совета Мини- стров СССР № 748-252 от 9 сентября 1976 г. под шифром «Парус» была принята на вооружение Советской Армии и Военно-морского флота. Спутниковая навигационно-связная система «Парус» в период ядерного противостояния и холодной войны сы- грала существенную роль в обеспечении эффективности управления средствами Военно-морского флота и, в пер- вую очередь, морской составляющей триады стратегических ядерных сил страны. Создание низкоорбитальной моноцелевой навигационной системы «Цикада» Итогом совершенствования низкоорбитальной на- вигации стала разработка и создание на базе системы «Циклон-Б» («Парус») навигационной системы «Цика- да», а в дальнейшем на ее основе - отечественной части космического сегмента международной спутниковой си- стемы обнаружения и определения географических ко- ординат терпящих бедствие судов и самолетов (КОСПАС- SARSAT). Необходимость разработки и создания моноцелевой, только навигационной спутниковой системы, по анало- гии с американской NNSS со спутниками «Транзит» стала очевидной еще до конца 1960-х гг. Навигационно-связные спутники «Циклон-Б» («Парус») из-за комплексирования в рамках единого спутника и навигационных, и радиосвяз- ных задач имели ограничения по ежевитковой продолжи- тельности излучения навигационных радиосигналов. Безус- ловно, комплексирование этих задач существенно повышало эффективность боевого применения системы, особенно подводными атомными ракетоносцами, но именно оно и стало причиной ограничений из-за нехватки на спутниках энергоресурсов. В то же время для массового свободного использования сигнала неограниченным количеством судов в любых районах Мирового океана требовалось обеспечить непрерывное излучение спутниками навигационных сигна- лов на всей протяженности витка и в течение всего времени активного существования спутников. По инициативе НПО ПМ (ныне ОАО «ИСС им. ака- демика М.Ф.Решетнева») было принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 353-126 от 12 мая 1974 г. о разработке на базе навигационно-связного спут- ника «Циклон-Б» многоцелевого навигационного спутника 237
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Магнитный успокоитель Ферма гравитационного Термостатированная Магнитный компенсатор Низкоорбитальный навигационный спутник «Цикада» Схема взаимодействия элементов системы «Цикада» 238
Глава 4 Навигационное обеспечение Северного морского пути спутниками «Цикада» «Цикада», излучающего только один двухчастотный навига- ционный радиосигнал в диапазонах 150 и 400 МГц, и раз- вертывании на его основе низкоорбитальной навигационной системы одноименного названия. Этот спутник обеспечивал искомую непрерывность из- лучения доплеровского двухчастотного навигационного сигнала в течение всего срока активного существования за счет исключения из состава положенной в его основу ба- зовой модели («Циклон-Б») передатчиков угломерно-даль- номерного сигнала (на несущей частоте -10 ГГц), связного ретранслятора и соответствующего уменьшения текущего энергопотребления. Срок службы этого спутника, в сравне- нии со спутником «Циклон-Б», был увеличен вдвое (до двух лет) в основном за счет дополнительного резервирования бортовой аппаратуры. ЛКИ системы «Цикада» начались 15 декабря 1976 г. запуском одноименного навигационного спутника («Кос- мос-883»). Непрерывность излучения сигналов спутниками «Цикада», наряду с существенным (до 80-100 м по место- положению) повышением точности навигационного обеспе- чения, расширила область применения системы и повысила эффективность навигационного обеспечения, в т.ч. для граж- данских судов. В сообщениях ТАСС о последующих запусках спутников «Цикада» (начиная с КА Космос-1000) стало ука- зываться их навигационное предназначение. Ранее же о цели запуска практически каждого спутника серии «Космос» ту- манно сообщалось, что «на спутнике установлена аппаратура для продолжения исследований космического пространства в соответствии с программой, объявленной ТАСС 16 марта 1962 г.», или же о цели вообще ничего не сообщалось. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1029-305 от 20 ноября 1979 г. навигационная система «Цикада» в составе четырех одноименных КА, наземного комплекса управления, общего с НКУ системы «Парус», и корабельного (судового) навигационного обо- рудования была принята в эксплуатацию для навигацион- ного обеспечения кораблей и вспомогательных судов ВМФ, плавсредств других силовых ведомств и гражданских судов Минморфлота, Минрыбхоза, Мингео, АН СССР. Производство космических аппаратов в КБПМ (НПО ПМ, г. Красноярск-26) в 1970-е гг. 23 февраля 1970 г. приказом № 61 МОМ на базе про- изводств № 5 и № 6 завода «Красмаш» в Красноярске-26 был создан и под управление КБПМ передан Механический завод (п/я А-7040). Серийное производство гироскопии для ракетных комплексов было закрыто. «Бериллиевый» корпус № 27 получил другую ориентацию. В руководство завода в это время пришли хорошие организаторы, среди них - один из создателей знаменитого на всю страну про- изводства холодильников, директор Механического завода А.Е.Митрофанов, обладающий большим производственным опытом работы на заводе «Красмаш». Из воспоминаний А.Е.Митрофанова: «Весной 1970 г. на Красмашзавод прибыл СААфанасьев. В этот при- езд М.Ф.Решетнев с согласия директора Красмашзавода В.П.Котельникова решил вопрос об организационной само- стоятельности производств № 5 и № 6 и о создании на их базе Механического завода для выполнения работ КБПМ. 23 февраля я проводил, как обычно, ежедневное опе- ративное совещание. Вошел Михаил Федорович и попросил 239
История развития отечественных автоматических космических аппаратов выйти на минуточку. Усевшись в углу коридора, рассказал о достигнутых договоренностях и предложил перейти на ра- боту директором завода. Когда-то за ужином у М.К.Янгеля я говорил Михаилу Федоровичу, что мне надоело заниматься пушками, и хотел бы более сложную и интересную работу, так что я был готов принять его предложение... 12 марта состоялось мое утверждение на коллегии МОМ первым заместителем начальника КБПМ - директо- ром Механического завода, и мы вместе с И.Д.Федоровым, назначенным главным инженером завода, приступили к работе». В начале апреля 1970 г. на Механическом заводе соз- дается единое центральное производство. Начальником цен- трального производства - заместителем главного инженера завода был назначен О.Г.Чуканов. В октябре 1970 г. для из- готовления узлов исполнительной автоматики спутников был создан цех № 56. В начале 1970 г. завершено изготовление, а 25 апреля выведены на орбиту первые восемь спутников «Стрела-1 М» («Космос-336» ... «Космос-343»). Во второй половине года изготовлен, а 16 октября выведен на орбиту первый спутник «Стрела-2М» («Космос-372»), Также во второй по- ловине 1970 г. изготовлен, а 2 декабря выведен на орбиту первый спутник «Ионосферная станция» (К-381). Во второй половине 1971 г. был изготовлен, а 24 ноября выведен на орбиту первый спутник «Молния-2». Рост объемов производства спутников на Механиче- ском заводе в конце 1960-х и начале 1970-х гг. требовал Подписывается акт приемки спутника «Радуга» серьезного технического перевооружения подразделений, занимающихся изготовлением для собственных нужд средств технологического оснащения. В эти же и после- дующие годы реализовывались планы МОМ по центра- лизованному оснащению смежных предприятий отрасли режущим и контрольно-измерительным инструментом. В реализации этих планов активное участие принимал и Механический завод. Однако рост объемов выпуска СТО сдерживался от- сутствием соответствующих производственных мощностей и технологий, в связи с чем руководством Механического завода и министерства было принято решение о начале стро- ительства в 1970 г. нового корпуса № 28, в котором должны были сосредоточиться ряд производств, в т.ч. полноценное инструментальное производство с участком изготовления нестандартного оборудования. В 1972 г. на площадях строящегося корпуса № 28 на- чалось создание цеха по изготовлению инструмента и не- стандартного оборудования. В начале 1974 г. завершено изготовление, а 26 марта выведен на геостационарную орбиту спутник «Космос-637», представлявший собой га- баритно-весовой макет КА «Радуга». Также в начале этого года завершено изготовление, а 29 июля 1974 г. выведен на геостационарную орбиту спутник «Молния-1 С»; во второй половине года изготовлен, а 21 ноября выведен на орбиту первый спутник «Молния-3». Во второй половине года из- готовлен, а 26 декабря 1974 г. выведен на орбиту первый навигационный спутник «Парус» («Космос-700»), В начале 1970-х гг. начинается освоение геостационар- ной орбиты. Первым спутником-ре- транслятором, предназначенным для работы на геостационарной орбите, стал спутник «Радуга». Это было со- вершенно новое изделие, имеющее большое количество новых конструк- торско-технологических решений. Все это потребовало значительного увели- чения объемов наземной отработки и проведения конструкторско-доводоч- ных и чистовых доводочных испыта- ний. Спутник «Радуга» впервые был представлен полным комплексом из- делий для наземной отработки, на дол- гие годы ставшим основным для всех последующих космических аппаратов предприятия. Во второй половине 1975 г. изготов- лен, а 22 декабря выведен на геостаци- онарную орбиту первый отечественный связной спутник «Радуга». Параллель- но с изготовлением спутника «Радуга» в 1975-1976 гг. велись изготовление и экспериментальная отработка узлов и приборов спутника «Экран» и других аппаратов: 240
Глава 4 - технологии сборки и стыковки антенн к КА в горизонтальном по- ложении в специальном стапеле для настройки АФУ; - технологии проверки функ- ционирования всех механических систем в связи с увеличением раз- меров солнечных батарей и штанг; - технологии балансировки и определения центра масс спутника в вертикальном положении за один его установ; - технологии кантования спут- ника на 180 °, с поворотом вокруг оси на 360 °. Во второй половине 1976 г. из- готовлен, а 26 октября выведен на орбиту первый спутник непосред- ственного телевизионного вещания «Экран». В июне 1977 г. цехами производства начато изготовление материальной части для первого спутника связи общего граж- данского назначения «Горизонт». 19 декабря 1978 г. самоот- верженный труд конструкторов, технологов, мастеров, рабо- чих НПО ПМ обеспечил выполнение важной государственной задачи по трансляции Олимпийских игр 1980 г. - был вы- веден на стационарную орбиту первый спутник «Горизонт». 1 августа 1977 г. КБ прикладной механики и Механический завод образуют НПО прикладной механики (НПО ПМ). В декабре 1979 г. в цехе № 30 началось изготовление первых приборов БАС (блок автоматики и стабилизации Сборка спутника связи «Горизонт» Спутник «Экран» в сборочном цехе напряжения). БАС стал неотъемлемой частью СЭП гео- стационарных спутников «Радуга», «Горизонт», «Экран» и др. БАС был разработан Сухумским физико-техническим институтом под руководством Ю.П.Венедиктова. Первые приборы собирали и испытывали сами разработчики в ма- стерской СФТИ. К началу 1980-х гг. коллектив Механического заво- да набирает силы по всем направлениям деятельности НПО ПМ. Осваиваются новые технологии изготовления тепловых труб, систем поворота антенн, СВЧ-приборов, боралюминиевых конструкций, композит- ных материалов и др. Особенно интенсивно стало набирать силы производство и весь Механический завод с приходом в 1976 г. молодого инженера Г.И.Григорова, про- шедшего хорошую школу на Куйбышевском заводе «Прогресс». Высокая техническая эрудиция, требовательность, инженерная смелость и неуемная энергия помогли ему занять свое место в НПО ПМ - он был на- значен заместителем генерального ди- ректора - главным инженером объедине- ния. Планы технического перевооружения Г.И.Григоров старался претворять в жизнь, заставляя весь инженерный состав завода считать это своим первостепенным делом, и цеха стали преображаться. Можно было показывать зарубежным гостям современ- ный парк станков с ЧПУ, рабочие места для испытаний спутников и многое другое. У Г.И.Григорова установились хорошие творческие отношения с КБ, его высоко ценили в министерстве, куда он был пере- веден на работу в 1989 г. 241
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Л.Д.Лей&к'Ь, ОАО «Корпорация «Комета» МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОТИВОКОСМИЧЕСКОЙ ОБОРОНЫ «ИС-М» Анализ испытаний комплекса «ИС» выявил его значи- тельные энергетические и точностные резервы. Появилась возможность их использования для существенного расши- рения боевых возможностей комплекса. Заказчик, учиты- вая возможности космических систем военного назначе- ния США и перспективы их развития, требовал увеличить диапазон перехвата опасных спутников от 100 до 3600 км, обеспечить возможность перехвата уже на первом витке и повысить помехозащищенность бортовой головки самона- ведения. Это расширение удалось совершить с минималь- ными переделками аппаратуры, в основном за счет нового программно-алгоритмического обеспечения вычислитель- ного центра командного пункта системы. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 13 февраля 1973 г. была задана разработка комплекса «ИС-М» с расширенным диапазоном перехвата. 1 декабря 1973 г. главным конструктором комплекса «ИС-М» был на- значен КАВласко-Власов. Рассказывает академик А.И.Савин: «После принятия системы «ИС» в опытную эксплуа- тацию мы продолжили работы по нескольким основным направлениям. Первое направление - увеличение поме- хозащищенности бортовой головки самонаведения. При- няли решение о разработке бортовой ГСН инфракрасного диапазона. Решение этой проблемы для того времени оказалось очень трудным. Необходимо было обеспечить обнаружение ИСЗ-цели на довольно большой дальности в 30-40 км. Проектирование тепловой ГСН было поручено НИИ-10 Министерства судостроения. Видимо, ни институт, ни непосредственные исполнители не были подготовлены к решению столь сложной задачи. Инфракрасные ГСН были изготовлены, но ни в одном из четырех пусков положитель- ных результатов достигнуть не удалось. В1978 г. разработка инфракрасной ГСН была прекращена. Второе направление - увеличение высот и углов накло- нения перехватываемых ИСЗ-целей. Предполагалось, что наиболее опасные спутники будут летать на больших высо- тах. Эту задачу удалось решить. Диапазон перехвата увели- чился более чем в 3 раза. Третье направление - обеспечение перехвата не толь- ко двухвитковым методом. Решение этой задачи давало возможность перехватывать опасный спутник наиболее оперативно, разными тактическими приемами. После мо- дернизации система обеспечила довитковый перехват, од- новитковый перехват и многовитковый перехват нескольких ИСЗ-целей. Четвертое направление - обеспечение перехвата манев- рирующих в космосе ИСЗ-целей. После привлечения к рабо- те наземных радиолокационных станций точного определе- ния координат спутников-целей других систем наша система стала обеспечивать решение этой задачи. Пятое направление - вновь отрабатываемые схемы вы- ведения перехватчика, учитывающие более эффективный способ расхода запасов энергетики. Решение этой задачи позволило обеспечить перехват спутников не только в ком- планарной плоскости, но и на пересекающихся курсах. Шестое направление - повышение эффективности по- ражения ИСЗ-целей с различной отражающей поверхностью и степенью защищенности. После доработки боевой части, способов наведения и самонаведения модернизированная система «ИС-М» могла перехватывать самые разные космические цели - от искусственных спутников Земли с эффективной отра- жающей поверхностью менее одного квадратного метра до многоразового корабля типа «Шаттл». С 1973 по 1978 г. было внедрено значительное количество технических дора- боток, что сделало систему «ИС-М» высокоэффективным оружием противокосмической обороны». Летные испытания комплекса «ИС-М» начались 16 февраля 1976 г. и завершились 19 мая 1978 г. Постанов- лением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 14 ноября 1978 г. космический аппарат «ИС-М» принят на вооружение (в комплектации с радиолокационной ГСН). Космический аппарат-перехватчик имел начальную массу 2450 кг, запас характеристической скорости 1200 м/с, гарантированный срок службы 6 лет. 1 июня 1979 г. комплекс противокосми- ческой обороны «ИС-М» с расширенным диапазоном вы- сот перехвата поставлен на боевое дежурство. Л.Ъ.Лр/пгмоб, ЦЛ.Лито1ьчснкх. ОАО «Корпорация «Комета» СОВМЕСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ МОРСКОЙ КОСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ и ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ МКРЦ С КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ «УС-А» и «УС-П» Совместные испытания системы МКРЦ с КА «УС-П» начались в 1974 г. Основными целями и задачами этих ис- пытаний являлись: - экспериментальная проверка и оценка функциониро- вания системы МКРЦ с КА «УС-П», с учетом одновремен- ного функционирования серийных КА «УС-А», решающих задачи по целевому назначению по планам ГШ ВМФ; - проверка конструктивных и аппаратных решений, реа- лизованных в КА «УС-П», а также в наземных и корабель- ных комплексах; 242
Схема функционирования комплекса Коррекция движения КА-перехватчика Точка встречи Многозаходный вариант перехвата орбиты КА-перехватчика Измерения орбиты ИСЗ-цели РКК Довитковый вариант перехвата Орбита ИСЗ-цели Первая расчетная точка встречи Орбита ИСЗ-цели Схема функционирования комплекса «ИС-М»
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - отработка и проверка алгоритмов и программ управ- ления и обработки специнформации в бортовых, корабель- ных и наземных комплексах; - определение основных TTX и эксплуатационных харак- теристик средств системы, подлежащих передаче в эксплу- атацию. В состав объектов испытаний системы МКРЦ с КА «УС-П» были включены все предусмотренные проектной документацией части системы. Это КА «УС-П» с борто- вым комплексом детальной радиотехнической разведки «Кортик-С», бортовым комплексом управления, солнечной энергетической установкой. Это и наземные комплексы управления с программно-алгоритмическим обеспечением полного состава и корабельные комплексы, размещаемые на подводных лодках и надводных кораблях, в части при- ема и обработки информации, поступающей с КА «УС-П», и выработки по ней данных целеуказания ракетному ору- жию. Это и комплекс наземного технологического оборудо- вания и контрольно-проверочной аппаратуры технической и стартовой позиции для обеспечения подготовки и запуска КА «УС-П», а также унифицированные ракеты-носители (в части стыковки с КА «УС-П» и обеспечения вывода их на орбиты) с комплексом наземного технологического обору- дования PH «Циклон-2». Для проведения испытаний всего было запущено три КА «УС-П», изготовленных по документации главного конструктора на заводах «Арсенал» и «Мосприбор». За- пуск первого КА «УС-П» состоялся 24 декабря 1974 г. Он функционировал на орбите 58 сут. (при заданных по тактико-техническому заданию 45 сут.). Функциониро- вание КА прекратилось из-за израсходования топлива и выхода из строя батарей электропитания. Во время про- ведения испытаний были выявлены дефекты, связанные с неполным раскрытием антенных панелей комплекса «Кортик» по программным командам (полное раскрытие обеспечивалось по разовым командам с НКУ), и повы- шенные фазовые ошибки в приемных трактах комплекса «Кортик». По результатам пуска КА были проведены соот- ветствующие доработки. Второй запуск КА «УС-П» был произведен 29 декабря 1975 г. Его программа испытаний была выполнена полно- стью в течение 89 сут. Были определены мероприятия по доработке антенной системы комплекса «Кортик-С» из-за неправильно выбранного соотношения баз приемной антен- ны в одном из диапазонов. Третий запуск КА «УС-П» был произведен 2 июля 1976 г. Продолжительность его функционирования составила 131 сут. Была произведена проверка и получены результаты по работе всех технических средств, входящих в состав систе- мы МКРЦ, а также при одновременном функционировании одного КА «УС-П» и двух КА «УС-А». Несмотря на то, что имели место замечания по работе комплекса «Кортик-С» (в части неустойчивости его работы и возникновения оши- бок в определении координат источников радиоизлучения), задачи пуска КА были выполнены. Четвертый запуск КА «УС-П» был произведен 26 ноября 1976 г. В процессе 35-суточного полета КА была подтверж- дена эффективность доработок, выполненных по бортово- му специальному комплексу «Кортик-С», и был получен достаточно большой объем данных для определения основ- ных тактико-технических и эксплуатационных характеристик системы МКРЦ при работе с КА «УС-П». Функционирование КА было прекращено из-за выхода из строя двигательной установки по причине разгерметиза- ции ее топливного тракта. При завершающей стадии летных испытаний системой МКРЦ выполнялись и целевые функ- ции, в т.ч. предоставление ВМФ ценных сведений о надво- дной обстановке в Мировом океане. В июне 1977 г. совместные испытания системы МКРЦ с КА «УС-П» были завершены. В ходе их проведения была подтверждена правильность принципов и технических реше- ний, заложенных в создание системы МКРЦ, в т.ч. при одно- временном функционировании КА «УС-П» и КА «УС-А». Полученный в процессе испытаний объем данных позволил оценить основные тактико-технические и эксплуатационные характеристики системы и подтвердить их соответствие ос- новным требованиям ТТЗ Министерства обороны и ТЗ на составные части системы. Одновременно была выявлена необходимость доработки БСК «Кортик» в части точности определения координат и повышения надежности работы двигательной установки. Постановлением правительства от 14 ноября 1978 г. система МКРЦ была принята на вооружение в полном со- ставе. По результатам завершения государственных ис- пытаний Родина достойно оценила труд разработчиков системы МКРЦ. За большой личный вклад в создание системы в целом Н.НАмелько, В.Л.Гречке, Л.Д.Кучме, М.К.Серову и Т.Е.Стефановичу была присуждена Ленинская премия. За разработку радиоэлектронных комплексов си- стемы В.М.Баланин, В.П.Васюков, В.П.Гущин, Е.В.Дмитриев, Г.Ф. Зотов, НАКочешков, Ю.В.Минько, А.Ф.Невдащенко, В.Н.Ревенко, П.О.Салганик и А.Ф.Якунин были удостоены Государственной премии СССР. Генеральному конструкто- ру ЦНИИ «Комета» академику А.И.Савину было присвоено звание Героя Социалистического Труда. Большая группа разработчиков системы и военных специалистов была награждена орденами и медалями. Особо следует отметить, что удачное сочетание деловых и личных качеств председателя Госкомиссии Н.Н.Амелько и технического руководителя А.И.Савина обеспечило эф- фективное руководство работой Государственной комис- сии, успешное проведение совместных испытаний систе- мы МКРЦ и ее принятие на вооружение Министерством обороны СССР. 244
Глава 4 1АЛ.Лшпо&1£нка, 'К.П.Мисншс ОАО «Корпорация «Комета» СОЗДАНИЕ И ИСПЫТАНИЯ КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ОКО» Экспериментальные пуски, начатые в 1972 г., продолжались. Были изготовлены и запущены еще два космических аппарата: в январе 1975 г. - на вы- сокоэллиптическую орбиту, в октябре 1975 г. - на стационарную. По инициативе ученых и инженеров ЦНИИ «Комета» с участием предприятий-смежников был проведен тщательный анализ полученных эксперименталь- ных данных и результатов испытаний. По его итогам было принято решение осуществлять обнаружение в ночных усло- виях на фоне пригоризонтной Земли и космоса, в дневных условиях-только на фоне космоса. Необходимо было пока исключить обработку сигналов стартующих ракет на слож- ном подстилающем нестационарном фоне дневной Земли. Особо опасным в этой ситуации могло быть формирование ложной информации о стартах межконтинентальных балли- стических ракет. В 1975 г. полным ходом шло проектирование и изго- товление штатных средств системы. Создание системы по- требовало многих лет интенсивной работы многотысячных коллективов ученых, инженеров и техников самых различных КА системы «ОКО» первого поколения специальностей. Только к разработке бортовых средств КА было привлечено более 50 конструкторских бюро и заводов. Серьезную проблему представляла не имевшая анало- гов разработка бортового комплекса управления КА, обе- спечивающего наведение бортовой аппаратуры обнаруже- ния на заданный район, и выполнение циклограммы работы бортовых средств при длительном автономном функци- онировании КА без передачи с командного пункта команд управления. В разработке бортового программно-алгорит- мического комплекса управления и взаимодействующего с ним наземного комплекса управления принимали активное участие М.М.Креймерман, Ю.П.Яковенко, С.М.Бабиков, В.В.Овчинников, В.В.Коршунов, В.М.Князев, Ю.Ф.Фирсаев, Ю.Я.Быков, В.В.Ирсетский, Ю.С.Перепелов, ГАЕрмошкин, Б.И.Ратгауз, В.П.Мисник, ВАОмельченко, В.С.Ельков и др. КП системы «ОКО» 245
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Зал управления командно-вычислительного центра Сложные задачи были решены разработчиками при созда- нии наземных средств системы. Наземный КП состоит из четырех станций приема ин- формации и передачи команд, вычислительного комплекса обработки и вычислительного комплекса управления, ком- плексов средств приема, регистрации и обработки теле- метрической информации, средств оперативно-командной связи и передачи данных, комплекса документирования, си- стемы электропитания, вспомогательных средств, обеспечи- вающих поддержание температурно-влажностного режима. Существенный вклад в подготовку к пуску КА наземных аппаратных средств объекта и его сдачу на соответствие ТУ внесли В.В. Крохин, А.В. Яковлев, В.И.Друшляков, А.В. Глухов, И.В. Городецкий, В.Ю. Беляев, А.И. Коршунков, О.В. Харин, Ю.В. Тамбуров, К.С. Щеглов, Н.Т.Черешнев, ЕГ.Зелкин и др. За два с половиной года был выполнен огромный объем работ. Четкая организация, целеустремленность разработчи- ков, их высокая квалификация, большая помощь со стороны Заказчика и Комиссии по военно-промышленным вопро- сам при Совете Министров СССР, особенно Л.И.Горшкова и В.М.Каретникова, позволили уже в 1976 г. подготовить первую очередь всех аппаратных средств системы к летным испытаниям. В октябре 1976 г. первый опытный КА, оборудованный по штатной схеме, был запущен на высокоэллиптическую орбиту. Главными задачами его испьпаний были определены установ- ление соответствия полученных тактико-технических характери- стик КА требованиям технического задания, а также отработка программно-алгоритмического обеспечения управления и обработки специнформации. К моменту запуска ПАО-У кос- мического аппарата было достаточно хорошо отработано с использованием различного рода имитаторов и обеспечивало автоматизированное управление КА и средствами системы. Зна- чительный вклад в создание и отладку ПАО-У внесли ЮАКуч- ко, В.Н. Крюков, А.М.Хованский, Б.П.Санин, В.Ф. Гребенкин, Ю.Ф. Мелехин, М.В. Васильев, Ю.В.Фролов, Ю.П.Яковенко. К сожалению, ПАО-О требовало существенных доработок. Основ- ными проблемами при этом были недопустимо низкие показатели по достоверности информации обнару- жения (малая вероятность правиль- ного обнаружения и большой поток ложных тревог) и устойчивости функционирования вычислитель- ного комплекса на базе ЭВМ М-10 Объективный характер сложности решения указанных проблем был в их новизне (достаточно сказать, что в процессе создания системы за- казчик с участием разработчика так и не смог выпустить ТЗ на ПАО об- работки специнформации). Особую трудность представляла проблема достижения в процессе разработки и оценки при испытаниях вероятности обнару- жения концентрированных по времени групповых стартов баллистических ракет из-за отсутствия возможности их фактического наблюдения. Выходом из создавшегося по- ложения была разработка цифровой имитационной моде- ли входного воздействия реального времени, включающей в себя фоно-целевую обстановку (в динамике ее измене- ния), БАО телевизионного и теплопеленгационного типов, КА и радиолинию сброса информации «борт-Земля». Мо- дель получила название ЦИМИТ (цифровая имитационная модель информационного тракта). Существенный вклад в создание ЦИМИТ принадлежит Г.В.Давыдову, Ю.П.Веткину, Б.П.Макушину, А.Д.Кудрявцеву, Н.Т.Черешневу, А.И.Тюкову, П.ПАкимову, ВАГомоскову, ЕАЖуравлеву и др. В относительно короткий срок с момен- та запуска первого штатного КА коллективу тематиков и тео- ретиков в составе Ц.Г.Литовченко, С.Г.Тотмакова, В АГапона, АМ.Шеленкова, Е.П.Самарина, С.П.Каржавина, А.В.Мотова, ГВ.Линковского, ВАШварте, Н.Ф.Назарова, В.Ф.Матвеева с помощью ЦИМИТ и записей реальных пусков удалось найти оригинальные решения, которые обеспечили при- емлемые ТТХ системы в части достоверности информации обнаружения. Существенный творческий вклад в решение проблемы достоверности информации внесли программи- сты П.В.Болохов, Л.И.Лобынцева, М.П.Еремина (ЦНИИ «Ко- мета») и С.М.Аладашвили, В. Д. Базаров, Ю.Б.Евстифоров, С.С.Хусаинова, Т.Н.Котляревская (Иркутское отделение ЦНПО «Каскад») и др. Не менее сложной оказалась проблема обеспечения устойчивости и непрерывности функционирования. Для ее решения был (впервые в мировой практике) реализован межмашинный обмен между тремя ЭВМ в составе вычис- лительного комплекса и создана сложная система функци- онального допускового контроля состояния КА, наземных средств, включая проверку на логическую непротиворечи- вость результатов вычислений в реальном масштабе време- 246
Глава 4 В.В.Крохин Г.В.Давыдов Ц.Г.Литовченко Н.Т.Черешнев Б.П.Макушин М.М.Креймерман G -Л В.П.Мисник В.Г.Хлибко М.И.Ненашев ни, что позволило при сравнительно невысоких показателях надежности каждой из ЭВМ, входящей в состав ВК, добить- ся высоких показателей по непрерывности и устойчивости функционирования ВК в целом. В части обеспечения непре- рывности функционирования ВК ключевую роль сыграли Н.П.Еремина, Л.И.Лобынцева, П.В.Болохов, И.И.Тарасов, В.И.Коренюк, З.М.Полякова и программисты от Ярослав- ского отделения «Каскад» Н.Н.Загоруйко, В.В.Горленко, А.Е.Синицын и др. Сложность создаваемой системы вызвала к жизни не- обходимость в реализации на объекте организационно-тех- нических мероприятий для обеспечения увязки, стыковки и отладки программно-аппаратных комплексов. Возникла не- обходимость постоянного системно-технического руковод- ства работой до этого относительно разрозненных подраз- делений головной организации и предприятий кооперации, работающих на объекте. Была создана комплексная бригада, в которую вошли все подразделения без учета их ведомственной принадлежности. Руководителем комплексной бригады был назначен заместитель главного конструктора Г.В.Давыдов. Несмотря на все предпринятые меры, в короткие сроки полностью решить проблему обработки большого потока информации с борта КА в реальном масштабе времени не удалось. Для этого потребовался еще не один год работы тематиков, теоретиков и программистов. В апреле 1977 г. запускается новый КА. Комиссия по испытаниям продолжает работу. Орбитальная группировка наращивается. В июне и июле 1977 г. запускаются еще два аппарата. На орбите работают уже три КА. Они последова- тельно контролируют заданный район, время от времени перенацеливаются для наблюдения за плановыми пусками отечественных и иностранных МБР и ракет-носителей. Пол- ным ходом идет набор фоновых и целевых характеристик, уточняются алгоритмы обработки. В середине 1977 г. комиссией утверждается акт по оцен- ке ПХ КА с положительными результатами. Государственная 247
История развития отечественных автоматических космических аппаратов комиссия приступила к завершающему этапу - испытаниям системы в целом. В 1977-1978 гг. запускаются еще четыре КА. Орбитальная группировка полного состава ведет практи- чески непрерывный контроль заданного района. Набранная статистика по обнаружению стартов МБР и эксплуатационные показатели функционирования наземных средств позволяют произвести оценку достигнутых ТТХ системы. Разрабатыва- ется итоговый акт испытаний. В конце 1978 г. актом, подпи- санным всеми членами Государственной комиссии, рекомен- довано принять Космическую систему раннего обнаружения стартов МБР первого поколения на вооружение. Огромную роль в проведении и успешном заверше- нии государственных испытаний космической системы первого поколения также сыграли энергия, настойчивость, целеустремленность и высочайший профессионализм руководства и сотрудников заказывающего управления, командования и офицеров эксплуатирующих войсковых частей, испытателей 45 ЦНИИ МО. Среди них - начальник заказывающего управления, председатель Государственной комиссии по испытаниям генерал М.И.Ненашев, его за- меститель генерал Е.В.Гаврилин, командующий войсками РКО генерал Ю.В.Вотинцев, командующие армией гене- ралы ВАСтрельников и Н.И.Родионов, представители во- енной науки Ю.Г.Ерохин, А.Д.Курланов, А.С.Шаракшанэ, ЮАДиденко, Е.В.Жадейко, П.Я.Салтанов, С.В.Дианов, В.Б.Ивановский, А.И.Антонец, В.М.Прусаков, Г.С.Суворов, И.А.Шекланов, В.В.Басов, М.И.Шумаков и др. 16 января 1979 г. вышло постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР о принятии системы в эксплуатацию. В нем было рекомендовано в период с 1979 по 1981 г. осу- ществлять опытную эксплуатацию системы силами Мини- стерства обороны с участием представителей промышлен- ности с целью приобретения опыта и набора статистики. В 1981 г. за успешное завершение работ по созданию системы В.ГХлибко и Ц.Г.Литовченко были удостоены Ле- нинской премии, А.И.Савин, В.В.Крохин, БАВасченок, Г.В.Давыдов, А.Н.Мялик, ВАПодлесный, В.В.Синелыциков, Н.Т.Черешнев - Государственной премии СССР. M.K..Cancw, А.К.Уситной РАБОТЫ КБ «АРСЕНАЛ» В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В середине 1960-х гг. «Арсенал» впервые в своей истории приступил к изготовлению космической техники в рамках программы освоения космического пространства. В рамках утвержденной лунной программы многочислен- ные советские предприятия - участники этой программы приступили к работам. Одной из основных организаций в ее реализации было ОКБ-1, возглавляемое С.П.Королевым. В рамках разработки первого космического аппарата для исследования поверхности Луны возникла необходимость разработки посадочного устройства. Согласно постановле- нию Правительства и Совета Министров СССР от 3 августа 1964 г. «Арсенал» приступил к отработке и изготовлению опорных кинематических устройств для посадки лунных космических аппаратов и кораблей. В 1965 г. на «Арсенал» прибыла делегация 3 Глав- ка МОМ и технических специалистов ОКБ-1 с предложением в кратчайшие сроки отработать энергопоглотители и изго- товить лунное посадочное устройство, на котором должна быть установлена лунная кабина для прилунения первого советского космонавта. Предстояло создать копровый стенд для испытаний опорной кинематики и отработки сотовых вкладышей с характеристиками энергопоглощения, позво- ляющими сохранить жизнь космонавта. Этот стенд был соз- дан конструкторским бюро СНО отдела главного технолога. Конструкция сотовых вкладышей, предложенная ОКБ-1, не позволяла получать стабильные характеристики энерго- поглощения. На «Арсенале» была предложена конструк- ция вкладыша, сваренная из профилированной титановой фольги путем скручивания, что позволило получить необхо- димые характеристики. Эта оригинальная конструкция была введена в КД, на нее получено авторское свидетельство на изобретение. Уже в 1967 г. необходимое количество лунных посадочных устройств было изготовлено на «Арсенале» и постав- лено для испытаний на базе в г. Загорске (ныне г. Сергиев Посад Московской обл.). Следующее лунное посадочное устрой- ство 8ЕК для обеспечения посадки лунохода 248
Глава 4 Лунное посадочное устройство было также поручено «Арсеналу». Всего с 1969 по 1976 г. на Луне побывало пять посадочных устройств, изготовленных на «Арсенале». Также в 1966 г. заводу «Арсенал» было по- ручено изготовление блоков ориентации лунного орбиталь- ного корабля и лунной кабины. Блоки были изготовлены и поставлены на испытание, однако из-за отсутствия носителя Н1-ЛЗ использованы в лун- ном проекте не были. В начале 1970-х гг. в КБ продолжились работы по созданию системы мор- ской космической разведки и целеуказания. Направле- ние космической техники к первому кварталу 1970 г. обеспечило выпуск КД на КА радиотехнической разведки и получение от НПОМаш на завод «Арсенал» КД на КА с РЛС для проведения необхо- димой подготовки производ- ства и изготовления опытных образцов КА. Специалисты КБ обеспе- чили проведение летных ис- пытаний КА, в ходе которых решили целый ряд новых технических проблем, вы- явившихся при функциони- ровании этих принципиально новых для своего времени сложных КА. КБ «Арсенал» были также проведены раз- работки и летные космиче- ские эксперименты с новыми видами научно-технической аппаратуры, направленные на повышение тактико-техниче- ских характеристик КА и системы в целом. На заводе «Арсенал» под техническим руководством КБ «Арсенал» в очень короткие сроки, что вообще было характерно для работы отечественной промышленности того времени, была проведена реконструкция производства и ввод новых производственных мощностей для выпуска совершенно нового для завода вида продукции — косми- ческой техники. Результаты комплекса работ, проведенных в КБ и на заводе «Арсенал» по разработке конструкторской и тех- нологической документации, и подготовка производства позволили уже в 1970 г. начать выпуск опытных образцов космических аппаратов. В1970 г. был изготовлен КА радио- локационной разведки специальной комплектации для про- ведения прочностных статических испытаний. Проведенные испытания подтвердили необходимую прочность всех эле- ментов КА и позволили аттестовать технологию и получить заключение, разрешающее изготовление КА для летно-кон- структорских испытаний. В1971-1972 гг. было изготовлено необходимое количе- ство опытных образцов КА (в т.ч. радиотехнической развед- ки) для всесторонних наземных испытаний, в ходе которых был решен весь комплекс научно-технических проблем для обеспечения выхода на государственные летно-конструк- торские испытания. Летно-конструкторские испытания КА «УС-А» КА «УС-АМ» 249
История развития отечественных автоматических космических аппаратов с КА радиолокационной разведки были начаты в 1973 г., а с КА радиотехнической разведки - в 1974 г. Проходили ис- пытания достаточно успешно. В ходе испытаний был решен целый ряд новых технических проблем, выявившихся при полетном функционировании сложных КА, принципиально новых для своего времени. При этом выполнялись и экс- плуатационные функции системы МКРЦ, Военно-морскому флоту представлялись необходимые сведения о надводной обстановке в Мировом океане и прибрежных районах. По результатам испытаний система МКРЦ с КА радиоло- кационной разведки была принята в эксплуатацию в 1975 г., а в полном составе (с КА радиотехнической разведки) - в 1978 г. Весь комплекс этих работ был проведен коопера- цией предприятий с большим подъемом, как говорится, на одном дыхании. За активное и успешное выполнение работ по созданию системы МКРЦ большая группа инженерно- технических работников и рабочих КБ и завода «Арсенал» была награждена орденами и медалями СССР. Несмотря на успешное завершение работ, учитывая на- учно-техническую новизну задачи, а также ограниченные технические возможности нашей промышленности того времени (особенно по элементной базе бортовых радиоэ- лектронных систем), оставалось широкое поле деятельности по модернизации и улучшению ТТХ космических аппаратов. Исследования по возможности улучшения ТТХ проводились как в процессе летно-конструкторских испытаний, так и на начальном этапе эксплуатации КА. Специалисты «Арсена- ла», ранее решавшие сложные научно-технические задачи, не мыслили себя «серийщиками» и добивались от вышестоя- щих органов принятия решений о проведении модернизации и дальнейшем развитии космических комплексов МКРЦ. Результатом этих усилий стало, при поддержке коопера- ции, постановление правительства на выполнение такого комплекса работ, принятое в конце 1978 г. В начале 1980 г. директивными документами за КБ «Арсенал» был офици- ально закреплен статус головного предприятия по созданию космических комплексов наблюдения, создаваемых в ин- тересах Минобороны (фактически эту роль КБ выполняло уже и в 1970-е гг.), и главным направлением работ КБ стала космическая техника. В 1979-1989 гг. был проведен ряд этапов модерниза- ции КА системы МКРЦ, которые обеспечили кардинальное улучшение всех основных ТТХ космических комплексов, в т.ч. параметров обнаружения и распознавания, и увеличение ширины полосы одновременного обзора. Ресурс полетного функционирования космических аппаратов был повышен в 5-10 раз, что в итоге позволило существенно уменьшить годовой наряд КА (количество КА для обеспечения постоян- ного функционирования системы) до уровня, сбалансиро- ванного с производственными возможностями предприя- тий-изготовителей. Таким образом, благодаря творческому вкладу КБ «Арсенал», система МКРЦ приобрела свое окон- чательное техническое состояние, обеспечивая глобальное слежение за надводной обстановкой в Мировом океане. По комплексу решаемых задач она не имела аналогов в миро- вой космической технике. За прошедшие годы запущено и эксплуатировалось более 75 КА разработки КБ «Арсенал», изготовленных на заводе «Арсенал». Благодаря труду КБ и М3 «Арсенал» и кооперации, космические аппараты МКРЦ успешно функционировали до 2008 г. Наибольший организационный и творческий вклад в создание космической техники внесли следующие сотруд- ники КБ «Арсенал»: Е.К.Иванов, В.Ф.Калабин, Ю.Ф. Валов, Р.Н.Кузьмин, Б.И.Полетаев, Л.Д.Федотов, Ю.П. Федотов, В.Г. Волков, Е.Г.Лянной, Г.И.Лосев, В.М.Аронов, В.С.Бра- тыгин, Н.М.Воробьев, В.Д.Галкин, А.А. Голубков, М.П. Гри- горьев, А.Г.Дмитриев, Ю.И.Дмитриченко, А.Н. Жигалев, В.И. Илюхин, А.И.Киреев, М.И.Кислицкий, В.И. Кобылкин, А.А. Костенко, Г.Л.Кудрявцев, Ю.С.Кушмылев, Д.А. Мадисон, А.П. Машканцев, ААМедведев, В.М. Пименов, Е.Ч. Поплав- ский, Б.И.Попов, Е.Я. Пчелинцев, Б.И. Решетов, В.Г. Родио- нов, В.Н.Серкевич, В.Н. Синюков, В.А. Станкевич, Е.Ф. Сы- чугов, Ю.Н.Тимченко, БАТранцеев, Е.И. Федоровский, В.С.Фельдман, Г.П.Шарапенко, ЛАШустик, Н.П.Юдин, Л.Н. Ямсков; от М3 «Арсенал» - Н.Н. Казаков, ИААбрамов, В.Б. Севан, Д.К.Краюхин, В.Г. Петров, И.М. Столбов, В.И. Гри- горьев, В.Е.Гришмановский и др. В соответствии с приказом Министерства общего маши- ностроения СССР № 18 от 15 января 1976 г. на базе завода «Арсенал» им. М.В.Фрунзе и КБ «Арсенал» им. М.В.Фрунзе было организовано производственное объединение «Ар- сенал» им. М.В.Фрунзе. Приказом министра № 42/к от 26 января 1976 г. генеральным директором ПО «Арсенал» назначен В.В.Рогушин. Начальником КБ ПО «Арсенал» им. М.В.Фрунзе назначен А.И.Арефьев. В конце 1970-х гг. КБ и завод «Арсенал», в составе ко- операции предприятий и организаций, успешно завершили работы по созданию системы МКРЦ «Легенда» - первой в мире космической всепогодной системы наблюдения по всей акватории Мирового океана и выдачи целеуказаний по надводным объектам. По комплексу решаемых задач эта си- стема до настоящего времени не имеет аналогов в мировой космической технике. Многолетняя эксплуатация на практи- ке подтвердила высокую эффективность системы. Однако дальнейшее развитие и улучшение тактико-тех- нических характеристик этой системы сдерживалось малым полетным ресурсом (3 месяца) и недостаточно высоким уровнем электрической мощности (2,4 кВт) ядерной термо- электрической бортовой энергетической установки БЭС-5 («Бук») космических аппаратов «УС-А». Для обеспечения развертывания работ по дальнейшему развитию системы МКРЦ, а также по созданию перспектив- ных космических систем нового поколения, решающих еще более широкий комплекс задач, КБ «Арсенал» с коопера- цией предприятий в конце 1970-х - начале 1980-х гг. был разработан и принят правительством комплекс технических и директивных документов по созданию и проведению лет- но-конструкторских испытаний экспериментального косми- ческого аппарата типа «УС-А» с новой ядерной бортовой энергетической установкой и стационарными плазменными 250
Глава 4 В.Ф.Калабин электроракетными двигате- лями (СПД ЭРДУ). Работы по созданию эксперимен- тального космического ап- парата в КБ «Арсенал» воз- главил главный конструктор космического направления В.Ф.Калабин. Учитывая принципиаль- ную новизну и научно-техни- ческую сложность, наиболее трудной при создании этого космического аппарата яви- лась задача создания впервые в мировой практике бортовой ядерной энергетической установки ТЭУ-5 «Тополь» («То- паз»), построенной на термоэмиссионном принципе пре- образования тепловой энергии ядерного реактора (топливо уран-235) в электрическую. С этой задачей успешно спра- вился коллектив НПО «Красная звезда» (главный конструк- тор - В.И.Сербин) с кооперацией предприятий. Разработка экспериментального КА в КБ «Арсенал» началась в январе 1975 г. Начальник проектного сектора Р.Н.Кузьмин организовал группу специалистов во главе с Г.П.Шарапенко. Первоначально в группу вошли А.В. Да- нилов, Е.Ю.Карповская. Позднее к работам по экспе- риментальному КА были подключены М.И.Кислицкий, Г.Б.Виноградова, ЛАШустик, ЕФ.Тищенко, ВАШеенко. Большое участие в работах принимал АЛМашканцев, ко- торый, в частности, предложил создаваемому эксперимен- тальному КА дать имя «Плазма». В отличие от своего прототипа - серийного КА «УС-А» системы МКРЦ, - экспериментальный КА «Плазма» (в дальнейшем КА «Плазма-А») разрабатывался без целе- вой аппаратуры (радиолокационного комплекса «Чайка»). Вместо целевой аппаратуры было решено установить ряд новых обеспечивающих систем для перспективных косми- ческих аппаратов: - ЭРДУ 62Е «Гряда» на основе СПД для обеспечения стабилизации космического аппарата и коррекции его орбиты (разработчик - ОКБ «Факел»); - экспериментальные блоки системы ориентации и стабили- зации, в т.ч. блок интегральной коррекции, лазерный изме- ритель угловых приращений, прибор ориентации по Солнцу и др. (разработчик - ЦКБ «Ал- маз»); - аппаратура «Эпикур» для противолокационной маски- ровки космических объектов с помощью искусственных плаз- менных образований с целью противодействия противоспутниковым системам вооруже- нии (разработчик - ЦНИИмаш); - система измерения радиационных потоков «Дроб». в т.ч. от ЯЭУ, воздействующих на аппаратуру и конструкцию космических аппаратов (разработчик - ФЛИИ); - аппаратура магнитных измерений для уточнения моде- ли магнитного поля Земли в интересах АН СССР (разработ- чик-ИЗМИРАН); - устройство магнитной компенсации магнитных мо- ментов космических аппаратов для снижения расхода то- плива бортовой жидкостной ракетной двигательной установ- ки (разработчик - КБ «Арсенал»), С целью безусловного обеспечения радиационной безопасности в ходе разработки было принято решение о проведении летного эксперимента на орбите, высота ко- торой гарантирует время баллистического существования КА более 300 лет - время, достаточное для естественного распада радиоактивных продуктов в космическом простран- стве до безопасного уровня. Идею поднятия высоты орби- ты с 265 км (характерной для КА «УС-А» системы МКРЦ) до 800 км предложил заместитель главного конструктора ЦНИИ «Комета» Г.Ф.Зотов. После выведения КА раке- той-носителем на эллиптическую орбиту высотой апогея 440 км схема выведения на рабочую орбиту предусматри- вала выдачу двух последовательных разгонных импульсов бортовой ЖРДУ, обеспечивающих формирования круговой орбиты высотой около 800 км. Для обеспечения выдачи двух разгонных импульсов потребовалось проведение до- работок бортовой ЖРДУ (разработчик - ТМКБ «Союз»). В КБ «Арсенал» в доработках ЖРДУ участвовали Н.П.Юдин, Ю.И.Дмитриченко, А.А.Медведев, Н.А.Мошкова. В начале 1980-х гг. КБ «Арсенал» был завершен вы- пуск полного комплекта конструкторской, программной и эксплуатационной документации для изготовления и проведения летно-конструкторских испытаний косми- ческих аппаратов. Большой вклад в эту работу внесли В.М.Пименов, Ю.П.Федотов, Л.Д.Федотов, Г.И. Лосев, Б.И.Попов, В.С.Фельдман, А.И.Гаврилов, Ю.Л.Диденко, КА «Плазма-А» 251
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ЕЧ.Поплавский, В.И.Агальцов, БАТранцеев, С.Г.Беляев, АВ.Сайчик, В.С.Цветкова, Г.И.Каранова. Радиационная безопасность при проведении летно- конструкторских испытаний обеспечивалась на всех этапах эксплуатации. При этом в случае возникновения аварийной ситуации в орбитальном полете, а также после завершения программы полета предусматривалось гашение реактора автоматически или по разовым командам. Машиностроительным заводом «Арсенал» к середине 1980-х гг. была завершена необходимая подготовка произ- водства и изготовлены три экспериментальных космических аппарата «Плазма-А» (один стендовый - для проведения наземных испытаний, еще два - для проведения летно-кон- структорских испытаний). Результаты проведенных назем- ных испытаний КА, в т.ч. комплексные испытания стендового КА на технической позиции космодрома Байконур подтвер- дили возможность выхода на государственные летно-кон- структорские испытания. Подготовка, запуск и управление полетом косми- ческих аппаратов «Плазма-А» проводились PH 11К69 («Циклон-2») с использованием сооружений и техниче- ских средств космодрома Байконур и наземного комплекса управления системы МКРЦ «Легенда». Первый КА «Плазма-А» («Космос-1818») был выведен на орбиту 2 февраля 1987 г. Второй космический аппарат «Плазма-А» («Космос-1867») был выведен на орбиту 10 июля 1987 г. КА «Космос-1818» функционировал на ор- бите 120 сут., а КА «Космос-1867» - около 1 года (342 сут.). Подготовка, запуск и орбитальный полет эксперимен- тальных космических аппаратов КА «Плазма-А» прошли успешно. Успешному проведению запусков КА и завершению этой работы существенно помогла творческая обстанов- ка, созданная в Государственной комиссии по проведению летно-конструкторских испытаний, председателем которой был летчик-космонавт, Герой Советского Союза Г.С.Титов, работавший заместителем начальника Главного управления космических сил. Цели и задачи государственных летно- конструкторских испытаний были выполнены полностью с положительными результатами. Впервые в мировой прак- тике проведены летные испытания ядерной энергетической установки, построенной на термоэмиссионном принци- пе преобразовании тепловой энергии ядерного реактора в электрическую, что является важным достижением совет- ской космической энергетики. Результаты летно-конструкторских испытаний косми- ческих аппаратов КА «Плазма-А» подтвердили работоспо- собность и технические характеристики всех эксперимен- тальных систем. В частности, по ЯЭУ ТЭУ-5 («Тополь») подтверждена возможность обеспечения устойчивой ра- боты ЯЭУ электрической мощностью до 7 кВт, полетного ресурса не менее 1 года и перспективность термоэмисси- онного способа прямого преобразования тепловой энергии в электрическую для современных космических аппаратов. На основании результатов, полученных при создании и летно-конструкторских испытаниях космического аппара- та КА «Плазма-А», многочисленных экспериментальных исследований и проектно-конструкторских проработок, к настоящему времени развита концепция по созданию тер- моэмиссионных ЯЭУ второго поколения с электрической мощностью от нескольких десятков до нескольких сотен киловап и полетным ресурсом работы от пяти и более лет. По ЭРДУ 62Е («Гряда») показана высокая эффектив- ность (удельный импульс тяги -1200 с), малый расход ра- бочего тела и возможность обеспечения полетного ресурса не менее 3 лет. Плазмообразование, создаваемое ЭРДУ при работе двигателей, не влияет на радиосвязь космического аппарата с НКУ. По экспериментальным блокам системы ориентации и стабилизации показана возможность повышения точности ориентации и стабилизации КА не менее чем в 3 раза, с од- новременным снижением расхода топлива бортовой ЖРДУ. Впервые в нашей стране проведены испытания лазерного измерителя угловых положений в условиях космического полета и получены положительные результаты. По аппаратуре «Эпикур» подтверждена возможность и пригодность для практического применения метода плаз- менного противолокационного маскирования космических объектов с помощью искусственного плазменного образо- вания. Получен большой объем экспериментальных данных и разработаны физико-технические основы для проектиро- вания плазмогенерирующих устройств для управляемого ис- кажения радиолокационного облика космических объектов. По аппаратуре магнитных измерений получен большой объем экспериментальных данных для возможной кор- ректировки модели магнитного поля Земли. Результаты эксплуатации магнитометров в составе КА «Плазма-А» по- зволяют сделать вывод о возможности создания системы магнитной навигации космических аппаратов. По системе измерения радиационных потоков получен большой объем экспериментальных данных по работоспо- собности бортовой аппаратуры в условиях воздействия ре- альных радиационных потоков, в т.ч. от ЯЭУ, которые суще- ственно расширили представление о допустимых пределах радиационной стойкости элементной базы, а также выявили возможные пути увеличения полетного ресурса КА с ЯЭУ за счет селективного подхода к компоновке аппаратуры косми- ческих аппаратов. Данные по фактической стойкости аппаратуры, эле- ментной базы и материалов, полученные в ходе ПКИ КА «Плазма-А», могут быть использованы при проектирова- нии перспективных изделий. По устройству магнитной ком- пенсации магнитных моментов КА подтверждена эффек- тивность метода и технических средств для компенсации магнитных моментов КА. Определение магнитного момента КА «Плазма-А» и его компенсация позволили снизить рас- ход топлива ЖРДУ на 30 % и повысить полетный ресурс КА. В целом создание и летно-конструкторские испытания экспериментального космического аппарата «Плазма-А» позволили получить большой объем технических и экс- периментальных данных, которые являются базовыми для 252

История развития отечественных автоматических космических аппаратов создания перспективных космических систем нового поко- ления. Так, был создан и прошел летно-конструкторские ис- пытания прототип высокоорбитального радиационно-без- опасного КА с длительным полетным ресурсом (до 5-7 лет) и мощной бортовой ядерной энергетической установкой (до 100 кВт), позволяющей устанавливать на КА новую специ- альную и научную аппаратуру, требующую высокого энерго- потребления и отвечающую техническим возможностям КА. Эта работа была удостоена Государственной премии СССР. По этому направлению работ в те годы «Арсенал» значи- тельно опережал все зарубежные страны, в т.ч. США. Анало- гов космических аппаратов с ядерной энергетической уста- новкой мировая космонавтика не имеет и сегодня. Опыт и технические решения, полученные при создании и отработке КА «Плазма-А», составляют основной фундамент для даль- нейшего развития этого направления новейших космических технологий, предусмотренного Постановлением Правитель- ства РФ № 144 от 2 февраля 1998 г. «О концепции развития ядерной энергетики в России». Из-за экономических преобразований, проведенных в нашей стране в начале 1990-х гг., эти работы необходимо- го практического развития пока не получили. Однако можно констатировать, что конструкторское бюро и машиностро- ительный завод «Арсенал» имеют многолетний уникаль- ный опыт создания и эксплуатации космических аппаратов с ядерными энергетическими установками. В соответствии с приказом Министерства общего маши- ностроения № 54 от 15 февраля 1980 г. КБ «Арсенал» был присвоен статус головного предприятия по космическим ком- плексам наблюдения за океанами, создаваемым в интересах Минобороны России. Был сформирован Совет Главных кон- структоров КК. Фактически эту головную роль КБ выполняло уже в 1970-е гг. За прошедшее время КБ были выполнены несколько этапов модернизации и усовершенствования КК. В результате были существенно повышены тактико-техни- ческие и эксплуатационные характеристики. Например, по одному из КА срок активного существования в конечном счете был увеличен более чем в 10 раз. В 1980-е гг. КБ на- чата разработка нового поколения космических комплексов, реализующих последние достижения науки и техники. Руко- водили этими работами начальник и главный конструктор КБ Ю.Ф.Валов, главный конструктор космического направления Б.И.Полетаев и его первый заместитель Л.Д.Федотов. Благодаря творческому труду КБ «Арсенал» и всей кооперации, с 1970-х гг. в околоземном космиче- ском пространстве постоян- но функционирует группи- ровка КА, обеспечивающих, совместно с наземными тех- ДЖ ническими средствами, гло- ШШк бальное слежение за надво- ИЖ Л ШШЛ дной обстановкой в Миро- Ю.Ф.Валов вом океане. Эта система до сих пор не имеет аналогов в мировой космической техни- ке. За прошедшие годы запущено более 75 КА серии «Кос- мос» различных типов разработки КБ «Арсенал». Один из типов этих КА замечателен тем, что использует ядерную ре- акторную энергетическую установку. КБ «Арсенал» накопи- ло уникальный многолетний опыт создания и эксплуатации КА с ЯЭУ. При этом была также отработана система автома- тического увода радиационно опасной части КА после за- вершения его эксплуатации на высокую орбиту «космиче- ского захоронения». В 1987 г. был осуществлен запуск двух эксперименталь- ных КА «Космос-1818» и «Космос-1867» с ядерными энер- гоустановками типа «Топаз» нового поколения. В ходе функ- ционирования этих КА были успешно проведены отработка ряда перспективных бортовых систем, в частности, новых элементов системы ориентации и стабилизации и электро- ракетной двигательной установки и исследования магнитно- го поля Земли. В 1990-е гг. эксплуатация низкоорбитальных КА с ЯЭУ была прекращена по соображениям экологической безопасности. Однако и сейчас КА с ЯЭУ вызывают боль- шой интерес мировой научно-технической общественности В частности, в 1994-1995 гг. КБ «Арсенал» совместно с НИИПМЭ МАИ, НПО им. САЛавочкина и другими орга- низациями принимало участие в работе международной рабочей группы по исследованию межпланетных полетов с использованием ЯЭУ и ЭРДУ. В ходе этих работ была обо- снована возможность создания унифицированного косми- ческого ядерно-электрического межпланетного буксира на основе имеющегося научно-технического задела и опыта НПО «Красная звезда» и ОКБ «Факел» по ЯЭУ и ЭРДУ, а также КБ «Арсенал» по созданию и эксплуатации КА с ЯЭУ и ЭРДУ. Исследования показали, что с помощью такого бук- сира возможно решение широкого круга транспортных задач практически на всем пространстве Солнечной системы. С 1980 г. одним из направлений космического произ- водства ПО «Арсенал» стало серийное изготовление кос- мических аппаратов типа «Кобальт» (системы наблюде- ния и детальной фотосъемки земной поверхности). Этот космический аппарат был разработан ФГУП «ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара) и представляет собой мо- дернизированный вариант аппарата «Янтарь-2К». После опытно-конструкторской отработки аппарата серийное из- готовление было передано М3 «Арсенал». Серийное производство этих КА было организовано на заводе «Арсенал» и успешно продолжается сегодня. Со- вместно со специалистами ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс» конструкторы «Арсенала» принимали участие в создании космического аппарата «Орлец». Ими по техническому зада- нию ЦСКБ был разработан универсальный малогабаритный пороховой тормозной двигатель на твердом топливе 17Д712 с регламентируемым импульсом, обеспечивающий высокую точность и надежность выполнения операций при возвраще- нии на Землю спускаемых капсул с отснятой фотопленкой. Всего на М3 «Арсенал» изготовили более 200 двигателей, которыми комплектовались серийные КА. 254
Глава 4 НПО им. САЛавочкина АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕНЕРЫ И МАРСА. ПЕРВЫЕ НА МАРСЕ Третье поколение КА для исследования Венеры: «Венера-9» - «Венера-16» Для выполнения задач второго этапа исследования Вене- ры, заключающегося в планомерном, сочетающем глобаль- ное и более детальное, нежели ранее, изучении экологической системы, образуемой этой планетой, потребовалось создание новых космических аппаратов, пригодных для осуществления сложных комплексных научных экспериментов. Третье поколение КА «Венера» представляет собой служебный модуль (орбитальный или пролетный аппарат), конструкция которого позволяет устанавливать на нем крупногабаритную полезную нагрузку (многофункцио- нальный спускаемый аппарат или иные комплексы целевой аппаратуры). При создании служебного модуля в основу положена разработка ОКБ Машиностроительного завода им. САЛавочкина, проведенная в рамках программы ис- следования Марса. В конструкцию и бортовые системы КА были внесены некоторые изменения, учитывающие спец- ифику полета к Венере. Таким образом, марсианский КА стал, по сути, универсальной служебной платформой для аппаратов, предназначенных для планетных исследований. Спускаемый аппарат был разработан заново. Существенно изменилась его конструкция. Он стал вместилищем посадочно- го аппарата - многофункционального исследовательского зон- да, предназначенного для работы как в условиях венерианской атмосферы, так и на поверхности планеты. Кроме обеспечения задач посадки с помощью новых СА, стало возможным при- менение исследовательских зондов нового типа - свободно- плавающих аэростатов, передаваемая информация с которых в совокупности со слежением за их перемещениями с Земли позволила сделать первые шаги по изучению процессов гло- бальной циркуляции венерианской атмосферы. Впервые представилась возможность выполнять ком- плексные исследования с помощью прямых измерений по трассам спуска, которые дополнялись наблюдениями, проводившимися с борта искусственных спутников Венеры в течение длительного времени. В процессе спуска опреде- лялись параметры атмосферы, изучалась ее динамика по доплеровским измерениям. КА третьего поколения позволили выполнить комплекс на- учных программ по исследованию поверхности Венеры, в т.ч. получение транслируемых через ОА телефотометрических изо- бражений поверхности (черно-белых и цветных) с мест посадки и результатов проведения непосредственного анализа грунта. Спускаемый аппарат КА «Венера-11* на поверхности планеты С помощью космических аппаратов «Венера-9» - «Ве- нера-16» удалось достаточно полно реализовать второй этап стратегии планетных исследований в отношении Вене- ры. КА «Вега-1», «Вега-2», принадлежащие к этому же по- колению межпланетных автоматических аппаратов, создан- ных НПО им. САЛавочкина, позволили впервые в практике отечественной космонавтики совершить многоцелевую и разноплановую экспедицию, включающую продолжение на- учных экспериментов по изучению планеты Венера и после- дующее пролетное сближение аппаратов с кометой Галлея. Была использована уникальная возможность исследования ядра кометы, появляющейся с периодичностью раз в 76 лет в пределах Солнечной системы. Для отечественных иссле- дователей космоса это был первый, очень успешный, опыт изучения т.н. малого тела Солнечной системы. Космические аппараты для исследования Венеры третье- го поколения стали основой для развития широкого между- народного сотрудничества в области проведения планетных исследований: если на КА «Венера-11» - «Венера-14» дело ограничивалось проведением совместных с зарубежными партнерами единичных экспериментов, то проект «Вега» уже получил официальный статус международного проекта, воз- можностью участия в реализации которого воспользовались ученые большинства передовых стран мира. Космические аппараты серии 4В Космические аппараты серии 4В предназначены для исследования планеты Венера и околопланетного простран- ства с помощью доставляемого на поверхность планеты по- садочного аппарата, а также орбитального аппарата, выпол- няющего функции искусственного спутника планеты. Серия 4В состоит из двух аппаратов (КА «Венера-9» и КА «Венера-10»), являющихся полной аналогией друг 255
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Венера-10» PH УР-500К «Протон» друга. Запуск двух одинаковых аппаратов планировался не только для повышения общей надежности выполнения це- левой задачи, но и для исследования поверхности Венеры в двух различных районах планеты Запуск КА «Венера-9» осуществлен 8 июня 1975 г., а «Венера-10» - 14 июня 1975 г. В основную программу экспедиции входили следующие задачи: - доставка СА в припланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения СА в атмосферу Венеры; - обеспечение требуемых условий по баллистике для выведения ОА на орбиту искусственного спутника Венеры; - репортажная передача, транслируемая на ОА в про- цессе спуска СА в атмосфере, содержащая результаты изме- рений ее основных физико-химических параметров (давле- ния, температуры, плотности, освещенности и химического состава атмосферы), результаты исследования облачного слоя, а также величин ускорений, возникающих на участке аэродинамического торможения; - осуществление посадки ПА на поверхность планеты, на ее дневную сторону; - транслируемая на ОА передача телефотометрических изображений поверхности в месте посадки и результатов из- мерения характеристик грунта; - ретрансляция с ОА на Землю результатов выполнения научной программы ПА; - долговременное функционирование ОА на орбите ИОВ с выполнением научной программы, включающей получе- ние телевизионных изображений облачного слоя, спектров ночного свечения планеты, исследования распределения температуры по верхней границе облаков, водородной короны, многократное проведение радиопросвечивания атмосферы и ионосферы, измерений магнитных полей и околопланетной плазмы. Для выведения КА серии 4В использована четырехсту- пенчатая ракета-носитель УР-500К «Протон» стартовой массой 690 т. Масса полезного груза, выводимого PH УР-500К «Про- тон» на трассу полета к Венере, - до 5000 кг. КА серии 4В выводятся на попадающую траекторию первого полувитка (угловая дальность перелета - меньше 180 °). Продолжи- тельность перелета - 132 сут. Спускаемый аппарат после свободного полета в течение двух суток входит в атмосферу Венеры со скоростью -11,2 км/с под углом -20 °. Вход в ат- мосферу неориентированный. КА серии 4В состоит из орбитального и спускаемого ап- паратов. Спускаемый аппарат установлен посредством ко- нического переходника в верхней части орбитального отсека на блоке баков и закреплен в этом положении с помощью стяжных металлических лент. Орбитальный аппарат предназначен для обеспечения перелета КА по трассе Земля - Венера (включая коррекции траектории), десантирования спускаемого аппарата на по- верхность планеты, выхода на орбиту искусственного спут- 256
Глава 4 ника Венеры, ретрансляции на Землю сигна- лов, полученных со спускаемого аппарата, проведения с орбиты научных исследований Венеры и околопланетного пространства. Орбитальный аппарат конструктивно состо- ит из торового приборного отсека, блока ба- ков и корректирующе-тормозной двигатель- ной установки. Конструктивно спускаемый аппарат состоит из теплозащитной оболочки и помещенного внутрь ее корпуса посадоч- ного аппарата. Посадочный аппарат состоит из гер- метичного приборного контейнера с на- ружной и внутренней теплоизоляцией, отсеков парашютной системы и научной аппаратуры, работающей в облачном слое, аэродинамического тормозного устрой- ства, посадочного устройства и антенны. К верхней части корпуса ПА крепится жест- кое аэродинамическое тормозное устрой- ство - щиток диаметром 2 м. Он применен взамен парашюта, который при посадке мог накрыть иллюминатор телефотометра. В отсеке научной аппаратуры размещают- ся приборы, предназначенные для работы в облачном слое. Они рассчитаны на ра- боту при давлении до 5-7 атм. После до- стижения расчетного давления происходит разгерметизация отсека за счет разрыва тарированной мембраны. Научная программа выполнена в наме- ченном объеме: - впервые в мировой практике получены панорамные телевизионные изображения с поверхности другой планеты; парашют увода вытяжной парашют спуск на аэро- динамическом тормозном устройстве разделение отсгре.1 тормозного парашюта; ввод основного парашюта отстрел основного парашюта Земля отстрел крышки, ввод вытяжного парашюта и парашюта увода тормозной парашют W вход в атмосферу баллистический спуск увод верхней теплозащитной оболочки; ввод тормозного парашюта; начало передачи информации ^отстрел нижней теплозащитной оболочки Схема спуска посадочного аппарата на поверхность Венеры 257
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космический аппарат серии 4В 1 - орбитальный аппарат 2 - спускаемый аппарат 3 - научная аппаратура 4 - остронаправленная антенна 5 - блок баков 6 -радиатор горячего контура СТР 7 - прибор ориентации на Землю 8 - научная аппаратура 9 - приборы ориентации на звезду Канопус 10 - приборы ориентации на Солнце 11 - малонаправленная антенна 12 -приборный отсек 13 - научная аппаратура 14 - баллон системы ориентации 15 - радиатор холодного контура СТР 16 - газовые сопла системы ориентации 17 - магнитометр 18 - солнечная батарея Спускаемый аппарат КА серии 4В 1 - теплозащитный корпус 2 - посадочное устройство 3 - научная аппаратура 4 - аэродинамическое тормозное устройство 5-антенна 6 - отсек парашютной системы 7 - отсек научной аппаратуры, работающей в облачном слое 8 - научная аппаратура 9-телефотометр 10-прочный корпус 11 - служебная аппаратура 12-теплоизоляция 13-демпфер - в процессе спуска измерены плотность, давление, тем- пература атмосферы Венеры, количество в ней водяного пара, проведены нефелометрические измерения частиц облаков, измерения освещенности в различных участках спектра; - измерены характеристики грунта (помимо гамма- спектрометра использовался радиационный плотномер); - искусственные спутники (одновременно работающие ОА «Венеры-9» и «Венеры-10») позволили получить телевизи- онные изображения облачного слоя, распределение темпера- туры по верхней границе облаков, спектры ночного свечения планеты, провести исследования водородной короны, много- кратное радиопросвечивание атмосферы и ионосферы, из- мерение магнитных полей и околопланетной плазмы. На панорамах, составленных из телевизионных изо- бражений, переданных с посадочного аппарата «Венеры-9» (детали которого попали на передний план), видны выходы коренных пород; развалы камней могут быть результатом смещений в коре и служить подтверждением тектонической активности на Венере. Космические аппараты серии 4В1 Космические аппараты серии 4В1 предназначены для про- ведения исследований планеты Венера с помощью доставляе- мого на поверхность планеты посадочного аппарата, а также с пролетной траектории. Серия 4В1 состоит из двух аппаратов (КА «Венера-11» и КА «Венера-12»), являющихся аналогами по конструкции, составу бортовых агрегатов, служебных систем и приборов, комплекту научной аппаратуры и предназначенных для выполнения идентичных исследовательских программ. Запуск КА «Венера-11» осуществлен 9 сентября 1978 г., КА «Венера-12» -14 сентября 1978 г. В программу экспе- диции входили следующие задачи: - доставка СА в припланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения СА в атмосферу Венеры; - репортажная передача, транслируемая на ОА в про- цессе спуска СА в атмосфере, содержащая результаты из- мерений ее основных физико-химических параметров 258
Глава 4 (давления, температуры, химического состава атмосферы, содержания в ней влаги), результаты исследований облач- ного слоя, атмосферных грозовых электроразрядов; - осуществление посадки ПА на поверхность планеты, на ее дневную сторону; - транслируемая на ОА передача телефотометрических изображений поверхности в месте посадки и результатов проведения непосредственного анализа грунта; - ретрансляция с ОА на Землю результатов выполнения научной программы ПА; - проведение с помощью ОА исследований околопла- нетного и межпланетного пространства при движении по пролетной траектории. Основные научные эксперименты, намеченные в месте посадки (получение цветных фотопанорам поверхности Венеры, а также забор образцов грунта и их физико-хими- ческий анализ), получены не были. Космические аппараты серии 4В1М Космические аппараты серии 4В1М предназначены для проведения исследований планеты Венера с помощью достав- ляемого на поверхность планеты посадочного аппарата, а также с пролетной траектории. Серия 4В1М состоит из двух аппаратов (КА «Венера-13» и КА «Венера-14»), являющихся аналогами по конструкции, составу бортовых агрегатов, служебных систем и приборов, комплекту научной аппаратуры и предназначенных для выполнения идентичных исследовательских программ. Запуски двух аппаратов 4В1М осуществлены в 1981 г: «Венеры-13» - 30 октября, «Венеры-14» - 4 ноября. В программу экспедиции входили следующие задачи; - доставка СА в припланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения СА в атмосферу Венеры; - репортажная передача, транслируемая на ОА в процессе спуска СА в атмосфере, содержащая результаты измерений ее основных физико-химических параметров (давления, температуры, химического состава атмосферы, содержания в ней влаги), результаты исследований облачного слоя, ат- мосферных грозовых электроразрядов; - осуществление посадки ПА на поверхность планеты, на ее дневную сторону; - транслируемая на ОА передача цветных телефотоме- трических изображений поверхности в месте посадки и ре- зультатов проведения непосредственного анализа грунта; - ретрансляция с ОА на Землю результатов выполнения научной программы ПА; - проведение с помощью ОА исследований околопла- нетного и межпланетного пространства при движении по пролетной траектории. Основные научные эксперименты, проводимые в месте посадки, - получение цветных фотопанорам поверхности Венеры, а также забор образцов грунта и их физико-хими- ческий анализ. КА «Венера-11» КА «Венера-13» в сборочном цехе 259
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космические аппараты серии 4В2 Космические аппараты серии 4В2 предназначе- ны для картографирования Северного полушария поверхности Венеры с орбиты ее искусственного спутника, получения профиля поверхности Венеры по трассе полета, а также для изучения химического состава и физических характеристиках атмосферы Венеры и дистанционного изучения в локальных районах характеристик вещества поверхностного слоя планеты. Серия 4В2 состоит из двух аппаратов (КА «Ве- нера-15» и КА «Венера-16»), являющихся полной аналогией друг друга по конструкции, составу борто- вых агрегатов, служебных систем и приборов, ком- плектации научной аппаратурой и предназначенных для выполнения идентичных исследовательских про- грамм при одновременной работе на орбитах ИСВ. В литературных источниках в отношении этих аппа- ратов употребляется также термин «венерианский картограф». Суть одновременного запуска двух одинаковых аппаратов - повышение надежности решения зада- чи картографирования Венеры. Запуск КА «Вене- ра-15» осуществлен 2 июня 1983 г., КА «Венера-16» - 7 июня 1983 г. В программу экспедиции, цель КА «Венера-15» на орбите ИСВ которой - проведение радиолокационного картирования планеты, получение детальной топографической карты при- полярных областей северного полушария, входили задачи: - получение изображений северной полярной области с разрешением 1,52 км; - измерение профиля высот рельефа с точностью 50 м; - проведение стереоскопической съемки отдельных участков; Космический аппарат серии 4В2 - составление радиотепловои карты и определение диэ- лектрических свойств грунта; - изучение атмосферы Венеры путем ее радиопросве- чивания; - изучение атмосферы Венеры с помощью инфракрас- ного Фурье-спектрометра. Для повышения массы полезной нагрузки космиче- ский аппарат выводится на перелетную траекторию второго полувитка (угловая даль- ность - больше 180 °). На трассе перелета к Венере запланировано проведение двух коррекций траектории движения аппарата: через 7-10 сут. после старта и за 7-15 сут. до подлета к Ве- нере. Ежедневно при про- хождении аппарата вбли- зи планеты за 16 мин про- водится съемка полосы поверхности длиной 7000- 8000 км. Съемка начина- ется на широте 80 ° за се- верным полюсом Венеры. Аппарат проходит вблизи него и, двигаясь примерно вдоль меридиана, заканчи- вает съемку на широте 30 °. 260
Глава 4 В ходе съемки аппарат ориентируется в подспутниковую точку, при этом антенна радиолокатора бокового обзора откло- нена на 10 ° от плоскости орбиты. Од- новременно со съемкой проводятся из- мерения профилей высот поверхности Венеры по трассе полета с помощью вы- сотомера и тепловое картирование по- верхности планеты с помощью радио- метра «Омега». КА 4В2 создан на базе орбитальных (пролетных) аппаратов успешно выпол- нивших свои задачи КА «Венера-9» - «Венера-14». Второе поколение КА для исследования Марса: «Марс-2» - «Марс-7» Земля в момент прилета КА к Перелет Земля - Венера ~130 суток 2-я коррекция U5.X. 1983 г. Начало радиолоцн- ровання 11.XI.1983 г. Старт с Земли 2,7.VL1983 г. Радиозаход Венеры за Солнце 16.V1.1984r. 1-я коррекция 10,15.VI.1983 г. Так же, как и в отношении Венеры, начать исследования Марса автомати- ческими космическими аппаратами, созданными в ОКБ-1 С.П.Королева, не удалось. Лучший из результатов - КА «Марс-1», направленный с целью фо- тографирования Марса, пролетел около планеты на слишком большом расстоя- нии от нее -195000 км. Конструкторский коллектив Г.Н.Ба- бакина начал проработки в части фор- Торможение н выход на орбиту IICB 10,14.Х .1983 г. Баллистическая схема экспедиции КА серии 4В2 мирования задач и принципов построе- ния АМС нового типа, предназначенных для комплексного исследования планет. Этому коллективу была предоставлена возможность решить эту задачу, и прежде всего в рамках реализации программы исследования Марса. Г.Н.Бабакин стал автором «Основных положений на разработку АМС для исследования Марса». Конструкция созданных под его руководством космических аппаратов абсолютно отлична от конструкции предшественников. Серьезные изменения претерпели также бортовые служебные системы и агрегаты: использованы более совершенные приборы и аппаратура, пополнился их состав; создана конструкционная возмож- ность установки на борту полезной нагрузки большей массы и различного назначения. При проектировании соблюден основной принцип построения космического аппарата, практикуемый в от- ечественной беспилотной космонавтике того времени и от- личный от американской, а именно размещение жизненно важных комплектующих бортовой аппаратуры в герметич- ных отсеках. Именно поэтому в этих отсеках необходимо было создавать и поддерживать определенный микрокли- мат, для чего требовалась соответствующая СОТР. Разработан новый спускаемый аппарат, оборудованный системами и устройствами, обеспечивающими отделение аппарата от орбитального отсека, переход его на траекторию сближения с планетой, торможение, спуск в атмосфере и мягкую посадку на поверхность Марса. На разных этапах спуска для уменьшения скорости последовательно исполь- зуются аэродинамический тормозной конус, парашютная система, РД. Использование аппаратов нового поколения было воз- можным лишь при замене ракеты-носителя «Молния» на более мощную - «Протон». Одновременный ввод в эксплуа- тацию новой ракеты-носителя и нового КА оказался доволь- но болезненным для последнего: лишь с четвертой попытки КА был выведен на межпланетную траекторию. В дальней- шем с помощью космических аппаратов этого поколения были проведены рекогносцировочные исследования плане- ты Марс, осуществлена первая в мировой практике мягкая посадка исследовательского зонда на ее поверхность. Создатели аппарата заложили в нем широчайшие воз- можности «универсального исследовательского инструмен- та», позволяющие на его базе создавать не только автома- тические межпланетные станции и космические аппараты для исследования малых тел Солнечной системы, но и спе- циализированные спутники Земли - внеатмосферные астрофизические обсерватории. 261
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Серия М-71 Космические аппараты серии М-71 пред- назначены для исследования планеты Марс и околопланетного пространства с помощью доставляемого на поверхность планеты по- садочного аппарата, а также орбитального аппарата, выполняющего функции искус- ственного спутника планеты. Серия М-71 состоит из двух аппаратов - «Марс-2» и «Марс-3», являющихся полной аналогией друг друга по конструкции, со- ставу бортовых агрегатов, служебных систем и приборов и предназначенных для выпол- нения идентичных основных исследователь- ских программ. Есть некоторые различия (дополнения) в комплектации научной ап- паратурой и, соответственно, перечне реша- емых научных задач. Запуск КА «Марс-2» осуществлен 19 мая 1971 г., КА «Марс-3» - 28 мая того же года. В программу экспедиции входили следующие задачи: - доставка СА в околопланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения СА в атмосферу Марса; - осуществление посадки исследовательского зонда (автоматической марсианской станция) на поверхность планеты; - создание с помощью орбитального аппарата долговре- менно функционирующего в околопланетном пространстве искусственного спутника Марса; - получение фотоснимков определенных участков по- верхности Марса и фотопанорамы поверхности планеты в районе посадки; - определение типа пород грунта и распределения в них некоторых химических элементов; Орбитальный и спускаемый аппараты КА М-71 - изучение рельефа поверхности, радиояркостной тем- пературы поверхностного слоя и его диэлектрической про- ницаемости; - определение распределения водяного пара по диску планеты; - измерения плотности, давления и температуры атмос- феры на различных высотах в процессе спуска, определение газового состава атмосферы; - определение прочностных характеристик грунта и его несущей способности; - уточнение фигуры планеты и характеристик магнитно- го поля Марса; - определение радиационной обстановки; - продолжение исследования свойств межпланетного пространства. Для выведения КА серии М-71 использована четырех- ступенчатая ракета-носитель УР-500К «Протон» стартовой массой 690 т. После старта, выведения ГБ на незамкнутую околоземную орбиту и после- дующего пассивного полета по ней КА переводится на траекто- рию перелета к планете Марс. Расчетная высота ввода па- рашютной системы - 5-10 км. Первым с помощью твердото- пливного двигателя вводится вытяжной парашют. Он вытя- гивает за собой основной пара- шют, при этом спуск происходит сначала на зарифованном па- рашюте. Через 10 с после ввода 262
Глава 4 Схема посадки СА серии М-71 на поверхность Марса осуществляется разрифление парашюта, и далее спускаемый аппарат опускается на куполе основного парашюта. Вместе с вводом основного парашюта включается радиокомплекс метрового диапазона и телеметрия, начинается передача на орбитальный аппарат результатов измерений температуры и давления атмосферы «с привязкой» к высоте. Через 5 с происходит сброс тормозного экрана. Еще через 10 с осуществляется пере- цепка, срабатывают четыре узла крепления строп к парашютному отсеку, установленному на верх- ней части продолжающей спуск посадочной ступени СА (АМС) и прикрепленному к ней при по- мощи стяжных лент, и парашют извлекает из отсека двигатель мягкой посадки, соединенный амортизационными цепями со стропами парашюта и парашют- ным отсеком. Автоматическая марсиан- ская станция после расцепки совершает свободное падение с высоты 1,5-7 м на поверхность планеты. Скорость соударе- ния при контакте не превышает 12 м/с. Она гасится специальным амортизационным устройством из пенопласта, рассчитанным на гашение ускорения порядка 200 д. Происходит сброс верхне- го теплозащитного кожуха, после которого для принятия АМС поло- жения, близкого к вертикальному, производится раскрытие четырех лепестков. Орбитальный аппарат начинает прием информации с СА сразу после торможения. Космический аппарат серии М-71 Автоматический космический аппарат серии М-71 состоит из орбитального и спускаемого ап- паратов. Спускаемый аппарат крепится в верхней части орби- тального аппарата с помощью ци- линдрического переходника и сое- динительной рамы. Орбитальный аппарат пред- назначен для обеспечения пере- лета КА по трассе Земля - Марс (включая коррекции траектории), десантирования посадочного аппарата на поверхность пла- неты, выхода на орбиту искусственного спутника Марса, ре- трансляции на Землю сигналов, полученных со спускаемо- го аппарата и проведения с орбиты научных исследований Марса и околопланетного пространства. Орбитальный аппарат конструктивно состоит из торового приборного отсека, блока баков и корректирующе-тормозной Космический аппарат серии М-71 1-приборный отсек 2-антенна научной аппаратуры «Стерео» 3 - параболическая остронаправленная антенна 4 - спускаемый аппарат 5 - радиаторы системы терморегулирования 6 - панель солнечной батареи 7-блок баков двигательной установки 8 - приборы системы астроориентации 9 - корректирующий и тормозной двигатель 10-антенна связи со спускаемым аппаратом 11 -магнитометр 12 - малонаправленные антенны 263
История развития отечественных автоматических космических аппаратов двигательной установки. Основа КТДУ-425 - ЖРД 11Д425.000 разработки КБ Химмаш тягой 1908 кг (большая тяга) и 743 кг (ма- лая тяга). Двигатель установлен в карданном подвесе, что позволяет обеспечить качанием камеры ЖРД в диапазоне ±5 ° стабилизацию КА во время работы двигателя. Спускаемый аппарат предназначен для проведения ком- плекса научных исследований как в процессе спуска в атмосфере Марса, так и после мяг- кой посадки на его поверхность. Состав научной аппаратуры, установлен- ной на АМС: - прибор ИТД для измерения температу- ры и давления марсианской атмосферы; - масс-спектрометр MX-6408 для определения химиче- ского состава атмосферы: - автоматическая активационная лаборатория ААЛ-2 для определения типа поверхностных пород; - прибор ИПС для измерения скорости ветра и плотно- сти газа; - два телефотометра для получения панорамных фото- снимков; - прибор ПрОП-М для определения прочности поверх- ностного слоя грунта. В ходе полета «Марс-2» и «Марс-3» по трассе Земля - Марс и с орбиты искусственного спутника Марса проведены следующие наблюдения и измерения: - с помощью спектрометров ионов и электронов выпол- нены измерения энергии частиц солнечного ветра, получены данные по составу частиц; выполнены измерения температу- ры и скорости отдельных компонентов солнечной плазмы; Орбитальный аппарат КА серии М-71 - измерены яркостные температуры вдоль трассы спутника, которые изменялись от +13 до -93 °C; в районе северной полярной шапки зафиксирована температура око- ло -110 °C; - получены данные о температуре грунта на глубине 30- 50 см; установлено, что на этой глубине температура грунта не испытывает суточных колебаний; - получены данные о диэлектрической проницаемости грунта вдоль трассы спутника; - определено содержание углекислого газа в вертикаль- ном столбе атмосферы и давление у поверхности в раз- личных областях, которое составило 5,5-6 мбар; измерена высота облаков пыли во время пылевой бури, которая со- ставила -10 км; - измерено содержание водяного пара в атмосфере Марса; - проведены измерения параметров межпланетных маг- нитных полей; - с помощью ультрафиолетового фотометра регистри- ровалось солнечное излучение, рассеянное атомами водо- рода и кислорода в верхней атмосфере Марса. Кроме того, с помощью научной аппаратуры, установ- ленной на ОА «Марс-3», проведено радиопросвечивание в сантиметровом диапазоне атмосферы Марса, получены ха- рактеристики ионосферы планеты; по снимкам, выполнен- Спускаемым аппарат КА серии М-71 1 -тормозной конус 2 - антенна радиовысотомера 3-приборно- парашютный контейнер 4 - антенна связи с ИСМ 5-двигатель ввода вытяжного парашюта 6 - соединительная рама 7-двигатель увода отделенного аппарата 8 - основной парашют 9 - двигатель закрутки 10-контейнер с научной аппаратурой 11 -автоматическая марсианская станция 12-баллон системы управления 13 - система автоматического управления 14-двигатель увода парашюта 15 - двигательная установка мягкой посадки 16-баллон системы управления 17-приборы системы автоматического управления 264
Глава 4 ным с большого расстояния, уточ- нено оптическое сжатие планеты, построены профили рельефа по изображению края диска, выявлена слоистая структура марсианской ат- мосферы. Третье поколение КА для исследования Марса: космический аппарат «Марс-96» («Марс-8») Космический аппарат «Марс-96» предназначен для комплексного из- учения планеты Марс, Солнца, меж- планетного пространства и астро- физических исследований. Запуск аппарата был осуществлен 16 ноя- бря 1996 г. Он не вышел на отлетную траекторию к Марсу из-за нештатной работы разгонного блока «Д». Основными задачами марси- анской экспедиции, реализуемой согласно этому проекту, являются создание искусственного спутника Марса и доставка на поверхность КА «Марс-96» в полете Схема полета АКК «Марс-96» 265
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Десантирование внедряемых зондов и посадочных аппаратов на Марс планеты исследовательских зондов (пенетраторов и малых автономных станций). Научная программа миссии нацеле- на главным образом на раскрытие процессов эволюции поверхности, атмосферы и климата планеты, исследова- ния околопланетной плазмы. Наличие в одной экспедиции такого сочетания исследовательских средств (комплекс на- учной аппаратуры орбитального аппарата и четыре иссле- довательских зонда-лаборатории: два пенетратора и две малые автономные станции) предоставляет уникальную возможность для проведения длительных исследований планеты, включая изучение сезонных изменений в ее ат- мосфере и на поверхности. При этом непосредственные измерения, проводимые на поверхности Марса зонда- ми-лабораториями, позволяют дополнить и калибровать глобальные дистанционные исследования, проводимые с орбиты искусственного спутника планеты. Запуск АКК «Марс-96» оказался неудачным. 'Н.'Б.'Блрлшл ФГУП «цэнки» СОЗДАНИЕ КОМПЛЕКСА АППАРАТУРЫ ДЛЯ ЗАБОРА И АНАЛИЗА ГРУНТА НА ПОВЕРХНОСТИ ПЛАНЕТЫ ВЕНЕРА Дальнейшие работы по созда- нию грунтозаборных устройств в КБОМ и его Ташкентским фи- лиале (после завершении работ по ГЗУ ЛБ09 и МБ01) в соответ- ствии с постановлением Прави- тельства СССР № 3993-325 от 4 декабря 1975 г. были сосредо- точены на решение задачи взя- тия проб грунта на поверхности Венеры и анализе его химиче- ского состава. По результатам анализа первых проработок, проведен- ных в КБОМ совместно с НПО им. САЛавочкина и ГЕОХИ, было принято научно и техни- чески обоснованное решение, предусматривающее проведение после бурения грунта анализа хи- мического элементного состава методом ренгено-флюоресцент- ного анализа непосредственно на Венере с последующей пере- дачей полученных результатов по радиоканалу на Землю. Создание комплекса аппаратуры для взятия и анализа грунта на поверхности Венеры представляло сложнейшую научно-техническую проблему. Прежде всего, следовало создать ГЗУ, способное пробурить грунт Венеры с неиз- вестными прочностными свойствами в условиях высоких значений температур (до 500 °C) и давлений (до 107 Па) атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа. Размещенная на посадочном аппарате автоматической межпланетной станции «Венера» аппаратура до выпол- нения программы работ на поверхности Венеры должна была выдержать разнообразные динамические нагрузки: транспортные ударно-вибрационные нагрузки при пере- мещении до космодрома Байконур из г. Химки, линейные и ударно-вибрационные нагрузки при выведении АМС на орбиту перелета к Венере и при коррекции орбиты, значи- тельные линейные перегрузки (до 300) при входе и тормо- жении в плотной атмосфере Венеры, сильнейшие посадоч- 266
Глава 4 Посадочный аппарат АМС «Венера-13». На переднем плане - буровое устройство ГЗУ НБ02 Грунтозаборное устройство ВБ02 Схема ГЗУ ВБ02 267
История развития отечественных автоматических космических аппаратов И.В.Бармин ВАКошепев ААШевченко ные ударные перегрузки (150 по продольной оси и по 75 по другим осям). Движение в атмосфере до посадки и на- хождения на поверхности сопровождались значительным нагревом всего ПА, особенно устройств, находящихся сна- ружи теплоизоляционной оболочки. Так, буровой инстру- мент, электродвигатель, некоторые исполнительные меха- низмы должны были работать при температуре «красного каления». Пиротехнические механизмы выполнялись по разделенной схеме (когда исполнительные механизмы и генераторы газа пространственно разъединены и соединя- ются трубопроводами. Работы по реализации данной программы велись специа- листами КБОМ и его филиала в сотрудничестве с сотрудни- ками различных организаций. Так, создание аппаратуры для проведения анализа элементного состава и аналогов грунтов (базальт, туф и песчано-щебенистая смесь) осуществлялись учеными ГЕОХИ РАН (директор - академик В.Л.Барсуков) под руководством д.ф.-т.н. ЮАСуркова; механизм подачи группы создавался специалистами КБ «Арматура» (дирек- тор - О.С.Русаков) под руководством В.И.Черногубова; без- метальное смесовое термостойкое топливо было создано учеными ВИА им. Ф.Э.Дзержинского по руководством д.т.н. В.П.Челышева; электродвигатели, способные работать при температуре 500 °C, изготавливались московском заводе «Машиноаппарат». Общая сборка ГЗУ и большой объем ис- пытаний проводились НПО им. САЛавочкина. Для отработ- ки ГЗУ и проведения испытаний его отдельных элементов было разработано и изготовлено около 30 наименований стендов и оснастки, полностью имитирующих условия рабо- ты оборудования на Венере. Циклограмма работы ГЗУ ВБ02 осуществлялась по командам программно-временного устройства на ПА, запускаемого по сигналу датчика ударных перегрузок при касании поверхности Венеры. Через 32 с после по- садки ПА запускался электродвигатель, вращающийся буровой инструмент опускался на поверхность Венеры, и проводилось бурение грунта. Затем полный буро- вой инструмент соединялся с помощью пиромеханизма с торовым баллоном, давление в котором составляло 105 Па. За счет эффекта пылесоса набуренный образец грунта засасывался в специальную капсулу, которая да- лее отсекалась с помощью пироклапана от атмосферы Венеры. Затем полость капсулы с грунтом соединялась с полостью специальной вакуумной емкости с давле- нием -103 Па, и давление над грунтом снижалось до (1,3-2) Ч 104 Па. После этого капсула с грунтом досыла- лась в зону анализа, и образец грунта по инерции пода- вался в специальный грунтоприемник в зоне анализа, при этом не допускалось запыление источников и детекторов излучения в анализирующей аппаратуре и превышение давления газов более 6,7 кПа. Продолжительность работы ГЗУ занимала 200 с. После проведения анализа получен- ные аналитической аппаратурой данные передавались по радиоканалу на Землю через находящийся на орбите ор- битальный аппарат АМС. ГЗУ ВБ02 в составе ПА АМС «Венера-13» работало 1 марта 1982 г. на поверхности Венеры в точке с координа- тами 7° 30' ю.ш., 300 °в.д. при температуре 4757 °C и дав- лением 8,73 МПа, а в составе ПА АМС «Венера-14» 5 марта 1982 г. в точке с координатами 13° 15’ ю.ш. и 310 °в.д. при температуре 467 °C и давлением 9,32 МПа. Физико-меха- нические свойства грунта в месте посадки ПА АМС «Вене- ра-13» соответствовали свойствам земных базальтов, а в месте посадки ПА АМС «Венера-14» - свойствам вулкани- ческого туфа. По содержанию основных породообразующих элементов грунты соответствовали калиевым (лейцитовым) высокомагнезиальным щелочным базальтам («Венера-13») и океаническим талентовым базальтам мезокайнозойского возраста («Венера-14»). 15 июня 1985 г. ГЗУ ВБ02 успешно работало а составе ПА АМС «Вега-2» на поверхности Венеры в точке с коор- динатами 6° 26' ю.ш. и 18Г 5’ в.д. при температуре 462 °C и давлении 9,0 МПа. Породы в месте посадки ПА АМС «Вега-2» были сопоставимы с земными оливиновыми габ- броноритами. Наибольший вклад в создание ГЗУ ВБ02 внесли И.В.Бар- мин, Ю.М.Болотин, Е.И.Горюнов, ВАКошепев, Е.А.Михеев, Н.С.Овечкин, В.В.Прокофьев, ААПрохоров, Е.И.Романов, ААШевченко и др. За достигнутые достижения коллек- тиву работников КБОМ, НПО им. С.А.Лавочкина, МАИ, КБ «Арматура», ГЕОХИ, ВИА им. Дзержинского была при- суждена Государственная премия СССР, в т.ч. И.В.Бармину, Е.И.Горюнову, ВАКошелеву и ААШевченко, многие ра- ботники этих организаций удостоены орденов и медалей СССР. 268
Глава 4 Ю.МЛала&ин АППАРАТУРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕНЕРЫ РАЗРАБОТКИ ГНЦ ФГУП «ЦЕНТР КЕЛДЫША» На спускаемых аппаратах АМС «Венера-4» - «Вене- ра-6», созданных в НПО им. САЛавочкина и запущенных в 1967-1969 гг., были проведены измерения температуры, давления и плотности атмосферы. Научными руководителя- ми работ по исследованию Венеры были Всеволод Сергеевич Авдуевский - заместитель директора НИИ тепловых процес- сов (ныне ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша») и Михаил Яковле- вич Маров. Эти измерения стали ключевыми для понимания физики атмосферы планеты, разработки первой модели атмосферы, принятия важных конструктивных решений при проектировании АМС «Венера» следующих поколений. Академик М.Я.Маров образно заметил: «Установленные на первых автоматических станциях «Венера» приборы по- зволили осуществить комплекс прямых измерений в атмос- фере с крайне неопределенными значениями параметров и неизвестным характером их распределения по высоте. Слож- ность задачи первых измерений обусловила в отдельных случаях их оценочный характер. Вместе с тем уже первые из- мерения дали возможность получить важнейшие сведения об основных физических характеристиках атмосферы планеты и перейти к комплексной программе исследований». Для СА «Венера-5» и «Венера-6» сотрудниками ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» под руководством В.С.Авдуевского и директора института В.Я.Лихушина был разработан при- бор камертонного типа для измерения плотности атмосфе- ры. Принцип действия камертонного плотномера основан на изменении амплитуды колебаний камертона со специ- альным возбуждением в зависимости от плотности среды. Пластины вилки камертона толщиной 0,6 мм и шириной 12 мм были выполнены из стали. Добротность прибора составляла -300. Катушкой возбуждения поддерживался режим автоколебаний при частоте 160 Гц от генератора с электронной обратной связью при стабильности частоты не хуже 1 Гц. Постоянство уровня энергии на катушке возбуж- В.С.Авдуевский М.Я.Маров дения обеспечивалось электронной схемой амплитудного ограничения. Величина изменения декремента затухания в диапазоне измерений - около 30. Электрический сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний, а значит, и плот- ности среды, снимался с измерительной катушки, укреплен- ной на одной из пластин вилки камертона. В 1970 г. перед ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» была по- ставлена задача разработать аппаратуру для измерения ос- вещенности в атмосфере и на поверхности Венеры. Условия работы аппаратуры отличались чрезвычайной жесткостью: температура - до 770 К, давление - до 10 МПа, перегрузка на участке торможения - до 400 д. Для специфических условий Венеры с ее плотной атмос- ферой и наличием облаков прямые измерения светового по- тока от Солнца представляют, можно сказать, единственную возможность надежного определения зависимости его осла- бления от высоты. Это имеет принципиально важное значе- ние для установления энергетического баланса атмосферы и причин ее разогрева, выяснения оптических свойств атмос- феры на разных уровнях и структуры облаков, определения величины освещенности у поверхности. В условиях горячей плотной атмосферы планеты оптические измерения впервые в мире были проведены 22 июля 1972 г. на СА АМС «Вене- ра-8» с помощью измерителя освещенности ИОВ-72. Так как условия поглощения света в тропосфере Венеры не были заранее известны, прибор проектировался на широ- кий диапазон чувствительности от 1 до 105 люкс. Надежность Прибор ВИП для измерения распределения плотности по высоте атмосферы планеты Венера ИОВ-72 - прибор для измерения освещенности в атмосфере и на поверхности Венеры 269
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Б.Е.Мошкин А.П. Экономов Ю.М.Головин Ф.С.Завелевич эксперимента обеспечивалась установкой на спускаемом аппарате двух идентичных приборов, включающих датчик и электронный блок, установленных снаружи и внутри аппарата. Главная аппаратурная задача по обеспечению теплового режима фотоэлектронной части прибора решалась с помо- щью комплекса мер. Фотоприемник (сернисто-кадмиевое сопротивление) устанавливался на теплоизолированный тепловой аккумулятор, расположенный в герметичном кор- пусе, который, в свою очередь, был окружен слоем внешней теплозащиты. Свет к фотоприемнику через слои теплоза- щиты подводился через монолитный стеклянный световод. Фотометрический эксперимент на СА «Венера-8» по- зволил получить принципиально важные пионерские ре- зультаты. При высоте Солнца над горизонтом 5,5 ± 2,5 0 освещенность на поверхности планеты оказалась равной 400 люкс. На высоте 32 ± 3 км была зафиксирована ниж- няя граница облачного слоя. Выполненные на поверхности измерения освещенности послужили основой для создания световой модели Венеры и показали возможность проведе- ния фотографической съемки поверхности, что было реа- лизовано на следующем поколении СА «Венера». На СА АМС «Венера-9» и «Венера-10» была установ- лена существенно более сложная фотометрическая аппара- тура ИОВ-75, с помощью которой 22 и 25 октября 1975 г. в атмосфере и на поверхности были успешно осуществлены фотометрические эксперименты. Лучистые потоки измеря- лись в пяти спектральных интервалах по трем направлениям (из верхней полусферы, из зенита и снизу под углом 23 ° к вертикали). Прибор располагался снаружи спускаемого аппарата и имел собственную систему теплозащиты, которая обеспечивала работоспособность фотоприемников в тече- ние всего спуска и на поверхности Венеры. Свет на фото- приемники подводился с помощью волоконных световодов, специальная технология склейки и отжига которых расши- рила их диапазон рабочий температур со 120 до 500 °C. Контроль параметров прибора при наземных условиях и во время спуска в атмосфере Венеры осуществлялся при помощи миниатюрных ламп накаливания, установленных вблизи наружных торцов световодов. В результате проведенного эксперимента была получена новая информация об атмосфере и поверхности планеты. Исследован характер изменения по высоте от 63 км до по- верхности лучистых потоков в различных спектральных интервалах. Установлено, что в дневное время в экватори- альной области Венеры атмосферой поглощается -18 %, а поверхностью -3 % солнечной энергии, что хорошо согла- суется с гипотезой о парниковом эффекте в атмосфере пла- неты. Обнаружены облачный слой, расположенный на вы- сотах 65-50 км, присутствие аэрозоля на высотах 50-10 км. Впервые экспериментально обнаружено наличие свободной пыли на поверхности. Впервые получена зависимость отра- жательных свойств грунта от длины волны, что позволило сравнить поверхностные породы Венеры с земными. Основной вклад в разработку фотометрической аппа- ратуры и интерпретацию измерений внесли Б.Е.Мошкин, А.П.Экономов, Ю.М.Головин, Ф.С.Завелевич и др. Одновременно с фотометрическими измерениями с борта СА «Венера-9» и «Венера-10» с помощью созданной в ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» анемометрической системы (прибор ИСВ) впервые были проведены измерения скорости ветра на поверхности планеты. Прибор ИСВ включал в себя два датчика, электронный блок и коммутатор. Датчик пред- ставляет собой чашечный анемометр (диаметр чашечки - 37 мм) с электромеханическим модулятором, приспосо- бленный к работе в условиях атмосферы Венеры. Он не имел теплозащитного покрытия, был негерметичным и работал при температуре 500 °C и давлении 10 Мпа после воздей- ствия ударных перегрузок до 400 д. Два однотипных датчика были установлены над тормозным щитком СА на высоте 1,3 м ИОВ-75 - прибор для измерения освещенности в атмосфере и на поверхности Венеры 270
Глава 4 Н.И.Помогин от основания посадочной шины. Электронный блок и коммутатор размещались в гермоотсеке СА. Прибор позволял измерять модуль скорости ветра независимо от его направления. Выбор рациональной компоновки анемометра на СА в условиях жестких весовых габаритных и функциональных ограниче- ний, как и калибровка прибо- ра, потребовали проведения комплекса аэрогазодинамических исследований. Измерения, выполненные в районах, отстоящих друг от друга почти на 2000 км, дали близкие резуль- таты. На высоте около 1 м от поверхности был обна- ружен ветер со скоростью 0,5-1 м/с, незначительно меняющейся от средней величины. Полученные резуль- таты оказались принципиальными для представления о структуре и степени эрозии поверхностных пород Ве- неры, динамике атмосферы и ее запыленности, оце- нок устойчивости СА при посадке. Основной вклад в разработку аппаратуры и интерпретацию измерений внес- ли Н.И. Помогин, АДЛавров, Ю.Я. Карпейский и др. Научные результаты экспедиций отечественных АМС на Венеру получили мировое признание, а В.С.Авдуевский и В.Я.Лихушин вместе с сотрудниками НПО им. С.А. Лавочки- на были удостоены Ленинской премии. Ю.Я.Карпейский СА АМС «Венера» с измерителем скорости ветра ИСВ Л.4.Макри^енка, СИЛал/сс^, Л'ВЯоро1/ио&, 4.АЛйтркшя, 'В.Л.Кажсыш/соЛ, 'Р.С.салихх>&) К.Н.Хаднеика, ИЮ.Ильина АО «Корпорация «ВНИИЭМ» ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ СЕРИИ «МЕТЕОР» Гхударственная метеорологическая космическая система «Метеор-2» К началу 1970-х гг, по мере накопления опыта, перед АО «Корпорация «ВНИИЭМ» (в то время ВНИИЭМ) встала серьезная задача - усовершенствовать космический аппарат «Метеор-1». К этому времени потребовалась переработка как модуля служебной аппараты и конструкции (повысить надежность, точность ориентации, мощность энергопитания и т.д.), так и информационных систем (телевизионной ап- паратуры в видимом и инфракрасном диапазонах). Решено было создать спутник следующего поколения. В 1972-1975 гг. ВНИИЭМ в кооперации с Истринским отделением (ныне АО «НИИЭМ» входит в структуру АО «Корпорация «ВНИИЭМ») разработали и провели полно- масштабные наземные испытания нового космического аппарата «Метеор-2», созданного в соответствии с утверж- денным Госкомгидрометом и Минобороны тактико-техни- ческим заданием. В ИЗ предусматривалось обеспечить целевые требования, соответствующие на то время уровню мировой службы погоды. КА «Метеор-2» предназначался для эксплуатации в составе создаваемой Государственной метеорологической системы. В.ИАдасько организовал производство КА «Метеор-2». Хотя при разработке «Метеор-2» использовался опыт «Метеор-1», это был принципиально новый космический аппарат, ставший родоначальником целого ряда спутников не только для гидрометео- рологии, но и для изучения природных ресурсов Земли, геофизических исследова- ний, экологического мони- торинга и других целей. Для космического ап- парата «Метеор-2», главно- го элемента Государственной метеокосмической системы, ВНИИЭМ создал унифициро- ванный для выполнения задач ДЗЗ служебный модуль, или «спутниковую платформу», впоследствии названную СП-1. При разработке спутни- ковых платформ и КА ДЗЗ В1991-1993 гг.- генеральный директор НПП ВНИИЭМ. Д.т.н., профессор. Лауреат Государственной премии СССР 271
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Метеор-2» C. А. Стома С1993 по 2004 гг- генеральный директор НЛП ВНИИЭМ. К.т.н. Лауреат Государственной премии Заслуженный деятель науки и техники РФ Н.Н.Шереметьевский Герой Социалистического Труда. С1974 по 1991 г. - директор, главный конструктор ВНИИЭМ. Д.т.н., профессор. Академик РАН. Лауреат Ленинской и Государственных премий. Заслуженный деятель науки и техники РФ ВНИИЭМ опирался на мощный научно-технический и кон- структорско-технологический потенциал, накопленный кол- лективом института в ходе многолетних работ по созданию прецизионных надежных электромеханических устройств для ракетно-космической техники. Во ВНИИЭМ под руко- водством АГ.Иосифьяна (1941-1974 гг.), Н.Н. Шереметьев- ского (1974-1991 гг.) и С.А.Стомы (1993-2004 гг.) созда- вались новые поколения прецизионной электромеханики, в т.ч. уникальные исполнительные органы ориентации пи- лотируемых станций (шары-маховики, гиродины) и другие устройства для разных КА. Специфической особенностью спутниковых платформ для КА ДЗЗ, создаваемых ВНИИЭМ, и по настоящее время является глубокое проникновение в бортовую аппаратуру КА прецизионной электромеханики и минимизация на этой основе внешней кооперации при изготовлении служебных платформ. Большинство устройств СП создаются на самом предприятии-разработчике - ВНИИЭМ. Прежде всего это относится к системе ориентации и стабилизации СП, глав- ной функцией которой является создание условий, обеспе- чивающих необходимое качество информации ДЗЗ. Успешный опыт длительной эксплуатации подтвердил эффективность электромеханической системы ориентации успокоения и разгрузки с использованием магнитного поля Земли и позволил отказаться от реактивных двигателей. Си- стема ориентации и стабилизации платформы СП-I впервые в стране стала полностью электромеханической. Разработка специальных электромеханических сканиру- ющих устройств позволила ВНИИЭМ создавать собственные надежные, проверенные летными испытаниями различные типы инфракрасных датчиков ориентации на Землю - по- строителей местной вертикали, предназначенных для раз- ных высот полета и реализующих различные принципы сканирования (круговой, секущий). Благодаря этому повы- силась точность ориентации КА в соответствии с повыше- нием требований к пространственному разрешению и точ- ности географической привязки. В системе ориентации платформы СП-I использовал- ся построитель местной вертикали с принципом кругового сканирования ИК-горизонта Земли. Структура оптико-элек- тронного и конструктивного построения прибора, в отличие от имевшихся одноосных приборов ЦКБ «Геофизика», обе- спечивала двухосную ориентацию на Землю. Точность ори- ентации на Землю составляла 20-30 угл. мин. Система энергоснабжения с подвижными ориентирован- ными на Солнце панелями солнечных батарей была впервые в стране разработана ВНИИЭМ для КА «Метеор». Однако, как показала эксплуатация, она имела ряд недостатков. По- этому СЭС для платформы СП-I создавалась заново. В ме- ханизм поворота СБ были введены точные компенсирующие 272
Глава 4 устройства, что устранило влияние возмущений на качество целевой информации. Была разработана оригинальная схе- ма управления энергоснабжением. Гарантированный срок службы СЭС увеличился до двух-трех лет при значительном росте общей мощности СБ и емкости химических батарей. Созданные во ВНИИЭМ приводы ориентации солнечных батарей в дальнейшем постоянно совершенствовались и ста- ли широко применяться в российской космической технике (ОАО «РКК «Энергия», ФГУП «НПО им. САЛавочкина, ОАО «ВПК «НПО машиностроения» и др.). Конструкция платформы СП-I разрабатывалась вновь. Объем гермоотсека возрос на 30 % за счет увеличения диа- метра корпуса, но информационные приборы размещались вне герметичного отсека. С целью снижения искажения спектра и потери мощности измеряемого излучения при съемке через иллюминаторы для размещения этих прибо- ров использовалась внешняя термостабилизированная при- борная платформа. Компоновка платформы и ее аппаратуры оказалась до- статочно унифицированной. Когда по инициативе ВНИИЭМ в 1977 г. для КА ДЭЗ впервые в СССР была освоена солнеч- но-синхронная орбита (наклонение 98 °), не потребовалось никаких изменений в компоновке платформы и расположе- нии приборов. Температурный режим приборов, расположенных в гер- моотсеке, поддерживался системой терморегулирования, в которой имелось два контура циркуляции газа (азота), за- полняющего корпус. Терморегулирование информационных приборов, расположенных на негерметичной приборной раме потребовало принятия специальных мер. ВНИИЭМ провел в условиях открытого космоса многолетние иссле- дования стойкости и характеристик многих радиационно стойких покрытий и на этой основе выбрал оптимальные типы и технологии их нанесения. Гарантийный срок службы КА «Метеор» первого по- коления, созданного в начале 1960-х гг., составлял 6 меся- цев, хотя фактически эти КА эксплуатировались в среднем 1-1,5 года. При создании платформы СП-I для КА «Мете- ор-2», предназначенного для штатной эксплуатации в со- ставе ГМКС, была поставлена задача повысить гарантийный ресурс КА в 3-4 раза, что для того времени являлось до- статочно сложной задачей. Для повышения надежности и срока службы платформы и КА в целом была разработана и полностью реализована единая программа обеспечения надежности на всех этапах разработки, изготовления, конструкторской отработки, на- земных и летных испытаний. Важнейшее значение для по- вышения надежности спутниковых платформ первого и вто- рого поколения - СП-I и СП-ll («Ресурс-УКП», разработка 1985 г.) - имели разработанные во ВНИИЭМ оригинальные методологии термостабилизационных и комплексных испы- таний КА, реализуемые с помощью наземных автоматизиро- ванных систем испытаний на базе ЭВМ и специального про- граммного обеспечения. Особую роль сыграли длительные (100-150 ч) непрерывные наземные термотренировки КА. Первым в отечественной космической технике ком- плексным автоматическим испытательным средством, соз- данным ВНИИЭМ для испытаний КА на заводе-изготовителе, была автоматизированная испытательная система (АИСТ), построенная на базе разработанной в институте одной из первых в стране управляющей вычислительной системы В-ЗМ. Система АИСТ обеспечила комплексные и сдаточные испытания на заводе-изготовителе двадцати двух КА «Ме- теор-2», пяти КА «Ресурс-01» и КА «ИК-Болгария 1300», в основе которых лежала платформа СП-1. С развитием и модификацией бортовой аппаратуры и изменениями состава подвергаемых испытаниям КА систе- ма АИСТ неоднократно модернизировалась и трансформи- ровалась; также создавались новые испытательно-вычис- лительные комплексы на базе современной на тот момент компьютерной техники. Надо отметить, что АИСТ была первой системой в отечественной космонавтике, способной проводить испытания в реальном масштабе времени на за- воде-изготовителе и на космодроме. Это позволило резко повысить достоверность испытаний и надежность спутника по сравнению с использовавшимися ранее ручными и полу- автоматическими методами. Конечно, эта система привлекла внимание специалистов и инициировала их деятельность в этой области. Концепция отработки техники, опиравшаяся в основном на многократ- ные летные испытания, утрачивала свои позиции, и это было важным принципиальным шагом для советской космонав- тики. Необходимо заметить, что ВНИИЭМ, поддерживая традиции, и поныне обеспечивает комплексные испытания КА с помощью испытательно-вычислительных комплексов собственной разработки. Оперативный метеорологический КА «Метеор-2» обладал более высокими информационны- ми характеристиками по сравнению с КА «Метеор-1». Из представленной таблицы видно, что на этих КА ис- пользовались три типа сканирующей обзорной аппарату- ры, работающей в различных участках спектра: в видимом (0,5-0,7 мкм) и инфракрасном (8-12 мкм и 11,10-18,70 мкм). Первый тип телевизионной аппаратуры предназначался для получения изображения облачности, ледяных и снеж- ных полей, а также других видов подстилающей поверхно- сти. Поскольку эти объекты обладают различными коэффи- циентами отражения, это позволяло получать изображения с широким диапазоном полутонов. На оперативных КА «Ме- теор-2» ТВ-аппаратура была представлена в трех видах: 1. Сканирующий телефотометр для автоматической (прямой) передачи изображения облачности, т.е. для полу- чения (на оперативной основе) региональных изображений непосредственно того района, над которым пролетал КА и где была установлена наземная аппаратура приема. Данный режим работы является режимом непосредственной пере- дачи изображений. 2. Сканирующая ТВ-аппаратура, предназначенная для полу- чения глобальных изображений (те. для всей дневной стороны Земли). Этот режим работы - режим запоминания инфор- мации. ТВ-аппаратура КА «Метеор-2» давала возможность 273
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 1 Состав и характеристики бортовой информационно-измерительной аппаратуры КА «Метеор-2» Состав аппаратуры Спектральный диапазон, мкм Ширина поло- сы захвата км Разрешение в надире км Назначение Сканирующий телефотометр 0,5-0,7 2100 2 Получение региональных данных о распределении облачности в светлое время суток Сканирующая ТВ-аппаратура 0,5-0,7 2200 1 Получение данных о распределении облачности, снежного и ледяного покрова в светлое время суток над любым районом земного шара Сканирующий ИК-радиометр 8-12 2600 8 Получение глобальных данных о распределении облачности, о ради- ационной температуре подстилающей поверхности и высоте верхней границы облаков Сканирующий инфракрасный спектрометр 8 каналов диапазона 11,10-18,70 1100 30 Получение глобальных данных темпе- ратурного зондирования атмосферы Комплекс радиометрической аппаратуры Измерение потоков протонов, электронов, рентгеновского излучения от 0,15 до 90 МэВ - - - различать облачность на фоне подстилающей поверхности при условии достаточной освещенности в районе съемки (при высоте Солнца над местным горизонтом более 5 °). Для обнаружения и прослеживания облачности на тене- вой стороне Земли использовалась ИК-аппаратура, рабо- тающая в участке спектра 8-12 мкм. Одновременно с этим ИК-аппаратура на всех метеорологических КА также успеш- но работала по съему информации и на освещенной стороне Земли. Другими словами, с помощью ИК-аппаратуры осу- ществлялся глобальный съем информации как на теневой, так и на освещенной части каждого рабочего витка. Яркость (тон) изображения какого-либо объекта на инфракрасном снимке определялась главным образом температурой из- лучающей поверхности. Облака, имеющие чаще всего бо- лее низкую температуру, чем подстилающая поверхность, представлялись на инфракрасных снимках яркими зонами на фоне серой или темной подстилающей поверхности. 3. Сканирующий восьмиканальный ИК-радиометр. Комплекс измерительной научной аппаратуры на КА «Метеор-2» включал в себя: - сканирующую инфракрасную аппаратуру, предназна- ченную для определения температуры подстилающей по- верхности и высоты верхней границы облачности; - комплекс радиометрической аппаратуры, предназна- ченной для непрерывных наблюдений за потоками проника- ющих излучений в околоземном пространстве; - сканирующую спектрометрическую аппаратуру, рабо- тающую в диапазоне полос поглощения углекислого газа и предназначенную для решения задач термического зонди- рования атмосферы. Летно-конструкторские испытания космического аппа- рата «Метеор-2» проходили успешно. Пуск КА № 1 состоял- ся в 1975 г. Основные требования ПЗ были подтверждены после пуска КА № 2 в 1977 г. Заказчики Госкомгидромет и Министерство обороны стали регулярно получать ком- плексную метеорологическую и геогелиофизическую ин- формацию. Космические аппараты этой серии запускались на околокруговые приполярные орбиты высотой около 900 км с углами наклона их плоскостей к плоскости эква- тора -81,2 °. За один оборот вокруг Земли КА «Метеор-2» мог снимать ТВ- и ИК-информацию в режиме запомина- ния с территории, составляющей около 20 % поверхности земного шара. КА «Метеор-2» был способен одновременно охватить 30000 км2 земной поверхности. КА имел возможность хранить полученные данные, а затем сбрасывать их на наземные станции в Москве, Новосибирске и Хабаровске. КА «Метеор-2» позволял обеспечить 1-3-дневные прогнозы погоды, а также осу- ществлять мониторинг крупномасштабных чрезвычайных ситуаций, таких как тайфуны, ураганы, наводнения, град, крупные лесные пожары. КА «Метеор-2» имел также воз- можность определять наличие снежного покрова и льда в районах на расстоянии 3000-5000 км от определенного автономного пункта приема информации. Получение ин- формации в режиме опытной эксплуатации продолжалось до 1981 г., ГМКС «Метеор-2» в составе постоянно работа- ющих двух-трех КА, наземных комплексов приема, обработ- ки и распространения информации и наземных комплек- сов управления КА была подготовлена к сдаче в штатную эксплуатацию. 274
Глава 4 Сотрудники института, получившие правительственные награды за разработку космического аппарата «Метеор-2»: ИАБарсуков, И.Е.Сахаров, Р.М.Казарян, Ю.В.Трифонов, АМСарафанов, МАБуйниченко, П.Я.Олейник, М.И.Крайнев, ВАВьюгин, МАЛеднева, Ю.Н.Устинов, И.Е.Химсон, М.МДружинин, Г.И.Ионов, А.Г.Шехтман, И.Н.Карнаухов, Н.М.Бушкевич, А.В.Лепорский, В.В.Петров, К.С.Косенчук, Ф.И.Кулешова, А.В.Сапронов, АНМартынов. 1983 г. В 1981 г. был выпущен и утвержден отчет Государ- ственной комиссии о результатах летных испытаний ГМКС в целом. Отчет фиксировал готовность к штатной эксплуата- ции ГМКС «Метеор-2» в составе орбитальной группировки из двух-трех КА, соответствующих наземных комплексов и средств обеспечения космической информации, потреби- телей в народном хозяйстве и в интересах обороны страны. В отчете отмечалось, что многие из разработанных при создании КА оригинальных принципов и решений легли в основу выполненных ВНИИЭМ работ для космических аппаратов других назначений, в частности, использовались при создании следящих систем ориентации солнечных бата- рей и исполнительных органов систем ориентации корпуса орбитальных станций «Салют» и «Алмаз», а также автома- тических испытательных систем для КА «Янтарь». Эффективность использования информации, получа- емой от ГМКС «Метеор-2», характеризуется результатами распространения метеорологической и геогелиофизи- ческой информации от системы. Результаты обработки всех видов метеорологической космической информации и данных радиационного контроля ОКП широко использо- вались во многих отраслях народного хозяйства страны, в подразделениях Минобороны и для международного обмена. Кроме того, непосредственный прием локальных телевизионных изображений облачности, ледового и снеж- ного покровов производился более чем 800 АППИ Земного шара, в т.ч. 81 АППИ Госкомгидромета (в СССР, на кораблях и в Антарктиде). При этом каждый пункт за один цикл при- ема получал изображение поверхности Земли площадью до 6-7 млн км2. В нашей стране кроме информации, непосредственно принимаемой АППИ, первично обработанная глобальная метеоинформация оперативно, через 2-2,5 ч после полу- чения от КА, направлялась каждым Центром наземного комплекса приема и обработки информации в местные подразделения службы погоды и во все заинтересованные местные народнохозяйственные организации. Одновре- менно с этим вся обработанная спутниковая информация высылалась по каналам связи в НПО «Планета» (ныне ФГБУ «НИЦ «Планета»), где осуществлялись ее анализ и интерпретация, а также составлялись фотомонтажи по территории СССР, по Северному и Южному полушари- ям и по тропической зоне. Подготовленная информация оперативно передавалась в Гидрометеоцентр СССР для составления краткосрочных прогнозов погоды, морских гидрологических прогнозов и анализа мировой погоды. По радиотелеграфным и радиофаксимильным каналам информация оперативно передавалась для потребите- лей в СССР и во всем мире, в т.ч. для Мирового центра в Вашингтоне и Центра в Нью-Дели 275
История развития отечественных автоматических космических аппаратов На основе рекомендаций Госкомиссии правительство страны в 1982 г. приняло постановление о приеме Госу- дарственной метеорологической космической системы «Метеор-2» в штатную эксплуатацию в интересах Гидроме- теослужбы и народного хозяйства. Большая группа основ- ных разработчиков, изготовителей и «эксплуатационщиков» системы была награждена орденами и медалями СССР, при этом только во ВНИИЭМ награды получили около 200 чело- век. Научное и техническое руководство созданием «Мете- ор-2» и его модификаций осуществлял главный конструк- тор АГ.Иосифьян и его заместители Н.Н.Шереметьевский, Ю.В.Трифонов, В.И.Адасько. ГМКС эксплуатировалась до 1995 г. За 1975-1993 г. было выведено на орбиты 22 космических аппарата «Метеор-2». Средний срок службы КА составил 2 года 10 месяцев при га- рантированном полетном ресурсе 1 год. Официальное пре- кращение эксплуатации этих КА производилось после отказов основной информационной аппаратуры, при этом космиче- ская платформа сохраняла полную работоспособность. Космический аппарат «Метеор-3» - третье поколение отечественных аппаратов гидрометеорологического назначения серии «Метеор» В начале 1980-х гг. ВНИИ электромеханики присту- пил к созданию нового поколения космических аппа- ратов «Метеор-3», предназначенных для системы ги- дрометеорологического обеспечения страны. В 1983 г. постановлением Совета Министров СССР эта тематика еще раз была закреплена за ВНИИЭМ. Директор институ- та Н.Н.Шереметьевский был назначен генеральным кон- структором, а директор Истринского филиала ВНИИЭМ В.И.Адасько - главным конструктором «Метеор-3». Главной задачей создания КА «Метеор-3» было продол- жение эксплуатации Государственной Метеорологической космической системы. В связи с этим состав приборного комплекса глобального наблюдения метеорологической об- становки (приборы видимого и ИК-диапазона) был сохра- нен, но аппаратура подверглась заметной модернизации, пространственное разрешение повышено, полосы захвата увеличены. Был значительно расширен состав инфор- мационной аппаратуры путем введения новых приборов вертикального температурно-влажностного зондирования атмосферы в ультрафиолетовом и микроволновом диапа- зонах и ряда приборов озонного мониторинга. Благодаря проведенной унификации элементов платформы, в состав КА впервые были включены зарубежные приборы ведущих космических держав: - многоканальный прибор горизонтального мониторин- га TOMS (США); - сканирующий радиометр радиационного баланса Зем- ли SCARAB (Франция); - навигационный прибор PRARE (Германия). Эксплуатация метеорологической космической системы ГМКС с КА «Метеор-3» продолжалась до 1996-1997 гг. К этому времени государственное финансирование космиче- ских разработок существенно уменьшилось, создавать КА одного-двух назначений стало затруднительно. Поэтому в 1995 г. было принято решение о создании многоцелевых космических аппаратов. К сожалению, первый запуск КА «Метеор-3» № 1, про- изведенный 27 ноября 1984 г., закончился аварией на участ- ке полета третьей ступени ракеты-носителя «Циклон-3», в результате чего КА был выведен на нерасчетную орбиту. 24 октября 1985 г. состоялся первый успешный запуск КА «Метеор-3» № 2. Всего с 27 ноября 1984 г. по 25 января 1994 г. было за- пущено 7 аппаратов серии «Метеор-3». КА № 1 и № 2 явля- Табл. 2 Орбитальные характеристики КА серии «Метеор-3» Номер КА Дата запуска Изготовитель Место запуска Характеристики орбиты ГПР Срок службы Средняя высота, км Наклонение град. «Метеор-3» № 1 27.11.1984 ИФ ВНИИЭМ Плесецк 1200 82,5 2 года Отказ PH «Метеор-3» № 2 24.10.1985 ИФ ВНИИЭМ Плесецк 1200 82,5 2 года 3 года 10 мес. «Метеор-3» № 3 26.07.1988 НИИЭМ, г. Истра Плесецк 1200 82,5 2 года 4 года 4 мес. «Метеор-3» № 4 25.10.1989 НИИЭМ, г. Истра Плесецк 1200 82,5 2 года 4 года 2 мес. «Метеор-3» № 5 24.04.1991 НИИЭМ, г. Истра Плесецк 1200 82,5 2 года 5 лет 2 мес. «Метеор-3» № 6 15.08.1991 НИИЭМ, г. Истра Плесецк 1200 82,5 2 года 9 лет 0,5 мес. «Метеор-3» № 7 25.01.1994 НИИЭМ, г. Истра Плесецк 1200 82,5 2 года 1 год 11 мес. 276
Глава 4 лись переходными от «Метеор-2» к «Метеор-3» и создавались на базе платформы СП-I разработки ВНИИЭМ. Следующие аппараты серии «Метеор-3» создавались на базе новой платформы СП-ll, в ко- торой были реализованы принци- пиальные технические новшества, достигнута максимальная унифи- кация конструкции. Высокий уро- вень параметров платформы и ее интерфейсов обеспечил интегра- цию с современными информаци- онно-измерительными приборами дистанционного зондирования Земли мирового уровня. Космический аппарат «Мете- ор-3» предназначался для опе- ративного получения, передачи, обработки, регистрации и распро- КА «Метеор-3» Табл. 3 Основные характеристики КА серии «Метеор-3» Номер КА 1,2 3,5,7 4,6 Масса КА. кг 1750 2150 2250 Масса модуля полезной нагрузки, кг 500-700 500-700 500-700 Расчетные параметры круговой орбиты: - высота максимальная, км 1266,0 1222,5 1223,7 - высота минимальная, км 1229,0 1193,6 1187,3 - период обращения, мин 110,29 109,38 109,46 - наклонение плоскости орбиты, град. 82,53 82,54 82,54 Размеры КА: - длина, м 6,5 - диаметр, м 2,4 - ширина с развернутыми СБ, м 12,7 Мощность системы энергоснабжения, Вт 500 Система ориентации Активная, трехосная, с двигателями-маховиками и газореактивной системой на сжатом газе - азоте Точность ориентации Не хуже 20 угл. мин Ширина полосы обзора телевизионной аппаратуры, км 3100 Разрешающая способность, км 0,8 х 1,5 Точность привязки полученных изображений, км 15 Время активного существования Не менее двух лет Система коррекции орбиты Аммиачная электронагревная ПУ с двигателями тягой 15 г/ЭРД ДЭН-15 Тип ракеты-носителя «Циклон-3» 277
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 4 Состав и основные характеристики штатного (постоянного) бортового информационно-измерительного комплекса КА «Метеор-3» Аппаратура Спектральный диапазон, мкм Пространственное разрешение км Ширина полосы захвата км Режим работы Сканирующая ТВ-аппаратура (телефотометр МР-2000М) с системой запоминания данных на борту для режима глобального обзора 0,5-0,8 0,7 х 1,4 3100 ЗУ, нп Сканирующая ТВ-аппаратура (телефотометр МР-900) для режима передачи данных на АППИ 0,5-0,8 1,0 х 2,0 2600 нп Сканирующий ИК-радиометр «Климат» для режима глобального обзора и передачи данных на АППИ 10,5-12,5 3,0 х 3,0 3100 ЗУ, нп Сканирующий десятиканальный ИК-радиометр (174-К) 9.6&-18.7 35,0-35,0 1000 ЗУ.НП Радиационно-метрический комплекс РМК Энергия захвата: 0,15-3,1 МэВ 1-600 МэВ ЗУ, нп Радиолиния 466,5 мГц - передача данных в центры 137,850 мГц - передача данных на АППИ странения потребителям в любое время суток гидрометеоро- логической информации, а также информации о радиацион- ной обстановке в околоземном космическом пространстве и состоянии магнитосферы и озонового слоя Земли. КА позво- лял получать глобальные и локальные изображения облач- ности, поверхности Земли, ледового и снежного покровов, а также данные для определения температуры верхней границы облаков. Установленные на его платформе приборы измере- ния спектральной яркости Земли и атмосферы в видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом и высокочастотном диа- пазонах спектра определяли высотные профили температуры и влажности в нижней атмосфере, общее содержание озона и его вертикальные распределения, а также состояние радиа- ционной обстановки вдоль траектории полета КА. В соответ- ствии с заложенной программой полета собранные данные накапливались в бортовом запоминающем устройстве и пере- давались в главный и региональный центры приема и обра- ботки информации. В состав бортового информационно-из- мерительного комплекса входили: - телевизионная аппаратура; - аппаратура для получения изображений в инфракрас- ном диапазоне; - многоканальный сканирующий инфракрасный спек- трорадиометр; - аппаратура для радиационных измерений; - комплекс спектрометрической аппаратуры озонного зондирования; - радиотехническая аппаратура системы сбора и переда- чи данных с наземных и морских платформ сбора данных; - передающая аппаратура радиолиний и запоминающие устройства. Комплекс научной аппаратуры на КА «Метеор-3» по- зволял оперативно, на регулярной основе, получать 2 раза в сутки изображения облачности и подстилающей поверх- ности в видимом и инфракрасном диапазонах, данные о температуре и влажности воздуха, температуре морской поверхности и облаков. Данные о потоках корпускулярных излучений, рентгеновского излучения и суммарного энер- говыделения всех излучений поступали в геофизическую службу. Также осуществлялся мониторинг ионосферы. Кро- ме штатной научной аппаратуры на КА «Метеор-3» регуляр- но устанавливалась дополнительная научная аппаратура экс- периментального и исследовательского назначения. Дополнительными приборами на некоторых КА «Мете- ор-3» были: - ультрафиолетовый спектрометр (УФ-спектрометр); - бортовая ультрафиолетовая система; - аппаратура контроля озонового слоя Земли («Озон-М»); - спектрофотометр СФМ (для измерения общего со- держания озона и вертикального распределения озона в от- дельных регионах). На борту КА «Метеор-3» № 6, запущенном 15 августа 1991 г., в качестве дополнительного полезного груза был установлен сканирующий спектрометр TOMS для картиро- вания глобального распределения озона, разработанный и изготовленный NASA (США). Основные характеристики ап- паратуры: - шесть спектральных каналов в УФ-области спектра (312,5; 317,5; 331,3; 339,8; 360,0; 380,0 нм); - пространственное разрешение в надире 63 х 63 км2, 83 х 83 км2 среднее; - полоса обзора 2900 км. Аналог прибора TOMS устанавливался на КА «Ним- бус-7». На КА «Метеор-3» № 7 в качестве дополнитель- ного полезного груза была установлена аппаратура PRARE и SKARAB. Кроме того, на КА «Метеор-3» № 7 был уста- 278
Глава 4 новлен в качестве дополнительной отделяемой попутной нагрузки микроспутник TUBSAT. Прецизионная система навигационных измерений PRARE, разработанная фирмой KAISER-TREDE (г. Мюнхен, Германия), была предназначена для проведения экспериментов по высокоточным измере- ниям дальности и доплеровских смещений с помощью ре- трансляторов наземных станций. Принцип работы системы PRARE основан на измерении групповой задержки и изме- нении фазы несущей цифровых микроволновых сигналов в диапазонах S (2248 мГц) и X (8489 мГц). Масса аппара- туры -18,5 кг. Аппаратура SKARAB разработана лабораторией дина- мической метеорологии (г. Пализо, Франция) совместно с НПО «Планета» (г. Долгопрудный Московской обл., Рос- сия) и НИИЭМ (г. Истра Московской обл., Россия), при тех- нической и финансовой поддержке французского косми- ческого агентства КНЕС. В программе принимало участие Немецкое космическое агентство DARA, которое оказы- вало техническую и финансовую поддержку лаборатории атмосферных исследований, ответственной за наземную солнечную калибровку аппаратуры. Прибор SKARAB пред- назначался для сбора информации о состоянии радиаци- онного баланса системы Земля-атмосфера. С этой целью аппаратура SKARAB производила измерения энергети- ческой плотности уходящего излучения одновременно в четырех участках спектра. Две широкие спектральные по- лосы позволяли производить измерения в солнечной и тепловой областях спектра, излученного и отраженного Землей (солнечный канал - 0,2-4,0 мкм; общий канал - 0,2-50,0 мкм). Две более узкие полосы (видимый канал - 0,5-0,7 мкм; канал окна -10,5-12,5 мкм) были приспо- соблены для определения облачности, одна из них соот- ветствовала атмосферному окну в инфракрасной области, а другая позволяла разделить видимую и близкую инфра- красную часть солнечного спектра. Измерения радиацион- ного баланса, проводимые на большом отрезке времени, сыграли определяющую роль в понимании явлений, от- вечающих за измерения и эволюцию климата на Земле. Масса аппаратуры составляла 40 кг. Задачи, решаемые SKARAB, хорошо вписывались в рам- ки программы ГЕВЕКС (исследование глобального энер- гетического и водного цикла), одной из важнейших частей Всемирной программы исследования климата. Микроспутник TUBSAT разработан в Техническом уни- верситете г. Берлина (Германия) и предназначен для испыта- ний в условиях космического полета миниатюрной системы ориентации перспективных космических аппаратов, которая использует звездные и солнечные датчики, а также электро- механические исполнительные органы. На борту микро- спутника был установлен ретранслятор для обеспечения любительской радиосвязи. Масса микроспутника - 40 кг, размеры - 380 х 380 х 490 мм. Скорость отделения от КА «Метеор-3» составляла 0,5 м/с. Прием научных и вспомогательных данных с КА «Ме- теор-3» № 7 осуществлялся на двух российских станциях слежения: в Обнинске и Медвежьих Озерах. Собранные дан- ные передавались в ЦУП НПО «Планета» (ныне ФГБУ «НИЦ «Планета»), а затем в Центр управления КНЕС в г. Тулуза (Франция). Обработка данных производилась параллельно во Франции и России. КНЕС и НПО «Планета» являлись центрами распространения данных среди пользователей. Запуск второго прибора SKARAB в составе КА «Мете- ор-3» планировался на 1995 г., а третьего - на 1997 г. В пер- спективе эти два последних запуска позволяли обеспечить непрерывность получения данных на значительном отрезке времени, что могло заметно повысить эффективность ис- следований, однако по ряду организационных причин эти запуски, к сожалению, не могли быть осуществлены. Опыт проектирования и эксплуатации КА, в составе которых имеются зарубежные приборы, показал, что не- обходимо обеспечить не только электромагнитную совме- стимость аппаратуры, но также совместимость по питанию, синхронизации, управлению, программному обеспечению, структуре информации, по механическому и тепловому вза- имодействию, по характеристикам наземной и орбитальной среды КА, что является сложной комплексной проблемой, решаемой на всех этапах создания и эксплуатации КА. Опыт показал, что радикальным решением проблемы совместимости зарубежных приборов с отечественными КА является стандартизация параметров электрического интер- фейса. При установке этой аппаратуры на существующие КА вопросы сопряжении целесообразно осуществлять на базе применения специальных адаптеров интерфейса, что впо- следствии и осуществлялось при установке зарубежных при- боров на другие отечественные КА. Космический аппарат «Метеор-ЗМ» № 1 Космический аппарат «Метеор-ЗМ» № 1 разработки ФГУП «НИИЭМ» (ныне АО «НИИЭМ», в ходит в структура АО «Корпорация «ВНИИЭМ») создавался на базе зареко- мендовавшей себя платформы СП-ll («Ресурс-УКП») и был запущен в ноябре 2001 г. Состоявшийся запуск являлся пер- вым шагом восстановления российской полярно-орбиталь- ной метеорологической космической системы после выхода из строя последнего КА Государственной метеорологиче- ской космической системы «Метеор-3». КА «Метеор-ЗМ» № 1 предназначен для следующих ос- новных задач: - получение глобальных и региональных изображений облачности поверхности Земли, ледового и снежного по- крова в видимом и инфракрасном диапазонах спектра для синоптического анализа и уточнения синоптических процес- сов (МР-2000М, «Климат»); - получение глобальных и региональных данных о тем- пературе морской поверхности, поверхности океана и высо- те верхней границы облачности («Климат»); - определение местоположения и динамики перемеще- ния атмосферных вихрей (МР-2000М, «Климат»); 279
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Метеор-ЗМ» № 1 - получение данных о ледовой обстановке на акваториях морей и океанов, границах снежного покро- ва («Климат», МТВЗА); - получение данных о распро- странении озона в атмосфере и его общего содержания; - изучение природных ресурсов, контроль состояния окружающей среды; - осуществление экологического мониторинга и контроля чрезвы- чайных ситуаций; - получение глобальных данных температурно-влажностного зонди- рования атмосферы (МТВЗА), зонах интенсивных осадков, интегральном водозапасе облаков (МИВЗА) и др. Установка на борт КА «Метеор- ЗМ» № 1 многоканальных сканиру- Табл.5 Целевая аппаратура КА «Метеор-ЗМ» № 1 и ее основные характеристики Аппаратура Спектральный диапазон мкм Пространственное разрешение, км Полоса обзора, км Сканирующая ТВ-аппаратура с системой запоминания для получения глобальной информации МР-2000М1 0,5-0,8 1,5 3100 ИК-сканер для получения глобальной информации и изображений в режима APT («Климат») 10,5-12,5 1,7 3100 Микроволновый радиометр интегрального влажностного зондирования атмосферы (МИВЗА) 22-94 ГГц 5 каналов 25-100 1500 Микроволновый радиометр температурного и влажностного зондирования атмосферы (МТВЗА) 18,7-183 ГГц 52-55 ГГц Всего 19 каналов 12-75 2600 Комплекс геофизических измерений КГИ-4С Количество каналов - 8 Аппаратура измерения геоактивных излучений МСГИ-5ЕИ Ультрафиолетовый спектрометр (лимбовый) СФМ-2 Количество каналов-4 0,2-0,51 Многоканальное сканирующее устройство высокого разрешения МСУ-Э 0,5-0,6 0,6-0,7 0,8-0,9 38 х 38 м 78 Многоканальное сканирующее устройство среднего разрешения МСУ-СМ 0,5-0,7 0,7-1,1 225 м 2250 Определение вертикального распределения аэрозоля и малых газовых компонент атмосферы SAGE-III (США) 11 каналов 0,29-1,55 Радиолинии: - диапазон 8,2 ГГц (передача данных МСУ-Э, МСУ-СМ) - диапазон 1,7 ГГц (передача данных SAGE-111, МИВЗА, МТВЗА, МСГИ5 ЕИ, КГИ-4с) - диапазон 0,465 ГГц (передача глобальных данных) 280
Глава 4 Примеры снимков, полученных с КА «Метеор-ЭМ» IP 1 Лед в районе острова Ольхон озера Байкал 19 апреля 2003 г. Снимок прибора МСУ-Э Факелы Лугинецкого месторождения Томской области. 5 мая 2002 г. Снимок прибора МСУ-Э ющих устройств высокого (40 м) и среднего (225 м) про- странственного разрешения позволяет использовать данный КА для решения как традиционных метеорологических, так и природо-ресурсных задач. Особое значение имело включение в состав КА «Метеор-ЗМ» № 1 американского прибора SAGE-III. Инте- грация этого высококлассного современного прибора с КА «Метеор-ЗМ» была произведена по специальному согла- шению NASA и Росавиакосмоса на коммерческой основе; полученные значительные инвестиции практически обе- спечили создание КА в целом. Реализация технических тре- бований к платформе, предъявляемых параметрами этого прецизионного, обладающего высокой радиометрической и пространственно-геометрической точностью прибора, была гарантирована рядом факторов: - принятой во ВНИИЭМ и НИИЭМ современной систе- мой обеспечения качества; - согласованными с сотрудниками NASA параметрами унифицированной платформы СП-П; - новой, отработанной впервые в России для КА ДЗЗ, технологией сборочно-испытательных работ, связанных с высокой чистотой помещений и специальной оснасткой. Полет и успешная эксплуатация прибора SAGE-III в со- ставе КА «Метеор-ЗМ» № 1, продолжавшаяся более 2,5 лет, полностью подтвердили соответствие платформы СП-Il и КА в целом высоким требованиям унификации с зарубежными приборами. Успешная эксплуатация по целевому назначению КА «Метеор-ЗМ» № 1 продолжалась 4,4 года. КА прекратил свое существования в апреле 2006 г. С этого момента пре- кратила свое существование российская метеорологическая орбитальная группировка. Геостационарный гидрометеорологический и гелиогеогризический космический аппарат «Электро» Идея создать в Советском Союзе геостационарный ги- дрометеорологический КА появилась в начале 1970-х гг. почти одновременно с проводившимися под эгидой Все- мирной метеорологической организации работами по созданию в США, Европе и Японии трех-четырех таких КА, способных синхронно (до 24-48 раз в сутки) определять состояние облачного и водного покрова Земли, а на этой основе резко повысить достоверность краткосрочных гло- бальных метеопрогнозов. Было организовано три мировых метеоцентра, одним из которых стал центр в Москве. Энтузиастами идеи включения СССР в мировую службу погоды стали директор москов- ского Гидрометцентра академик ВАБугаев и возглавивший Госкомитет СССР по гидрометеорологии ЮАИзраэль, впо- следствии тоже ставший академиком. К концу 1970-х гг. вышло специальное постановление правительства и подготовлено ПЗ на советскую систему таких КА. Создание системы взяло под контроль Министер- ство обороны. Лично министр обороны Д.Ф.Устинов утвер- дил ПЗ вместе с другими министрами (МЭТП, МОМ, МОП и др.). Задача, поставленная перед ВНИИЭМ военными и граж- данскими метеорологами, была архисложной. Предстояло создать уникальный многоцелевой космический аппарат, не имевший тогда аналогов в мировой (тем более в совет- ской) космической технике, в котором все узлы, приборы, системы и конструкция в целом должны были разрабаты- ваться впервые. КА получил название «Электро» и должен 281
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Электро был каждые полчаса давать многоспектральные изображе- ния видимого диска Земли с высоким пространственным разрешением и измерительной точностью, обеспечивать метеорологов многими видами двухсторонней связи и ре- трансляции информации, проводить разнообразные гелио- геофизические измерения в околоземном космосе, под- держивать стабильность точки стояния и многое другое. В отличие от американских и европейских аппаратов, рос- сийский КА должен был иметь прецизионную трехосную ориентацию. Американские метеорологические геостацио- нары, запускавшиеся в первые двадцать лет, стабилизирова- лись вращением, что было существенно проще, но не давало необходимых условий для использования ряда важных при- боров. Первый, подобный российскому, космический аппа- рат GOES NEXT был запущен американцами только в апреле 1994 г., всего на полгода раньше КА «Электро». Требования военных носили глобальный характер. Предлагалось соз- дать в СССР собственную систему из трех геостационар- ных КА, с помощью межспутниковой связи (ретрансляции) передающих глобальные метеоданные каждые 30-60 мин на три советских центра: Москву, Новосибирск, Хабаровск. Главным конструктором КА «Электро» был назначен Ю.В.Трифонов. Директор ВНИИЭМ академик РАН Н.Н.Шереме- тьевский настоял на том, что управление практиче- ски всеми системами и устройствами КА «Электро» должно осуществляться единым управляющим вы- числительным комплексом. Для создателей КА удов- летворение вышеуказанных требований означало не- обходимость разработки структуры спутника, которая с помощью работающего в автоматическом режиме бортового комплекса управления обеспечивала бы следующие функции: - исполнение программ и режимов работы бор- товой информационной аппаратуры, в т.ч. передачу и ретрансляцию гидрометеорологических и гелиогео- физических данных; - диагностику и локализацию отказов и сбоев в системах КА; - выработку и реализацию мер по восстановлению работоспособности служебных систем и информаци- онных радиолиний; - обеспечение живучести КА в целом. Уникальной особенностью разработанного ВНИИЭМ космического аппарата «Электро» была новизна вхо- дящих в него бортовых служебных и информацион- ных систем, конструкции КА в целом, его наземного испытательного и технологического оборудования. Заново были разработаны более 90 % всех бортовых и наземных устройств. Из готовых были применены только блоки бортового стандарта времени и часто- ты, никель-кадмиевые аккумуляторные и солнечные батареи, причем СБ были впервые выполнены двух- сторонними. Входившие в состав БКУ командно-измерительная система и телеметрическая система БАТИ после поставки из РНИИ КП (ныне АО «Российские космические системы») были доработаны ВНИИЭМ на соответствие требованиям автономности. Еще одной, не менее сложной, научно-технической проблемой было создание во ВНИИ телевидения (ныне АО «НИИТ») и в Ленинградском оптико-механическом объ- единении (ныне АО «Л0М0») телевизионного многоспек- трального сканирующего радиометра для наблюдения Зем- ли и измерений потоков ее излучений. ТРС по точностным параметрам и измерительным свойствам своего оптико- механического телескопа был подобен лучшим бортовым комплексам того времени. Приборы информационного комплекса были созданы другими организациями, но основной, уникальный по точ- ности и надежности двухосевой привод сканирования для телевизионного радиометра, а также оригинальный радиа- ционный холодильник для ТРС были созданы во ВНИИЭМ. Диагностика и автономное поддержание работоспособности этих устройств и других, входящих в состав информационных приборов и антенн радиолиний, осуществлялись от управля- 282
Глава 4 ющих ЭВМ КА. Это позволило разработчикам БКУ создать глубоко интегрированную во все бортовые устройства еди- ную систему обеспечения авто- номности КА. Необходимость решения фундаментальной техниче- ской проблемы - обеспечение длительной автономности (ав- томатического поддержания работоспособности) систем и КА в целом - потребовала разработки комплекса взаи- моувязанных решений по сле- дующим направлениям: - создание высоконад- ежного структурно-функцио- нального построения КА; - наличие в составе бор- тового комплекса управления достаточно мощных ЭВМ и Структура и общая конструкция КА «Электро» № 1 специального программного обеспечения. БКУ КА «Электро» реализовал в полном объеме функ- ции управления большинством бортовых систем в штатном и аварийных режимах, осуществлял автоматическое под- держание работоспособности КА, обеспечивал выполнение программ передачи и ретрансляции от информационных систем. Интеллектуальные задачи управления решались единой бортовой управляющей вычислительной системой, кото- рая состояла из двух подсистем БУС-1 и БУС-2, связанных магистралью межпроцессорного обмена. Управление осу- ществлялось программно-аппаратным способом на основе комплекса алгоритмов с помощью двухстороннего инфор- мационного обмена со всеми системами КА и развитого программно-математического обеспечения. Подсистема БУС-1 являлась «ведущей» в этом танде- ме, поскольку через нее осуществлялась информационная связь с Землей, она запускалась первой и реализовывала несколько начальных управляющих задач КА. БУС-1 про- изводила диагностику и восстановление работоспособного состояния БКУ и большинства устройств, кроме устройств, связанных с управлением ориентацией и стабилизацией КА. Также могла реализовать аварийную программу обеспече- ния длительной живучести КА в целом. Задачей БУС-2 являлось текущее управление и контроль процессов ориентации и стабилизации КА, включая диагно- стику и управление по ее результатам реконфигурацией и режимами работы устройств системы. При полном отказе обоих полукомплектов любого датчика система должна была обеспечить трехосную ориентацию КА. Предусматри- вался также режим ориентации с повышенной точностью, при котором в качестве дополнительной информации ис- пользовались обработанные в БУС-2 данные о положении инфракрасного горизонта Земли в поле зрения телевизион- ного сканирующего радиометра. Всего в системе ориентации предусматривалось 16 раз- личных режимов, изменение их осуществлялось автомати- чески программным обеспечением БУС-2. Специальный программный комплекс обеспечивал диагностику состоя- ния системы и поддержание ее работоспособности при от- казах или сбоях. Требуемая точность ориентации и высокая стабильность угловых перемещений КА достигалась при помощи комплекса конструктивных и аппаратных мер по минимизации уровня внутренних возмущающих моментов, создаваемых при работе бортовых систем. Эти меры позволили получить разрешающую способ- ность ТРС на местности не уже одного километра при высо- те орбиты порядка 36000 км. Важнейшей задачей БУС-2, требовавшей баллистиче- ских достаточно оперативных расчетов, было слежение в ходе орбитального полета за фактическим положением в системе осей КА основных ориентиров (Земля, Солнце, Полярная звезда) и сравнение с данными, поступавшими от датчиков для проведения необходимых коррекций. Ни одна функция СОС не могла быть решена без направляю- щего комплексного действия БУС-2. В то же время, напри- мер, постоянного управления БУС-1 энергоснабжением КА не требовалось, поскольку автомат питания был построен с обеспечением «глубоко эшелонированной» надежности, и вмешательство БУС-1 для сохранения живучести (ОЖО) КА в целом могло понадобиться лишь при нескольких отказах АП. В то же время многие функции СОС не могли реализо- ваться без участия БУС-1, получаемого путем обмена ин- формацией через межпроцессорную магистраль. 283
История развития отечественных автоматических космических аппаратов В целом следует указать, что обе части БКУ (БУС-1 и БУС-2) были равнозначны по важности, сложности и от- ветственности. БУС-1 представляла собой вычислительное устройство с мажоритарным процессорным ядром и не- нагруженным резервированием периферийного обору- дования; периферийная БЦВМ (БУС-2), используемая для управления системой ориентации, по своей структуре прак- тически аналогична БУС-1. Созданные для КА «Электро» управляющие вычисли- тельные машины были построены на основе реализации са- мовосстановления - способности автоматически восстанав- ливать свои функции посредством коррекции результатов вычислений, признаваемых неправильными, или реконфи- гурации заданной структуры при ее нарушениях. Учитывая архитектурные особенности ЭВМ, используемых в изделии «Электро», программистами ВНИИЭМ ААВилюмсоном и Т.Н.Игнатьевой был разработан комплекс программ по обе- спечению их бесперебойной работы в течение длительного промежутка времени (3-5 лет). В дальнейшем этот комплекс программ был назван программой обеспечения живуче- сти-ПОЖ. Заданные ПЗ на КА «Электро» параметры целевой аппаратуры и, прежде всего, телевизионного сканирующе- го радиометра по геометрическому разрешению (видимый диапазон) и радиометрической точности (инфракрасный диапазон) обеспечивались параметрами ориентации и об- щей конструкцией космического аппарата. Сотрудниками ВНИИЭМ были проведены работы по оценке и влиянию соб- ственной внешней атмосферы КА «Электро» на работоспо- собность КА, и реализованы способы снижения ее вредного воздействия. После сдачи КА «Электро» в сентябре 1993 г. военному представительству внутрен- ние проблемы, вроде бы, упростились, зато внешние препятствия приобрели невиданное разнообразие. Наибольшие проблемы воз- никли в отношении организации работы на полигоне, тем более что планировалось од- новременно выполнить пуск КА «Ресурс-01» № 3, в котором были заинтересованы немцы из Бременской фирмы, через них был полу- чен кредит на оплату пуска, и это в совокуп- ности способствовало решению по обоим КА. Согласие ВКС на вывод и КА «Электро», и КА «Ресурс-01» № 3 было получено и под- тверждено официальным заседанием Го- сударственной комиссии На все это пошло месяцев шесть-восемь, и в середине лета 1994 г. оба КА последовательно отправились на полигон. Огромное количество сложностей возни- кало и на самом полигоне. Но несмотря на все трудности, пуск КА «Электро» был произведен 31 октября 1994 г. и 1 ноября КА был выведен на геостационарную орбиту в точку 90 ° в.д. Этапы испытаний и эксплуатации КА «Электро» № 1 Летные испытания геостационарного КА «Электро» № 1 были начаты 1 ноября 1994 г. После отделения КА от носителя произошло гашение начальной угловой скоро- сти, нормально раскрылись солнечные батареи и все антен- ны КА, после успокоения космический аппарат принял одно- осную ориентацию на Солнце, однако ориентация на Землю и режимы трехосной ориентации не состоялись ввиду отказа обоих каналов датчика Земли - построителя местной верти- кали (ДВ). На первом этапе летных испытаний удалось пере- вести КА в стабильный энергетический и тепловой режимы, провести необходимую коррекцию орбиты, установить и удерживать КА в штатной точке стояния (76 ° в.д.). В ходе дальнейших действий была разработана и реализована про- грамма восстановления трехосной орбитальной ориентации КА путем применения штатных датчиков Полярной звезды и экспериментального прибора точного солнечного коор- динатора. Для этого потребовалось доработать, отладить на наземных стендах и ввести по радиоканалу в бортовую управляющую систему КА (БУС-1) дополнительное про- граммное обеспечение. Пока в течение нескольких месяцев налаживали работу спутника, работники наземного центра приема и обработ- ки информации «Планета» во главе с Виктором Жупано- вым полностью переделали технический комплекс приема и обработки информации, включая сложнейшую матема- тику. КА «Электро» вскоре был передан центру «Планета» и Гидрометеоцентру в эксплуатацию и проработал почти четыре года. Снимок Земли с КА «Электро» 284
Глава 4 Ветераны работ по «Электро». Слева направо, сидят: А.В.Шафранский, А.Г.Шехтман, Т.Н.Игнатьева, Г.ААкопов, Г.Д.Чуткерашвили, Э.Г.Бланк, Ю.НУстинов; стоят:АЛ.Манилюк, О.С.Тихонов, ВЛ.Чукаловский, ВАКожевников, Е-В.Кривобоков. Р.М.Казарян, А.В.Горбунов. В.П.Курилович, Л.Н.Карандеев. 19ноября 2008 г. Нормальный режим трехосной ориентации был уста- новлен в КА «Электро» № 1 в феврале 1995 г. На втором этапе летных испытаний (март-август 1995 г.) были проведе- ны проверки состояния всех бортовых служебных систем и бортового информационно-радиотехнического комплекса, а также доработанного в этот же период наземного ком- плекса приема и обработки целевой информации. В ходе второго этапа ЛКИ было установлено: - бортовой комплекс управления в совокупности с вхо- дившими в его состав датчиками положения осей КА (ДПЗ, СК и МУС) и исполнительными органами (ДМ и ДР) обеспе- чивал поддержание ориентации и стабилизации КА, а также его положение в точке стояния с указанной точностью; - БКУ в совокупности с командно-измерительной систе- мой, адаптивной телеметрией, системами энергоснабжения, распределения и коммутации питания, терморегулирования, единого времени и информационно-радиотехническим комплексом, обеспечивал использование КА по назначению в виде передачи и ретрансляции 18-24 раза в сутки целевой гидрометеорологической и гелиогеофизической информа- ции наземным пунктам потребителей; - БКУ производил непрерывную автоматическую диа- гностику и восстановление работоспособности всех систем, включая центральные вычислительные средства, несмотря на имевшиеся сбои и отказы. В случае необходимости це- левое использование КА в полном объеме происходило в автономном режиме без вмешательства НКУ. Бортовой комплекс управления, основанный на широ- ком использовании вычислительной техники в управлении КА «Электро», обладающий большими интеллектуальны- ми возможностями, обеспечил нормальную работу КА «Электро» даже в условиях аварийных ситуаций. Борто- вая информационная аппаратура (телевизионный скани- рующий радиометр и радиационно-метрическая система) регулярно поставляла целевую информацию - изобра- жения Земли в ИК-диапазоне спектра и гелиогеофизи- ческую информацию об окружающем космосе, которые обрабатывались в наземных вычислительных комплексах Гидрометеоцентра и Института прикладной геофизики, затем использовались по назначению. В основном пара- метры бортового информационного радиотехнического комплекса соответствовали требованиям ПЗ. Бортовой ретранслятор обеспечил передачу первичной информации от КА и распространение обработанной гидрометеоин- формации отечественным и зарубежным потребителям по радиоканалам в международных диапазонах (сантиметро- вом и дециметровом) волн. В период с августа 1995 по сентябрь 1998 г. проводилась опытная эксплуатация КА «Электро», параметры служеб- ных и информационно-радиотехнических бортовых систем, а также режимы передачи сохранились. В процессе опытной эксплуатации КА системы служебного комплекса отработа- ли в штатных режимах более 3 лет (155 % ГПР) при гаранти- рованном полетном ресурсе 2 года. В информационно-радиотехническом комплексе ра- диационно-метрическая (гелиогеофизическая) аппаратура без замечаний отработала более 30000 ч (ГПР - 20000 ч). Ретранслятор в совокупности с АФУ в сантиметровом диа- пазоне также непрерывно отработал более 30000 ч. Теле- визионный радиометр обеспечил в ИК-диапазоне передачу изображений Земли в 18000 сеансах (ГПР -15000 сеансов). Видимый диапазон ТРС не работал. После завершения ЛКИ КА «Электро» был передан центру «Планета» и Гидромете- оцентру в эксплуатацию и проработал почти 4 года. 285
История развития отечественных автоматических космических аппаратов О ОАО «ВПК «НПО мааииостроеиия» ПРОЕКТ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОРБИТАЛЬНОЙ СТАНЦИИ ФОТОРАЗВЕДКИ «АЛМАЗ-К» В середине 1970-х гг. остро встал вопрос создания косми- ческих средств оперативной детальной фоторазведки с широ- кой полосой захвата (более 100 км) и линейным разрешением на местности не хуже 1 м. Имеющиеся на то время техниче- ские средства не обеспечивали решение указанной задачи, а перспективные, например, панорамные фотоаппараты с де- тальным уровнем разрешения, находились на уровне НИРов- ских проработок и не могли быть созданы в заданные сроки. Генеральный конструктор В.Н.Челомей предложил свой вариант решения этой задачи. В качестве космической плат- формы предлагалось использовать отработанную конструкцию ОПС «Алмаз» с техническими характеристиками ее систем (СУД, БВК, СЭП и др.), обеспечивающими получение фото- снимков с требуемым уровнем разрешения на местности, и оперативную их доставку на Землю в капсуле специнформа- ции. В рабочий отсек орбитальной станции (диаметром более 4 м) планировалась веерная установка нескольких (до 4-6 шт.) длиннофокусных фотоаппаратов (с обеспечением необходи- мого перекрытия их полей зрения), а также размещение до 16- 20 капсул сброса информации, обеспечивающих оперативную доставку на Землю экспонированной фотопленки. В 1974 г. по инициативе В.Н.Челомея в ЦКБМ на базе орбитальной пилотируемой станции «Алмаз» были начаты работы по созданию автоматической орбитальной станции «Алмаз-К» для ведения детальной широкополосной фото- разведки в целях контроля обстановки в районах локальных военных конфликтов и кризисных ситуаций. В конце 1974 г. на этапе технических проработок, целью которых был выбор схемы изделия, комплектации фото- аппаратуры, были выпущены технические предложения. Работы проводились на основании письма министра обо- роны СССР ААГречко министру общего машиностроения СААфанасьеву о необходимости создания системы фото- разведки с широкой полосой обзора. 19 января 1976 г. было принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР (приказ Министерства общего маши- ностроения от 30 января 1976 г.) о разработке автоматических космических станций «Алмаз-К» для широкополосной фото- графической разведки с отправкой материалов фотосъемки на Землю спускаемыми капсулами. Головным исполнителем ра- бот по созданию комплекса «Алмаз-К» в целом было опреде- лено ЦКБМ МОМ с филиалом ЦКБМ и филиалом № 2 ЦКБМ. Головными исполнителями работ по системам были определены: - НИИ приборов Министерства общего машиностроения - по созданию наземного автоматизированного комплекса управления, радиотехнических и лазерных линий передачи данных с использованием спутников-ретрансляторов; - Красногорский механический завод Министерства обо- ронной промышленности - по комплексу фотоаппаратуры; - Машиностроительный завод им. М.В.Хруничева - по изготовлению КА, в т.ч. капсул специнформации. Постановлением были установлены сроки проведения работ: эскизные проекты комплектующих систем - II квартал 1976 г., эскизный проект комплекса «Алмаз-К» в целом - Автоматическая орбитальная станция фоторазведки «АЛМАЗ - К» Компоновка орбитальной станции «Алмаз-К» (вариант 1974-75 гг.) 286
Глава 4 Компоновка орбитальной станции «Алмаз-К» (вариант 1976г.) 1976 г„ начало летных испытаний -1978 г., сдача комплекса на вооружение -1979 г. Предусматривалось изготовление четырех стендовых изделий «Алмаз-К» в 1977-1978 гг. и трех станций для летных испытаний в 1978-1979 гг. В январе 1977 г. разработанный эскизный проект комплекса «Алмаз-К» был представлен в Минобороны и Минобщемаш, заключение на который выдали ГУКОС и ЦНИИМАШ. Защита эскизного проекта по комплексу «Алмаз-К» была осуществлена в январе 1978 г. Технический облик ОС «Алмаз-К» определился на базе ор- битальной пилотируемой станции ракетно-космического ком- плекса «Алмаз» с максимальным заимствованием служебных систем, наземного технологического оборудования, техдоку- ментации, расчетно-теоретических и эксплуатационных работ. Масса станции составляла 18 т. Ее запуск должен был осу- ществляться ракетой-носителем УР-500К на орбиту с минималь- ной высотой в 160 км при наклонениях 51,6; 65 и 71,6 °. Время активного существования станции составляло 3-6 месяцев. На первом этапе работ рассматривался вариант исполь- зования кадровых фотоаппаратов «Жемчуг-12» (на базе существующего кадрового ФА «Жемчуг-9») с объективом «Телегоир-12МК» (с фокусным расстоянием 3 м, фото- пленка шириной 320 мм), обеспечивающих разрешение на местности не хуже 1,2 м (КМЗ, Эскизный проект аппарату- ры «Жемчуг-12», 1977 г.). Орбитальная станция «Алмаз-К» оснащалась фотоаппа- ратами «Жемчуг-12» (4-6 штук) и капсулами специнформа- ции. Фотоаппараты «Жемчуг-12» размещались в основном герметичном отсеке станции диаметром 4,1 м. Поскольку тех- нические характеристики аппаратуры «Жемчуг-12» являлись предельными, и аппаратура не могла служить базой для ре- шения конечной задачи, заданной постановлением (создание фотоаппаратуры с разрешением на уровне 0,8-1 м), на ос- новании проведенных дополнительных проработок Решением 2-го и 10-го ГУ МОП и 1-го ГУ МОМ от 9 сентября 1977 г. к разработке для ОС «Алмаз-К» был принят вариант веерной установки четырех щелевых фотоаппаратов «Жемчуг-12Щ» со щелевой съемкой, обеспечивающих широкую полосу за- хвата (более 120 км) с требуемым разрешением на местности (не хуже 1 метра). Съемка должна была производиться при высоте Солнца от 10 до 90 градусов. Фотоаппаратура «Жемчуг-12Щ» строилась на базе объектива-апохромата АПО «Телегоир-3» (с фокусным расстоянием 3 м, с использованием фотопленки шириной 420 мм) отработанной конструкции и с высокими оптиче- скими характеристиками, что с учетом точностей системы управления ОПС «Алмаз» позволяло создать космическую систему оперативной широкополосной детальной фотораз- ведки с требуемыми по постановлению ЦК КПСС и Совета Министров СССР техническими характеристиками и в за- данные сроки. Вышеуказанным Решением установлены сро- ки выполнения работ: эскизный проект на «Жемчуг-12Щ» - I квартал 1978 г. (выполнен в мае 1978 г.), поставка первого летного комплекта -1 квартал 1980 г. Фотоаппараты обеспечивали рулонирование экспони- рованной фотопленки (диаметр рулона «60 мм с длиной пленки - 50 м) и выдачу этих рулонов в манипулятор изде- лия, осуществляющий перемещение рулонов внутри станции и загрузку их в КСИ. Общий объем доставляемой на Землю экспонированной фотопленки достигал -6400 м (по 1600 м с каждого щелевого аппарата). На тот момент комплекс ОС «Алмаз-К» не имел анало- гов ни в США, ни в СССР и позволял решать задачи по опе- ративному наблюдению за районами кризисных ситуаций и ТВД. В случае появления в перспективе длиннофокусного панорамного фотоаппарата (ПФА), он мог быть размещен 287
История развития отечественных автоматических космических аппаратов в имеющихся объемах ОС «Алмаз-К» (взамен фотоаппа- ратов «Жемчуг-12Щ») с использованием отработанных систем транспортирования фотопленки в станции и КСИ. Экспонированная фотопленка отправлялась на Землю в капсулах специнформации. На станции устанавливалось 20 капсул. Были проработаны два варианта размещения кап- сул: внутри гермоотсека станции в продольной плоскости (вариант 1974-1975 гг.) и с веерной схемой их установки на корпусе блока в плоскости, перпендикулярной к продольной оси станции (вариант 1976 г., эскизный проект). КСИ находились в герметичных пусковых установках и сбрасывались пружинными толкателями после срабаты- вания замков. КСИ были оборудованы средствами схода с орбиты и прохождения плотных слоев атмосферы, а также средствами приземления, пеленгации и поиска. В одной КСИ размещалось 300 м фотопленки (6 рулонов по 50 м). Сбор рулонов пленки с фотоаппаратов, их транспорти- ровка и снаряжение любой КСИ осуществлялся механизма- ми, которые должны были обеспечить сохранность пленки на всех этапах эксплуатации орбитальной станции. Сохран- ность пленки должна была также обеспечиваться при спу- ске капсулы и ее транспортировании с места приземления. Специальное технологическое оборудование для термоста- тирования при эвакуации фотопленки разрабатывал фили- ал №2 ЦКБМ. Основные служебные системы заимствовались из про- шедшей летные испытания орбитальной пилотируемой стан- ции ОПС комплекса «Алмаз». Герметичный корпус станции объемом 80 м3, двигательная установка, система терморе- гулирования, солнечные батареи и система энергопитания в целом, система управления с электромеханической си- стемой стабилизации ЭМСС и поворота ЭМСП - все эти системы могли быть использованы без дополнительных наземных и летных испытаний. Был проработан посещаемый вариант станции «Алмаз-К». Разработанный ЦКБМ транспортный корабль снабжения ТКС комплекса «Алмаз» мог привозить запас капсул и фо- топленки, снаряжение фотоаппаратов и пусковых установок производили прибывшие на корабле космонавты. В этом случае время активного существования станции «Алмаз-К» увеличивалось до одного года. Стоимость одного изделия «Алмаз-К» оценивалась в 17,6 млн руб., стоимость разра- ботки системы -180 млн руб. в ценах 1970-х гг. В разработке проекта активное участие принимали сотрудники ЦКБМ: проектанты Г.А.Ефремов, Ю.С. Дегте- рев, Ю.В.Беляев, А.И.Маликов, МАБарский, А.В.Благов, А.В. Ильичев, С.И.Довгодуш, курировали разработку фото- аппаратуры А.Н.Кочкин, О.П.Дубенсков. Несмотря на положительное заключение в целом по материалам эскизного проекта, разработка орбитальной станции «Алмаз-К» этим и ограничилась. Закрытие даль- нейших работ по ОС «Алмаз-К» не позволило реализовать имевшуюся в те годы возможность создания оперативной широкополосной детальной фоторазведки, что задержало появление таких систем (на базе ПФА) в стране на 7-10 лет. ЪМ.Са&елье&, Л.Ъ.Слмрп'^скиА ОАО «ВПК «НПО машиностроения» ПРОЕКТ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОРБИТАЛЬНОЙ НАУЧНОЙ СТАНЦИИ «АЛМАЗ-Н» 1950-1970-е гг. характеризовались коренными из- менениями представлений о строении, происхождении и развитии Вселенной. Крупные открытия тех лет в области астрофизики по своему значению не уступали открытиям в ядерной физике. Успехи этого направления современной науки в значительной мере обусловлены существенным рас- ширением изучаемого диапазона электромагнитных излу- чений, идущих из глубин Вселенной. Узкий оптический диа- пазон, долгое время являвшийся единственным источником информации, дополнен инфракрасным, субмиллиметро- вым, ультрафиолетовым, рентгеновским и гамма-диапа- зонами. Расширение диапазона исследований уже привело к целому ряду важнейших результатов, таких как открытие радиогалактик, квазаров, пульсаров, инфракрасных звезд, галактических молекулярных облаков и т.д. Следующий этап исследования фундаментальных зако- номерностей явлений, происходящих во Вселенной, требует всестороннего комплексного подхода - одновременного на- блюдения в широком диапазоне электромагнитного излуче- ния (от радио- до гамма-излучений). Создание космических комплексов, оснащенных аппаратурой, способной регистри- ровать электромагнитные излучения в широком диапазоне длин волн, - главный путь развития астрофизики. Важнейшей прикладной проблемой космических иссле- дований является изучение Земли, ее природных ресурсов и окружающей среды в интересах решения научных и практи- ческих народно-хозяйственных задач. Для решения указан- ных научных и народно-хозяйственных задач решением Во- енно-промышленная комиссии от 10 мая 1972 г. и приказом Министерства общего машиностроения от 15 июня 1972 г. ЦКБМ была поручена подготовка технических предложений по созданию автоматической орбитальной научной станции. Технические предложения по использованию орбитальной пилотируемой станции комплекса «Алмаз» в интересах науки и народного хозяйства были подготовлены в конце 1974 г. - начале 1975 г. и направлены в МОМ и Институт космических исследований АН СССР. В этих предложениях была использована программа научных исследований, разработанная несколько ранее АН СССР при участии ведущих астрофизиков страны, в т.ч. академиков ВААмбарцумяна, А.Б.Северного, Я.Б. Зельдо- вича, член-корреспондента АН СССР И.С. Шкловского. Согласно «Техническим предложениям по использо- ванию орбитальной станции «Алмаз» в интересах науки и народного хозяйства» станция «Алмаз-Н» создавалась на базе ОПС комплекса «Алмаз». Из комплектации ОПС при этом исключались комплекс спецаппаратуры, системы жиз- 288
Глава 4 Орбитальная научная станция ( (ариаит с полным комплектом СБ) Орбитальная научная станция «Алмаз-Н» Время активного существования - 6-10 мес Вес комплекта научной аппаратуры - 5900 кг Высота орбиты - 350 км Наклонение орбиты -516° Ракета-носитель - УР-500К необеспечения, медико-биологиче- ский комплекс, элементы интерьера. Общая масса станции «Алмаз-Н» на орбите функционирования (вы- сота орбиты - 400 км, наклонение орбиты - 51,6 °) составляла, со- гласно расчетам, около 19,5 т. Запуск станции на орбиту предполагалось осуществить с помощью ракеты- носителя УР-500К. Срок активного существования станции должен был составить 12 месяцев. «Технические предложения...» были утверждены генеральным конструктором ЦКБМ В.Н.Челомеем и директором ИКИ АН СССР Р.З.Сагдеевым. Масса научной аппаратуры на борту станции была поистине впечатляющей - около 6000 кг, из которых 5000 кг прихо- дилось на аппаратуру для астрофизических исследований и 1000 кг - на аппаратуру для исследований природных ре- сурсов Земли. Для проведения астрофизических исследований плани- ровалось установить четыре гамма-телескопа, аппаратуру в области рентгеновской астрономии, инфракрасной и суб- миллиметровой астрономии, аппаратуру для исследований в сантиметровом диапазоне и т.д. Астрофизические иссле- дования предусматривали решение следующих задач: - поиск новых источников ИК-излучения, определение их координат; - поиск новых локальных источников рентгеновского излучения, определение их координат; - исследование спектрального состава фона рентгенов- ских лучей; - поиск источников Y-излучения. В рамках народно-хозяйственных исследований плани- ровалось решение задач для сельского и лесного хозяйств, геофизики, геологии, гидрологии, метеорологии, карто- графии. Конкретными задачами, например, для сельского хозяйства, являлись учет, оценка, изучение и контроль со- стояния сельскохозяйственных земель. Военно-прикладные исследования включали географическую и океанографи- ческую разведку, отработку методов обнаружения подво- дных лодок. В целом для решения перечисленных задач на станции планировалось разместить следующую научную аппаратуру: инфракрасный телескоп БСТ-2; гамма-телеско- пы («Диск-М», «Наталия-1», «Гамма-1»); рентгеновский телескоп РТ-6; рентгеновские спектрометры («Голубь-1», «Голубь-3», РС-17, «Радон-1,35»); сверхвысокочастотный радиометр «Радон-3»; радиометр-скатерометр «Раскат-А»; скатерометр «Волна»; ИК-аппаратура «Секунда»; гамма- спектрометр «Снег-2». 289
История развития отечественных автоматических космических аппаратов План-график работ по научной станции «Алмаз-Н» предусматривал: - выпуск проектной документации -1975 г.; - выпуск рабочей документации -1976 г.; - проведение стендовой отработки (статические испыта- ния, виброиспытания, электроиспытания, тепловакуумные ис- пытания)-1977 г.; - изготовление первой станции -1978 г.; - изготовление второй станции -1979 г. Одновременно с поручением о разработке «Технических предложений...» МОМ принял решение о подготовке про- екта постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании научной станции на базе ОПС комплекса «Алмаз». В программе постановления предусматривался выпуск эскизного проекта в 1976 г., пуск первого летного изделия в 1979 г., второго летного изделия - в 1980 г. Основу проекта постановления при этом составили тех- нические предложения ЦКБМ в части станции в целом и предложения ИКИ АН СССР в части научной программы и научной аппаратуры. Проект постановления был детальным и объемным документом. В его состав входили: - письмо в ЦК КПСС и Совет Министров СССР; - программа научных исследований; - перечень головных организаций; - план-график создания станции; - перечень мероприятий по обеспечению создания стан- ции «Алмаз-Н». Проект постановления подписали СААфанасьев, В.Г.Куликов, САЗверев, ВАКотельников, М.В.Келдыш, В.Ф.Толубко, В.Н.Челомей, Р.З.Сагдеев. В мае 1976 г. он находился в МОМ вместе с протоколами согласования смежными министерствами, в составе 17 министерств, в т.ч. МОМ, МОП, МАП, МРП, МО, МЭТП и др. В 1976 г. был определен состав эскизного проекта, включающего 10 то- мов разработки ЦКБМ и 14 томов разработки смежных организаций. Руководство работами по теме «Алмаз-Н» от ЦКБМ в целом осуществляли В.Н.Челомей, А.И.Эйдис, Г.А. Ефре- мов, С.Б.Пузрин, В.В.Сачков, А.В.Белоусов. От ИКИ работа- ми руководили Р.З.Сагдеев и Г.С.Нариманов, в разработке научной программы принимали участие Ю.В. Новиков. В.Г.Курт, ААПавлов. В разработке «Технических пред- ложений...», проекта постановления, планов-графиков, программы научных исследований и других документов приняли активное участие сотрудники ЦКБМ М.И. Лифшиц, В.Е. Самойлов, ВАПоляченко, Ю.С.Дегтерев, ВАМодестов, Б.М.Евдокимов, АНКочкин, Б.И.Савельев, А.С.Сливко и др. К сожалению, работа по научной станции «Алмаз-Н» была остановлена. Такой поворот событий, безусловно, на- нес огромный ущерб космонавтике, развитию астрофизи- ческой науки и науки СССР в целом. Орбитальная научная станция «Алмаз-Н» по всем техническим характеристикам опережала свое время и была способна обеспечить лиди- рующее положение СССР по внеатмосферной астрономии, привести к новым важным научным открытиям. С.С.КмЬсшш. i4.i4.Kjomikqm&, ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова АВТОМАТИЧЕСКИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ОРБИТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ Малые унифицированные космические аппараты серии «ДС-У» обеспечили проведение исследований физических особенностей и определение характеристик околоземного космического пространства. Усложнение в последующий период научных задач космических исследований и сме- щение акцента прикладных задач в сторону изучения под- стилающей поверхности Земли поставило на повестку дня вопрос о необходимости разработки усовершенствованного класса КА. К началу 1970-х гг. приобрела значительную актуаль- ность задача изучения механизмов взаимосвязи отдельных физических явлений в ближнем космосе и солнечно-зем- ных связей. Аппараты типа «ДС-У» уже не подходили для решения такой комплексной задачи ввиду ограниченных ресурсных и функциональных возможностей. Результаты анализа, проведенного в 1971 г. конструк- торским бюро «Южное», показали, что большинство за- дач (независимо от ведомственной принадлежности) могут быть представлены в виде нескольких групп. Однотипность требований со стороны задач одной группы определила техническую и экономическую целесообразность создания, модернизации и развития специализированных космиче- ских аппаратов как комплектаций единой базы аппаратов, получившей наименование КАМ - многоцелевой космиче- ский аппарат. В частности, было показано, что большинство научных и прикладных задач, требующих сбора, запомина- ния и передачи информации по радиоканалам, могут быть решены на базе многоцелевых космических аппаратов трех классов: KAM-I, KAM-II, KAM-III. В результате выполненных проектных проработок было сделано заключение, что потребности фундаментальных исследований околоземного космического пространства почти полностью обеспечиваются использованием двух модификаций автоматической универсальной орбитальной станции класса KAM-I: с ориентацией на Землю (АУОС-3) и на Солнце (АУОС-СМ). Станции стали базовыми платфор- мами для создания целевых исследовательских аппаратов путем оснащения их соответствующими бортовыми ком- плексами научной аппаратуры. Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-3 предназначена для комплексного изучения кос- мического пространства, физической природы явлений солнечной активности, геофизических явлений и связи этих 290
Глава 4 явлений с солнечной активностью, осуществляемого по про- грамме международного сотрудничества, а также для про- ведения экспериментов в интересах народного хозяйства. Она обеспечивает минимум изменений конструкции и со- става бортового обеспечивающего комплекса при переходе от одного применения к другому. Базовый космический аппарат АУОС-СМ предназначал- ся для обеспечения проведения комплексных исследований Солнца в интересах науки и народного хозяйства в рамках проектов «Коронас-И», «Коронас-Ф», «Фотон». Основны- ми научными целями указанных проектов являются иссле- дования физических процессов, происходящих при выде- лении и переносе энергии в различных областях активного Солнца и прилегающих к ним районах, а также разработка на этой основе диагностического аппаратурного комплекса для прогнозирования солнечной активности на постоянной (регулярной) основе. Концептуальные основы унификации станций АУОС-3 и АУОС-СМ остались в принципе такими же, как и ранее сформулированные для аппаратов серии «ДС-У». Вместе с тем существенно возросли функциональные возможности аппаратов по обеспечению бортового научного комплекса сервисными функциями в части установочной массы (до 400-600 кг), среднесуточной потребляемой мощности (не менее 50 Вт), точности ориентации, объема командных воздействий, информационных характеристик радиоли- ний. Унификация затронула и структуру бортового научно- го комплекса: в него в качестве неизменяемых элементов были введены система технического обеспечения научных приборов и аппаратура радиолинии международного диа- пазона частот для сброса информации непосредственно зарубежным постановщикам экспериментов по программе «Интеркосмос». Все это позволило увеличить количество устанавливае- мых на борту космического аппарата научных приборов от нескольких единиц до двух десятков и более и тем самым реализовать комплексный характер проводимых экспери- ментов. Разработка целевых комплектаций станций АУОС-3 была начата в 1973 г. Все проводимые на станции экспери- менты можно отнести к разряду уникальных. Всего с 1973 по 1991 г. разработано, изготовлено и запущено одиннад- цать космических аппаратов, созданных на базе платфор- мы АУОС-3, в том числе девять - по программе междуна- родного сотрудничества Использование идей унификации позволило решить поставленную задачу с минимальными затратами времени и средств. С 1987 г. в разработке находится станция АУОС-СМ и ее целевые комплектации. Выведены на орбиту стан- ции АУОС-СМ-КИ и АУОС-СМ-КФ с целевой задачей проведения экспериментов по исследованию излучения Солнца в широком спектральном диапазоне. Запуски всех комплектаций станций АУОС-3 и АУОС-СМ осущест- влялись с космодрома Плесецк ракетами-носителями «Космос-ЗМ» (на начальном этапе) и «Циклон-3», а также Капустин Яр. Космический аппарат АУОС-З-Т-ИК Назначение аппарата: - отработка в натурных условиях единой международной телеметрической системы ЕТМС, разработанной специали- стами ВНР, ГДР, ПНР, ЧССР, СССР для сбора информации с научных приборов станции АУОС-3 и передачи ее на на- земные приемные пункты; - отработка технологии приема научной информации на территории участвующих стран в выделенном диапазоне радиочастот; - отработка взаимодействия между участниками экспе- римента в процессе обработки информации. Постановщики научных экспериментов - Институт кос- мических исследований АН СССР и научные организации ВНР, ГДР, ПНР, ЧССР. Изготовлен и выведен на орбиту с космодрома Плесецк один аппарат АУОС-З-Т-ИК («Интеркосмос-15»). По дан- ным телеметрической информации, отклонений в режимах работы ЕТМС не наблюдалось. Анализ полученных данных подтвердил правильность принципов, заложенных на этапе разработки ЕТМС. Аппаратура ЕТМС обеспечила выполне- Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-Т-ИК Основные характеристики КА АУОС-З-Т-ИК Масса-950 кг Рабочие параметры орбиты - высота орбиты - 500 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К65М 291
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ние задач летных испытаний, полученные данные позволили сделать заключение об окончании этапа экспериментальных работ и возможности использования ETMC для проведения научных экспериментов по программе «Интеркосмос». Космический аппарат АУОС-З-Р-Э-ИК Назначение аппарата - проведение научного эксперимен- та «Эллипс» по комплексному исследованию солнечных и га- лактических космических лучей в рамках программы «Интер- космос». Эксперимент «Эллипс» проводился для решения задач по исследованию взаимодействия космических лучей с атмосферой и магнитосферой Земли, а также по исследова- нию их альбедного излучения. Научные задачи эксперимента имели большое прикладное значение, т.к. были тесно связаны с практическими нуждами наземной радиосвязи и обеспече- нием радиационной безопасности космических полетов. Постановщики научных экспериментов - Научно-ис- следовательский институт ядерной физики Московского государственного университета Министерства высшего и ♦ I ' • 4 4 специального среднего образования РСФСР и научные ор- ганизации ВНР, СРР, ЧССР После выведения на орбиту с космодрома Плесецк ап- парат получил обозначение «Интеркосмос-17». Результаты проведенной обработки данных научного эксперимента дали возможность получения новой информации в области исследования солнечных и галактических космических лу- чей, новых сведений об источниках космических лучей в Га- лактике и за ее пределами, о механизмах ускорения частиц до высоких энергий, об основных характеристиках галакти- ческой и метагалактической среды, в которой распространя- ются космические лучи Космический аппарат АУ0С-3-М-ИК Назначение аппарата - комплексное исследование ха- рактера электромагнитной связи земной магнитосферы и ионосферы в рамках программы «Интеркосмос». По- становщики научных экспериментов - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-Р-Э-ИК Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-М-ИК Основные характеристики КА АУОС-З-Р-Э-ИК Масса-1020 кг Рабочие параметры орбиты: - высота орбиты - 500 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель - 11К65М Основные характеристики КА АУОС-З-М-ИК Масса -990 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 500 км - высота апогея - 1ООО км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель - 11К65М 292
Глава 4 АН СССР, Институт космических исследований АН СССР и научные организации ВНР, ГДР, ПНР, СРР, ЧССР. После запуска с космодрома Плесецк космический аппарат получил обозначение «Интеркосмос-18». С по- мощью аппарата и отделенного от него в процессе полета первого чехословацкого спутника «Магион» были получе- ны данные, более детально объясняющие взаимодействие ионосферы с магнитосферой, исследованы особенности распространения радиоволн в магнитосфере. Проведена масс-спектрометрия верхней атмосферы. Космический аппарат АУОС-З-И-ИК Назначение аппарата: - изучение физических, временных и пространственных характеристик нейтральной и ионизированных компонент верхней атмосферы; - получение данных для построения модели ионосферы. Постановщики научных экспериментов - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения ра- диоволн АН СССР, Институт космических исследований АН СССР и научные организации ВНР, ГДР, НРБ, ПНР, ЧССР. После выведения на орбиту с космодрома Плесецк ап- парат получил обозначение «Интеркосмос-19». С помощью экспериментов, проведенных на космическом аппарате «Интеркосмос-19», были получены результаты, позволя- ющие более детально изучить природу электромагнитных связей магнитосферы и ионосферы и передачи энергии от Солнца к Земле. Космический аппарат АУОС-З-Р-П-ИК Назначение аппарата - получение информации о при- родных ресурсах Земли, в т.ч.: - изучение возможности обнаружения из космоса райо- нов повышенной биопродуктивности в океане; - определение оптической толщи атмосферы в несколь- ких спектральных участках; - апробирование метода определения вертикального распределения аэрозоля; Г Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-И-ИК Основные характеристики КА АУОС-З-И-ИК Масса-1042 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 500 км - высота апогея -1000 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К65М Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-Р-П-ИК Основные характернстнкн КА АУОС-З-Р-П-ИК Масса-995 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 500 км - высота апогея -1000 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К65М 293
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - измерение в двух поляризациях интенсивности радио- теплового излучения системы «атмосфера - подстилающая поверхность»; - отработка системы сбора и передачи информации с морских и наземных автоматических станций. Постановщики научных экспериментов - Институт кос- мических исследований АН СССР, Морской гидрофизиче- ский институт АН СССР и научные организации ВНР, ГДР, НРБ, СРР Изготовлены и выведены на орбиты с космодрома Плесецк два аппарата АУОС-З-Р-П-ИК («Интеркосмос-20» и «Интеркосмос-21»). Проведены летные испытания си- стемы сбора и передачи информации, в ходе испытаний проверены все режимы работы системы, включающие по- иск буев, вхождение с ними в связь, сбор информации с буев на борту космического аппарата и ее последующая передача в центры обработки. Полученные данные по не- скольким тысячам пролетов полярных районов позволили приступить к организации банка данных поперечных маг- нитных возмущений. Космический аппарат АУОС-З-АВ-ИК Назначение аппарата - проведение активно-волнового космического эксперимента по комплексному исследова- нию распространения электромагнитных волн особо низ- кого частотного диапазона в магнитосфере Земли, а также механизма наиболее важных коллективных процессов в магнитосферной плазме (проект «Активный»), Постанов- щики научных экспериментов - Институт космических ис- следований АН СССР и научные организации ВНР, НРБ, ПНР, ГДР, ЧССР. После запуска с космодрома Плесецк космический ап- парат получил наименование «Интеркосмос-24». Впервые в отечественной практике проводился эксперимент с ин- жекцией низкочастотного электромагнитного излучения в магнитосферу, а наличие на борту станции раскрывающейся антенны диаметром 20 м и мощного длинноволнового пере- датчика в комбинации с плазменным генератором сделало возможным проведение активного управляемого экспери- мента в широком диапазоне естественных и искусственно соз- даваемых условий. Научная программа проекта «Активный» выполнена в период максимума солнечной активности, кото- рый создал особые геофизические условия, что позволило с помощью бортового диагностического комплекса получить уникальные научные данные фундаментального характера о магнитосферно-ионосферной плазме. Космический аппарат АУОС-З-АП-ИК Назначение аппарата: - проведение активного плазменного эксперимента по исследованию эффектов искусственного воздействия моду- лированных электронных и ионных пучков на ионосферу и магнитосферу Земли; - более глубокое изучение электродинамической связи авроральной ионосферы и магнитосферы. Постановщики научных экспериментов - Институт зем- ного магнетизма, ионосферы Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-АВ-ИК и распространения радиоволн АН СССР и научные организации ВНР, НРБ, ПНР, СРР, ЧССР. После выведения на орбиту с космодрома Плесецк аппарат получил обозначение «Интер- космос-25». Детальный анализ полученной в результате полета информации позволяет судить о полном успехе намеченной про- граммы исследований. Впервые был выполнен ряд исследований: Основные характеристики КА АУОС-З-АВ-ИК Масса-1300 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 438 км - высота апогея - 3085 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель - 11К68 294
Глава 4 Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-АП-ИК Основные характеристики КА АУОС-З-АП-ИК Масса-1300 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 438 км - высота апогея - 3085 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель - 11К68 - исследована возможность использования модулиро- ванных пучков заряженных частиц (электронных и плазмен- ных) в качестве излучающих бесконструкционных антенн; - зарегистрировано низкочастотное излучение на ос- новной частоте модуляции электронного пучка приемника- ми-спектроанализаторами на борту субспутника, находив- шегося на расстоянии нескольких десятков километров от основного космического аппарата, с которого инжектиро- вался пучок электронов; - продемонстрирована возможность инжекции пучка электронов в условиях недостаточной компенсации заряда космического аппарата фоновой плазмой; - в условиях космического эксперимента опытным пу- тем показана возможность баллистической трансформации волн через барьеры непрозрачности; - проведена серия экспериментов с инжекцией ней- трального газа для исследования аномальной критической ионизации. Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-М-А-ИК Основные характеристики КА АУОС-З-М-А-ИК Масса-1030 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 400 км - высота апогея -1000 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель - 11К65М Космический аппарат АУОС-З-М-А-ИК Назначение аппарата - комплексное изучение электро- магнитных явлений в земной атмосфере в соответствии с со- ветско-французским проектом «Аркад-3» («Сполох»), в т.ч.: - поиск и локализация силовых трубок, в которых раз- виваются эффекты турбулентности плазмы; - определение типа наиболее развитых волн в области слабой турбулентности; - обнаружение мелкомасштабных флуктуаций электрон- ной концентрации; - определение степени анизотропии квазизахваченных частиц различных энергий вблизи конуса потерь; - обнаружение в энергетическом спектре частиц более или менее моноэнергетических пиков, указывающих на воз- можность электростатического ускорения; - экспериментальное определение характеристик элек- тронов сверхтепловых энергий в условиях турбулентности; 295
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - определение характера флуктуаций интен- сивности частиц, возникающих при взаимодей- ствии с волнами в плазме ионосферы и магни- тосферы. Постановщики научных экспериментов - Институт космических исследований АН СССР и Национальный центр космических исследова- ний Франции (CNES). После запуска с космодрома Плесецк аппа- рат получил обозначение «Ореол-3». С помо- щью комплекса советско-французской научной аппаратуры на спутнике «Ореол-3» обнаружены новые типы естественных низкочастотных вол- новых излучений, выявлены дефекты нелиней- ного детектирования мощного радиоизлучения в коротковолновом диапазоне и впервые зареги- стрированы плазменные эффекты в магнитос- фере, вызванные наземным взрывом средней мощности. Космический аппарат АУОС-З-И-Э Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-З-И-Э Основные характеристики КА АУОС-З-И-Э Масса -1042 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 500 км - высота апогея -1000 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К68 Назначение аппарата: - продолжение экспериментов по изучению физических, временных и пространственных характеристик нейтральной и ионизированной компонент верхней атмосферы, начатых на станции АУОС-З-И-ИК; - экспериментальная проверка решений, положенных в основу системы глобального контроля и прогнозирования состояния ионос- феры. Постановщики научных экспериментов - Институт земного магнетизма, ионосферы и распростране- ния радиоволн АН СССР и научные организации ЧССР, НРБ, ПНР, ГДР, ВНР. После выведения на орбиту с космодрома Плесецк ап- парат получил обозначение «Космос-1809». Контроль и прогнозирование состояния ионосферы осуществлялись на основе систематического радиозондирования и теоретиче- ского моделирования ионосферы, обеспечивших изучение глобальной структуры важнейшего для практики параметра ионосферы - пространственного распределения электрон- ной концентрации. Космический комплекс «Ионозонд» с аппаратом АУОС-З-И-Э являлся составной частью постоянно дей- ствующих Ионосферно-магнитной службы и Службы радиационной обстановки в околоземном космическом пространстве, созданных при Государственном комитете гидрометеорологии СССР. Экспериментально было под- тверждено, что использованный комплекс научной аппа- ратуры в полной мере обеспечивает потребности наблю- дений ионосферы. В процессе функционирования космического аппарата АУОС-З-И-Э получен большой объем научной информации по результатам дистанционного зондирования ионосферы, измерений локальных характеристик ионосферной плазмы и ее волновых свойств. Обнаружен ряд новых явлений, ха- рактерных для состояния малой активности Солнца. Космический аппарат АУ0С-3-Р-0 Назначение аппарата - осуществление комплексного на- учного эксперимента «Овал» с целью детального исследо- вания пространственно-временной картины сброса частиц различных энергий в ионосферу в спокойных условиях и в периоды суббурь, а также воздействия сброса частиц на верхнюю атмосферу и, в частности, на ионосферу в области высоких геомагнитных широт, в т.ч.: - изучение энергетического спектра и углового рас- пределения частиц, захваченных в геомагнитную ловушку в районе магнитных аномалий; 296
Глава 4 Автоматическая универсальная орбитальная станция АУ0С-3-Р-0 Основные характеристики КА АУ0С-3-Р-0 Масса -1056 кг Рабочие параметры орбиты: - высота орбиты - 500 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К65М - изучение процессов «высыпания» заряженных частиц из радиационных поясов Земли на различных геомагнит- ных широтах; - изучение распределения температуры и концентрации электронов и положительных ионов вдоль траектории дви- жения; - изучение пространственного распределения ультрафи- олетового излучения атмосферы Земли. Постановщики научных экспериментов - Научно-ис- следовательский институт ядерной физики Московского государственного университета Министерства высшего и специального среднего образования РСФСР, Институт кос- мических исследований АН СССР. Запуск аппарата произведен с космодрома Плесецк. Ап- парат получил обозначение «Космос-900». Установленные на борту научные приборы обеспечили решение основной задачи эксперимента «Овал» изучение частиц различного уровня энергий и холодной ионосферной плазмы в субав- роральной области, авроральном овале и полярной шапке в спокойных геомагнитных условиях, во время магнитных бурь и в период солнечных вспышек. Исследование про- странственно-временных распределений параметров этих частиц и ионосферной плазмы имеет первостепенное зна- чение для выяснения механизмов магнитосферно-ионос- ферных взаимодействий. Модификации базовых платформ АУОС-3, АУОС-СМ Унифицированные платформы АУОС-3 и АУОС-СМ стали конструктивной базой для создания автоматических орбитальных станций различных комплектаций. Эти ком- плектации, имея общую унифицированную платформу АУОС-3 или АУОС-СМ, отличаются друг от друга комплек- сом аппаратуры для проведения научных экспериментов. Конструкция унифицированной платформы АУОС-3 представляет собой несущий герметичный корпус, на кото- ром снаружи размещены восемь панелей солнечной бата- реи, поворотные штанги с антенно-фидерными устройства- ми, отдельные элементы системы терморегулирования, ряд приборов, датчиков и антенн обеспечивающей аппаратуры, а также гравитационно-демпфирующее устройство. Панели солнечной батареи закреплены на ферме верхнего днища корпуса с помощью механизмов поворота, обеспечива- ющих раскрытие панелей в полете на угол 30 °. Основная часть наружных приборов и датчиков также установлена на ферме верхнего днища платформы. Посадочное место для гравитационно-демпфирующего устройства расположено в центре наружной части днища. Расчековка на орбите всех сложенных поворотных элементов производится срабаты- ванием специальных пиротехнических устройств. Внутри корпуса размещена ферма обеспечивающей аппаратуры. Для удобства ее электрической стыковки с фермой научной аппаратуры обе фермы снабжены специ- альным устройством - автостыком, обеспечивающим без- опасную автоматическую стыковку штепсельных разъемов ферм при проведении сборочных работ с космическим аппаратом. При изготовлении космического аппарата определенной комплектации на унифицированную платформу устанавли- вается отсек научной аппаратуры, который конструктивно состоит из сферической крышки корпуса с расположенной в ней фермой научной аппаратуры. Снаружи крышки разме- щены посадочные места для установки приборов и датчиков научной аппаратуры, а также герметичных вводов кабельной сети. При стыковке космического аппарата модификации АУОС-3 с ракетой-носителем 11К68 крепление платформы к проставке III ступени PH осуществляется с помощью раз- рывных болтов. Базовая унифицированная платформа АУОС-СМ кон- структивно состоит из двух укрупненных блоков: собственно унифицированной платформы и верхнего блока, соединен- ных между собой герметичным стыком. Унифицированная 297
История развития отечественных автоматических космических аппаратов платформа для всех комплектаций космических аппаратов остается практически неизменной, в то время как верхний блок оснащается научной аппаратурой в соответствии с тре- бованиями каждой отдельной комплектации. Конструкция унифицированной платформы включает в себя цилиндри- ческий корпус со сферическим днищем, ферму обеспечива- ющей аппаратуры, четыре блока солнечной батареи, четыре блока панелей, устройства системы терморегулирования, газореактивную систему, предназначенную для обеспечения ориентации космического аппарата, и штанги с антенно-фи- дерными устройствами. Блоки солнечной батареи и блоки панелей являются поворотными элементами, закреплены снаружи корпуса с помощью механизмов поворота. Каждый блок солнечной батареи состоит из двух секций, соединенных между собой механизмом поворота. Блок панелей состоит из секции сол- нечной батареи и рамы, также соединенных между собой механизмом поворота. Рамы всех четырех блоков панелей используются для размещения экспериментальной аппа- ратуры системы электроснабжения и научной аппаратуры, а также штанг с антенно-фидерными устройствами. Рас- чековка на орбите всех сложенных поворотных элементов производится срабатыванием специальных пиротехниче- ских устройств. Ферма обеспечивающей аппаратуры размещена вну- три корпуса и имеет специальное устройство - автостык - для безопасной автоматической электрической стыковки ее с фермой научной аппаратуры. Верхний блок состоит из крышки корпуса с расположенными на ней наружной и внутренней приборными фермами и поворотных штанг. Для стыковки космического аппарата модификации АУОС- СМ с ракетой-носителем 11К68 используется специальная проставка, входящая в состав унифицированной платфор- мы. Платформа крепится к проставке разрывными болтами. Космический аппарат АУОС-СМ-КИ Назначение аппарата - проведение комплексного на- учного эксперимента по исследованию активности Солнца (проект «Коронас-И»), предусматривающего: - определение физических параметров вспышечной плазмы, локализация области энерговыделения и ускорения частиц, поиск предвестников вспышки; - непрерывное наблюдение эволюции спокойной и ак- тивной короны; - исследование динамики процессов, происходящих на Солнце, магнитосферных и ионосферных процессов. Постановщики научных экспериментов - Институт зем- ного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, Киевский го- сударственный университет и научные организации Болга- рии, Великобритании, Германии, Чехии. После запуска с космодрома Плесецк аппарат получил обозначение «Коронас-И». За период наблюдений и экспери- ментов было получено более 2000 снимков Солнца в моно- температурных спектральных интервалах, созданы каталоги рентгеновских изображений всего диска Солнца и отдельных активных образований. Впервые получены данные о трехмер- ной структуре корональных дыр, спектроскопии высокотем- Основные характеристики КА АУОС-СМ-КИ Масса-2295 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 488 км - высота апогея - 509 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Время активного существования -1 год Ракета-носитель -11К68 Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-СМ-КИ 298
Глава 4 Автоматическая универсальная орбитальная станция АУОС-СМ-КФ пературной солнечной плазмы, проведены многочисленные измерения потоков излучения Солнца в области крайнего ультрафиолета в абсолютных энергетических единицах. За- регистрированы и подробно изучены солнечные вспышки 30 июня 1994 г., 3 февраля 1995 г. и несколько слабых сол- нечных событий в другие моменты времени, зарегистриро- вано девять космических гамма-всплесков. Проведена серия измерений параметров магнитного поля Земли. Сравнение результатов измерения геомагнитного поля подтвердило из- вестные закономерности пространственного распределения магнитного поля Земли, выявленные при проведении иссле- дований на космических аппаратах ДС-МГ, ДС-У2-МГ. Космический аппарат АУОС-СМ-КФ Назначение аппарата - проведение комплексного на- учного эксперимента по исследованию активности Солнца (проект «Коронас-Ф»), предусматривающего: - исследование динамики солнечных вспышек различ- ных типов; - определение параметров токового слоя, оценки роли тепловых и нетепловых процессов, ускоренных электронов и протонов; - изучение эволюции активной области Солнца в пред- вспышечной и послевспышечной фазах; - непрерывные наблюдения крупномасштабной структу- ры спокойной короны Солнца и эволюции корональных дыр; Основные характеристики КА АУОС-СМ-КФ Масса — 2341 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 488 км - высота апогея - 509 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Время активного существования -1 год Ракета-носитель -11К68 - исследование внутреннего строения и динамики со- стояния Солнца, включая вращения его внутренних слоев по наблюдениям колебаний Солнца. Постановщики научных экспериментов - Институт зем- ного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, Киевский го- сударственный университет и научные организации Велико- британии, Германии, Польши, Чехии. После запуска с космодрома Плесецк космический аппарат получил обозначение «Коронас-Ф». За сутки на Землю передавалось порядка 100 Мб первичной научной информации. Уже к концу 2001 г. было получено более 40000 снимков Солнца в различных участках рентгенов- ского диапазона излучений, по которым восстановлены трехмерные изображения и динамика солнечной короны, впервые обнаружены динамические плазменные структуры с температурами, почти в 10 раз превышающими темпера- туру солнечной короны. 299
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Бортовой обеспечивающий аппаратурный комплекс платформы АУОС-3 Бортовой обеспечивающий аппаратурный комплекс платформы АУОС-3 выбран в следующем составе: 1. Аппаратура командно-программной траекторной радиолинии «Коралл-АЗ» совместно с наземной стан- цией «Коралл-У» для управления работой бортовых си- стем космического аппарата по разовым и программным командам, формирования и передачи квитанций о при- еме разовых команд и слов временной программы, обе- спечения проведения орбитальных измерений, передачи информации телесигнализации о состоянии бортовых систем космического аппарата, синхронизации работы бортовых систем космического аппарата, выдачи текущих значений бортового времени в радиотелеметрическую систему. В командно-программной траекторной радио- линии «Коралл-АЗ» использованы реализованные на малых унифицированных космических аппаратах радио- технические и аппаратурные способы передачи разовых команд управления и измерения параметров орбиты. При этом количество разовых команд увеличено до 60. Возможности управления были расширены также за счет передачи по существующему радиоканалу слов времен- ной программы управления объемом до 500 двоичных единиц. Начиная с космического аппарата АУОС-З-М-А-ИК на космических аппаратах типа АУОС устанавливалась мо- дернизированная система «Коралл-Аб», что обеспечило увеличение разовых команд до 120, объема памяти - до 4096 двоичных единиц (128 слов по 32 разряда в каждом) и уменьшение дискретности отработки слов временной про- граммы до 16 с. 2. Радиотелеметрическая система БР-91Ц-5 совместно с наземной станцией МА-9МКТМ для обеспечения реги- страции информации аналоговых, контактных, сигнальных и температурных датчиков, непосредственной передачи ин- формации, запоминания, хранения и воспроизведения за- помненной информации. Система построена по принципу временного разделения каналов с использованием двух- ступенчатой схемы их коммутации. Использована фазовая модуляция несущей частоты радиопередающего устройства. Вне зон видимости средств командно-измерительного ком- плекса запись показаний датчиков осуществлялась много- скоростным запоминающим устройством, позволяющим обеспечить практически круглосуточное проведение изме- рений для оценки работоспособности аппаратуры и научных экспериментов. В зависимости от потребности время пол- ного запоминания запоминающим устройством могло быть установлено равным 5, 30,120 или 960 мин при времени воспроизведения не более 5 мин. Аппаратура позволяла вести регистрацию определенного количества параметров с пониженной частотой опроса или перекоммутацию по разо- вым командам этих параметров между локальными комму- таторами. Система измерения температуры обеспечивала обслуживание до 57 датчиков температуры - термометров сопротивления. 3. Система успокоения, ориентации и стабилизации для гашения начальной угловой скорости космического аппарата после отделения его от ракеты-носителя, ориентации космиче- ского аппарата по текущей местной вертикали и курсу из про- извольного начального положения, трехосной стабилизации станции в орбитальной системе координат с точностью ±(3-4)°. Гашение начальной угловой скорости космического аппарата после отделения осуществлялось магнитно-ин- дукционным демпфером гравитационно-демпфирующего устройства. По устойчивому сигналу датчика наличия Земли производилось выдвижение штанги с гравитационно-демп- фирующим устройством в качестве концевого груза, фор- мирование требуемого для гравитационной стабилизации эллипсоида инерции космического аппарата и перевод кос- мического аппарата в режим трехосной ориентации. Кур- совая ориентация и стабилизация станции обеспечиваются блоком двухскоростного маховика, кинетический момент которого направлен по оси тангажа станции. Система определения ориентации предназначена для определения углового положения станции и сравнительных точностных характеристик стабилизации станции на раз- личных высотах ее полета. В состав системы входят магни- тометр СМ-5 и прибор 190К определения положения осей станции относительно Солнца. 4. Система электроснабжения для обеспечения питания бортовой аппаратуры при наземных испытаниях, на участ- ке выведения станции на орбиту и при ее работе на орбите Система построена по традиционному принципу прямой передачи электроэнергии от генератора (неориентирован- ная солнечная батарея) к нагрузке без дополнительных согласующих устройств. Совместную работу солнечной батареи, буферных химических батарей 23КМГК-ЗЗСА и нагрузки обеспечивает блок управления и контроля параме- тров источников питания. Площадь солнечной батареи равна 12,5 м2. Углы между продольной осью станции и плоскостя- ми верхних и нижних панелей солнечной батареи опреде- лились из условий получения оптимальной мощности для предельных случаев освещенности орбит. 5. Система обеспечения теплового режима предназна- чена для поддержания в орбитальном полете космического аппарата температурных условий, необходимых для нор- мальной работы бортовой аппаратуры. Система поддержи- вает температуру газа в герметичном контейнере в пределах 0-40 °C, главным образом за счет использования пассив- ных средств: выбора определенных оптических характери- стик покрытия наружной поверхности космического аппа- рата, применения экранно-вакуумной тепловой изоляции корпуса космического аппарата и отдельных приборов. Ра- диационная площадь регулируется жалюзи, управляемыми по показаниям датчиков. Включение вентиляторов для пе- ремешивания газа в герметичном контейнере производится при включении аппаратуры с большим тепловыделением. 300
Глава 4 6. Антенно-фидерные устройства для обеспечения свя- зи с наземным командно-измерительным комплексом. 7. Коммутационные блоки питания и управления для обеспечения взаимодействия бортовых систем, логического распределения и преобразования команд управления в со- ответствии с их назначением, для коммутации и распределе- ния питания бортовых приборов. Выбор обеспечивающего комплекса унифицированной платформы АУОС-СМ осуществлялся с максимальным использованием разработанных для космического аппа- рата АУОС-3 систем (командно-программной траекторной радиолинии «Коралл-Аб», радиотелеметрической системы БР-91Ц-5-01, коммутационных блоков и принципов их вза- имодействия в составе космического аппарата). Система управления ориентацией и стабилизацией платформы АУОС-СМ Система управления ориентацией и стабилизацией плат- формы АУОС-СМ обеспечивает ориентацию продольной оси космического аппарата на геометрический центр диска Солнца с точностью не хуже 10 угловых мин. Время восста- новления ориентации и стабилизации космического аппара- та с момента выхода его из тени Земли не превышает 5 мин. Командными органами в составе системы являются прибор ориентации на Солнце и гироскопический изме- ритель вектора угловой скорости космического аппарата, исполнительными - электромаховичный исполнительный орган и газореактивная система. Управление работой систе- Табл. 1 Основные характеристики конструкции платформ АУОС-3 и АУОС-СМ АУОС-3 АУОС-СМ Масса платформы, кг 800 1630 Присоединяемая масса комплекса научной аппаратуры, кг до 400 до 600 Габаритные размеры, мм: - герметичный корпус - платформа в рабочем положении 0 1000 x 2600 0 4000 (по панелям солнечной батареи) х 23000 (с выдвинутым гравитационным стабилизатором) 0 1600 x 2500 011480 (по панелям солнечной батареи) х 4500 Сотрудники КБ-3 с гостями. 25-летие КБ «Южное». 1979 г. 301
История развития отечественных автоматических космических аппаратов мы осуществляется цифровой вычислительной машиной. Разгрузка маховиков осуществляется контуром магнитной разгрузки, включающим в себя магнитометр СМ-8М, блок усилителей мощности и магнитные исполнительные органы. В системе электроснабжения космического аппарата АУОС-СМ площадь солнечных батарей составляет 18 м2. Поддержание напряжения на выходе системы электро- снабжения в заданных пределах и защита от перезаряда осуществляются путем коммутации фотоэлектрических батарей дискретными регуляторами приборов БКИП с уче- том изменения напряжения на аккумуляторах, температуры и давления внутри аккумуляторов химических батарей. Юстировочные и калибровочные КА К аппаратам первого поколения относятся космические аппараты ДС-П1-Ю, ДС-П1-И и «Тюльпан», созданные на базе космического аппарата ДС-П1 для решения военно- прикладных задач отработки, юстировки, калибровки и па- спортизации специальных комплексов наземного и косми- ческого базирования Министерства обороны СССР. В начале 1970-х гг. в соответствии с правительственным заданием была осуществлена разработка второго поколе- ния юстировочных и калибровочных космических средств - ракетно-космического комплекса «Тайфун», обеспечива- ющего поддержание боеготовности и отработку вновь вво- димых специальных наземных комплексов Министерства обороны СССР. В составе комплекса «Тайфун» созданы две модификации унифицированных космических платформ - «Тайфун-1» и «Тайфун-2», на базе которых разработаны и введены в эксплуатацию шесть типов специализированных космических аппаратов. Унификация космических аппара- тов охватывала бортовой обеспечивающий комплекс и узлы конструкции космических аппаратов, а также отдельные со- ставные части бортовых специальных комплексов. Космический аппарат ДС-П1-Ю Назначение аппарата - юстировка, проверка точностных характеристик и контроль радиолокационного потенциала станций дальнего обнаружения, а также союстировка ка- налов радиолокаторов точного наведения. Постановщики целевой задачи - организации Министерства обороны и Министерства радиоэлектронной промышленности СССР. С1965 по 1976 г. было успешно запущено 72 космиче- ских аппарата ДС-П1-Ю, 8 аппаратов выведено с космодро- ма Капустин Яр, остальные - с космодрома Плесецк. Космический аппарат ДС-П1-И Назначение аппарата - юстировка, снятие точностных характеристик и периодический контроль функционирова- ния наземных станций определения координат и передачи команд специальных систем Министерства обороны СССР. Постановщики целевой задачи - организации Министерства обороны и Министерства радиоэлектронной промышлен- ности СССР. Всего в процессе эксплуатации выведено на орбиту 18 космических аппаратов ДС-П1-И. Запуск одного косми- ческого аппарата осуществлен с космодрома Капустин Яр, остальные космические аппараты выведены на орбиту с кос- модрома Плесецк. Космический аппарат ДС-П1-М Назначение аппарата-мишени - проведение отработки в натурных условиях космических аппаратов - перехват- чиков системы противокосмической обороны страны. По- становщики целевой задачи - организации Министерства обороны и Министерства радиоэлектронной промышлен- ности СССР. Осуществлен запуск на орбиты четырех космических ап- парата ДС-П1-М с космодрома Плесецк. Программы летной отработки и эксплуатации космического аппарата выполнены полностью. Основные характернстнкн КА ДС-П1-Ю Масса-250 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея - 274 км - высота апогея - 480 км - наклонение орбиты -49° Время активного существования - ~ 60 сут Ракета-носитель-63С1,11К63 Основные характернстнкн КА ДС-П1-И Масса-225 кг Масса специальной аппаратуры - 50 кг Рабочие параметры орбиты. - высота перигея - 290 км - высота апогея - 400 км - наклонение орбиты - 59-70 е Время активного существования - 60 сут Ракета-носитель -11К63 Основные характернстнкн КА ДС-П1-М Масса - 643 кг Рабочие параметры круговой орбиты: - высота - 250; 400; 600; 900—1100 км - наклонение - 65 е Рабочие параметры эллиптической орбиты: - высота перигея - 250 км - высота апогея - 1000 км - наклонение орбиты -65е Ракета-носитель -11К65М 302
Глава 4 303
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космические аппараты на базе платформы «Тайфун-1» На базе платформы «Тайфун-1» созданы специа- лизированные космические аппараты комплектаций «Тайфун-1 А», «Тайфун-1 В» и экспериментальный аппарат «Дуга-К». К этому же классу аппаратов отнесен (по прин- ципу общности решаемых целевых задач) и космический аппарат «Тайфун-1 Б», выполненный на совершенно иной конструктивной основе. Назначение аппаратов: - проверка функционирования средств противовоздуш- ной обороны по одиночной цели; - юстировка и контроль энергетических и точностных характеристик средств дальнего обнаружения; - юстировка, союстировка и контроль характеристик каналов управления комплексов системы противоракет- ной обороны, отработка методов загоризонтной радио- локации. КА «Тайфун-1А» Основные характеристики КА «Тайфун-1 А» Масса-750 кг Масса аппаратуры бортового специального комплекса -178 кг Рабочие параметры круговой орбиты. -высота-500 км - наклонение-51 °, 66° Рабочие параметры эллиптической орбиты: - высота перигея - 280 км - высота апогея - 750 км - наклонение орбиты -74° Время активного существования -1 год Ракета-носитель -11К65М КА «Тайфун-1 Б» Основные характеристики КА «Тайфун-1 Б» Масса-750 кг Рабочие параметры круговой орбиты: - высота-400 км - наклонение-51 °, 66 °, 83° Рабочие параметры эллиптической орбиты - высота перигея - 290 км - высота апогея -1600 км - наклонение орбиты - 51 °, 66 °, 83 ° Время активного существования -1 год Ракета-носитель - 11К65М КА «Тайфун-1 В» 304
Глава 4 Основные характеристики КА «Тайфун-1В» Масса -585 кг Масса аппаратуры бортового специального комплекса - 22 кг Рабочие параметры круговой орбиты: - высота-500 км - наклонение -51 °, 66 °, 83 ° Рабочие параметры эллиптической орбиты: - высота перигея - 400 км - высота апогея -1200 км - наклонение орбиты -66 °, 83 ° Время активного существования -1 год Ракета-носитель - 11К65М Летные испытания космических аппаратов комплек- са «Тайфун-1» начались 18 июня 1974 г. («Космос-660»). В 1978 г. ракетно-космический комплекс «Тайфун-1» с аппа- ратами «Тайфун-1 А» и «Тайфун-1 В» был принят в эксплуа- тацию. Выведено на орбиту 25 космических аппаратов обеих комплектаций. Все аппараты запущены с космодрома Плесецк. Опыт эксплуатации космического аппарата «Тайфун-1» определил потребность создания КА в виде радиолока- ционного пассивного отражателя, обладающего высокой однородностью и малым уровнем флуктуация отраженного сигнала. Разработанный в 1978—1979 гг. космический ап- парат «Тайфун-1 Б» позволил определять и контролировать энергетический потенциал радиолокационного канала без использования в составе КА аппаратуры. В1983 г. космический аппарат «Тайфун-1 Б» был принят на вооружение Советской Армии и введен в состав космиче- ского комплекса «Тайфун-1». С1979 по 1991 г. были выве- дены на орбиту с космодрома Плесецк девять космических аппарата «Тайфун-1 Б». Космические аппараты на базе платформы «Тайфун-2» На базе унифицированной платформы «Тайфун-2» разработаны три космических аппарата с различными комплектациями аппаратуры специального назначения: «Тайфун-2А», «Тайфун-2Б», «Тайфун-2В». Назначение аппаратов: - формирование многоэлементной модели цели; - определение разрешающей способности специальных комплексов Министерства обороны СССР; - контроль функционирования и определение характеристик наземных станций определения координат и передачи команд; - определение энергетических характеристик, анализ сиг- налов и контроль функционирования квантовых локаторов. Летные испытания космических аппаратов комплекса «Тайфун-2» начались в апреле 1976 г. («Космос-816»). В 1981 г. ракетно-космический комплекс «Тайфун-2» был принят в эксплуатацию. С начала летных испытаний на ор- биты выведено 25 космических аппаратов «Тайфун-2». Все запуски осуществлены с космодрома Плесецк. Основные характеристики КА «Тайфун-2А» Масса -1045 кг Рабочие параметры орбиты: -высота -500 км - наклонение - 74 ° Время активного существования -1 год Ракета-носитель - 11К65М Основные характеристики КА <Таифун-2Б» Масса-1040 кг Рабочие параметры орбиты: -высота-500 км - наклонение -51°, 66 °, 83 ° Время активного существования -1 год Ракета-носитель - 11К65М Основные характеристики КА «Тайфун-2В» Масса-1160 кг Рабочие параметры круговой орбиты: - высота - 500 км - наклонение - 66 ° Рабочие параметры эллиптической орбиты' - высота перигея - 350 км - высота апогея - 580 км - наклонение орбиты - 51 ° Время активного существования -1 год Ракета-носитель -11К65М 305
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Кольцо» Основные характеристики КА «Дуга-К» Масса-810 кг Масса аппаратуры бортового специального комплекса -150 кг Рабочие параметры орбиты: - высота перигея -175 км - высота апогея - 2300 км - наклонение - 66 ° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К65М Основные характеристики КА «Кольцо» Масса-1500 кг Рабочие параметры орбиты: - высота - 580 км - наклонение - 74 °, 83 ° Время активного существования -1 год Ракета-носитель -11К68 Космический аппарат «Кольцо» Назначение аппарата - обеспечение проведения от- работки, испытаний и поддержания в постоянной боевой готовности нового поколения специальных наземных тех- нических средств Министерства обороны СССР. Постанов- щики целевой задачи - организации Министерства обороны и Министерства радиоэлектронной промышленности СССР. Космический аппарат «Дуга-К» Назначение аппарата - проведение экспериментальных работ в составе космического комплекса «Дуга-К» по со- вершенствованию методов контроля функционирования станций загоризонтной радиолокации. Постановщики целе- вой задачи - организации Министерства обороны и Мини- стерства радиоэлектронной промышленности СССР. Для работы с космическим аппаратом «Дуга-К» при орбитальном полете использовались средства автоматизи- рованного комплекса управления космического аппарата «Тайфун-1» и «Тайфун-2» со специальным математиче- ским обеспечением, доработанным с учетом специфики космического аппарата «Дуга-К». Для проведения летных испытаний были изготовлены два аппарата. Оба космиче- ских аппарата были выведены на расчетные орбиты с космо- дрома Плесецк. Работы по созданию комплекса «Дуга-К» и поставленные целевые задачи выполнены. Постановщики целевых задач на космических аппаратах комплекса «Тай- фун» - организации Министерства обороны и Министер- ства радиопромышленности СССР. Космический аппарат «Кольцо» (постановление прави- тельства от 31 мая 1985 г.) явился дальнейшим развитием идеи целевого применения технических решений, заложен- ных в КА «Тайфун-2», и был предназначен для отработки и поддержания в готовности наземных средств системы ПВО г. Москвы. Существенно увеличены абсолютные и удельные выходные характеристики системы электроснабжения, по- вышена точность системы ориентации, реализована возмож- ность программного разворота КА в плоскости местного горизонта, увеличен запас отстреливаемых элементов. Была полностью реализована программа летных испытаний (нача- ло 1988 г.). Всего на орбиту было выведено три КА «Кольцо». На базе платформы «Тайфун-1» в соответствии с поста- новлением правительства от 1982 г. был создан КА «Дуга-К» с целью отработки системы загоризонтной радиолокации. Были изготовлены и запущены на орбиты с космодрома Плесецк два аппарата этого типа, задачи запусков полностью выполнены.
ГЛАВА 5 РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ в 1980-е годы КА «ГЕО-ИК» И «ГЕ0-ИК2» КА «ПОТОК» НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ КА «ЦИКАДА-Н»у«НАДЕЖДА» СРЕДНЕОРБИТАЛЬНЫЕ КА ДЛЯ ГЛОБАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС КА «МОЛНИЯ-1Т» КК «СТРЕЛА-3» КА РЕТРАНСЛЯЦИИ ИНФОРМАЦИИ «ЛУЧ» КА НТВ «ЭКРАН-М» КС «ЕССС-2». КА «РАДУГА-1», «РАДУГА-1 М» КА «ЯНТАРЬ-1 КФТ», «ЯНТАРБ-4КС1» КА «ЗЕНИТ-2М», «ЗЕНИТ-4МК», КОСМИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМА «РЕСУРС-Ф» КА «МЕТЕОР-ПРИРОДА», «РЕСУРС-03», «РЕСУРС-01» ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ МКРЦ С КА «УС-А» И «УС-П» СИСТЕМЫ ПКО ИС-МУ И ИС-МД РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ «ОКО-1» КА СЕРИИ 5ВК («ВЕГА»), КА СЕРИИ «1Ф» («ФОБОС») КА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ «ФОБОС-ГРУНТ» КА «АСТРОН», «ГРАНАТ», «ПРОГНОЗ» МИССИЯ «ИНТЕРБОЛ» КА «ЦЕЛИНА-О», «ЦЕЛИНА-Д», «ЦЕЛИНА-2» КА «ЦЕЛИНА-Р» КА СЕРИИ «ОКЕАН» КС ДЗЗ С ОРБИТАЛЬНОЙ СТАНЦИЕЙ «АЛМАЗ-Т»
История развития отечественных автоматических космических аппаратов К.4.1Кестае2о$ АО «ИСС» НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ Создание спутниковой геодезической системы второго поколения со спутниками «Гео-ИК» и системы второго поколения со спутниками «Гео-ИК?» Созданием спутников «Сфера» во второй половине 1960-х гг. ОКБ-Ю (НПО ПМ) положило начало развитию космической геодезии в СССР. С помощью первого поколе- ния этих геодезических спутников специалисты ВТУ ГШ по- строили Всемирную геодезическую сеть и уточнили модель геопотенциала с заданными точностями. В конце 1970-х гг. в НПО ПМ началась разработка нового геодезического спут- ника второго поколения «Гео-ИК» с более современной, вы- сокоточной радиогеодезической аппаратурой, высотомером и системой импульсной световой сигнализации. Спутники «Гео-ИК» предназначались для решения значимых (нацио- нального уровня) геодезических задач: - создания фундаментальной Всемирной астрономо-ге- одезической сети с точностью привязки ее опорных пунктов к центру масс Земли не хуже 10 м глобально и 3-5 м на территории СССР, а также региональных сетей на Антаркти- ду, Европу, Северную Америку и Азию; - дальнейшего уточнения параметров геопотенциала до уровня 2-3 м в превышениях геоида над общим земным эллипсоидом; - определения параметров вращения Земли (неравномерность вращения и движение полюсов). При решении геодезических задач наряду с уже традиционными триангуляционным и орбитальным методами использовался метод альтиметрии - пря- мого измерения высоты до поверхности Мирового океана в текущих подспутниковых точках. Основным элементом геодезического ком- плекса (системы) второго поколения стал решет- невский КА «Гео-ИК». За основу конструкции КА Основные характернстнкн КА «Гео-ИК > Масса КА-1500 кг Мощность СЭП - 360 Вт CAC -1 год Тип орбиты низкая - круговая Высота орбиты -1500 км Точность измерения высоты - 3-5 м Точность привязки пунктов -7 м Количество КА в системе -1-2 Средство выведения - «Циклон-3» в НПО ПМ была принята «фирменная» конструктивно- компоновочная схема КА унифицированного ряда КАУР-1. Корпус имел форму цилиндра с восемью дополнительны- ми (раскрывающимися в виде изящной ромашки) панелями солнечной батареи. Для решения целевых задач КА «Гео-ИК» оснащен радиовысотомером, радиотехническими доплеровской и дальномерной запросной системами, системой световой сигнализации с лампой-вспышкой направленного действия, уголковыми лазерными отражателями (для выполнения квантово-оптических измерений дальности от земных стан- ций до КА) и системой синхронизации и хранения времени. Сбор на борту информации с радиовысотомера, а также управление работой бортовой аппаратуры в автономном ре- жиме обеспечивало запоминающее устройство. Основные целевые функции КА «Гео-ИК»: - формирование бортовой шкалы времени; - измерение высоты до поверхности Мирового океана с последующей передачей высотомерной информации на Землю; - излучение сигналов на двух когерентных частотах для измерения наземными средствами радиальной составляю- щей скорости движения КА; - прием и переизлучение сигналов наземной радиотех- нической аппаратуры измерения запросной дальности; - производство серий световых вспышек для регистра- ции КА на фоне звезд наземными наблюдательными сред- ствами; - отражение сигналов, излучаемых наземной лазерной станцией измерения дальности; - прием, запоминание и передача программ наблюде- ния для средств наземного геодезического комплекса. Накопленный за долгие годы опыт работы по ги- роскопии и точной механике позволил прибористам Геодезический спутник второго поколения «Гео-ИК» 308
Глава 5 КБПМ/НПО ПМ разработать не имеющий в то время аналогов ги- ромаховик с самогенерирующейся газодинамической опорой по оси маховика, что обеспечило практи- чески неограниченный его ресурс, т.к. вращение идет по сверхтонкому (1 мкм) слою газа. Конструкция ги- ромаховика была защищена 7 автор- скими свидетельствами. Проведенные в конце 1970-х гг. исследования пассивных систем ори- ентации показали, что точность ори- ентации КА может быть существенно улучшена путем введения активных элементов системы ориентации. В Геодезический КА третьего поколения «Гео-ИК2» («Муссон-2») КБПМ при проектировании КА «Гео- ИК» был принят вариант комбиниро- ванной (как бы двухступенчатой) ориентации, при которой МГСО спутника ориентировалась по местной вертикали с точностью ±6°, в пределах которой обеспечивалась высо- коточная ориентация в подспутниковую точку на Земле от- дельной платформы с остронаправленной антенной высо- томера. Запуски спутников «Гео-ИК» продолжались до 1994 г. За весь период эксплуатации этого геодезического ком- плекса было произведено 14 пусков, запущено 13 КА. К со- жалению, не все КА из семейства «Гео-ИК» отрабатывали заданный срок службы в полном объеме. На орбите отмеча- лись отказы радиовысотомера, запоминающего устройства, бортового синхронизирующего устройства. Однако в целом спутниковый геодезический комплекс работал и решал по- ставленные задачи. 24 апреля 1985 г. космический геодезический комплекс «Гео-ИК» был принят в эксплуатацию, в ходе которой были выполнены почти все требования Заказчика к геодезиче- скому обеспечению на период до 2000 г., за исключением отдельных требований ВМФ. Также была решена и непо- ставленная в ТТЗ дополнительная задача по определению уклонений отвесной линии от нормали к ОЗЭ по акватории Мирового океана (правда, с недостаточной для сегодняшне- го дня точностью). Поскольку решение этой дополнительной задачи имеет важное значение для обеспечения точности действия ракет морского базирования, ее решение с необ- ходимой точностью возлагается теперь на КГК третьего по- коления со спутниками «Гео-ИК2». В целом результаты эксплуатации КГК «Гео-ИК» были значимыми. С использованием результатов эксплуатации КГК «Гео-ИК» специалистами Военно-топографического управления ГШ ВС СССР была создана геоцентрическая модель фигуры и гравитационного поля Земли (ПЗ-85); с использованием результатов дальнейшей эксплуатации КГК «Гео-ИК» произведено уточнение этой модели (ПЗ-90), по- строена Всемирная астрономо-геодезическая сеть и опреде- лены размеры и форма Земли, характеризуемые превыше- нием высоты геоида над ОЗЭ с более высокими, чем были заданы в ТТЗ (2-3 м), точностями. Системе координат ПЗ-90 постановлением Правитель- ства Российской Федерации № 568 от 28 июля 2000 г. при- дан статус Единой государственной системы координат для использования в целях геодезического обеспечения орби- тальных космических полетов и решения навигационных задач. Эксплуатация спутников «Гео-ИК» продолжалась до 5 февраля 1999 г. В настоящее время в ОАО «ИСС» разработан, изготовлен с использованием передовых за- рубежных технологий геодезический КА третьего поколе- ния «Гео-ИК2». Первый (неудачный) запуск его состоялся 1 февраля 2011 г. Разработка спутника «Гео-ИК2» началась выпуском тех- нических предложений по теме «Осень» в 1982 г. Первона- чально облик спутника базировался на платформе спутника с неориентированными солнечными батареями в форме многогранной пирамиды и с ориентируемыми солнечными батареями. Однако работы были приостановлены, и только в 1986 г. был разработан эскизный проект спутника совер- шенно на другой, абсолютно новой конструктивной базе, содержащей герметичный контейнер диаметром 2000 мм и высотой цилиндрической вставки 200 мм, ориентируемую солнечную батарею с двумя степенями свободы и площадью около 75 м2, состоящую из двух крыльев по 10 панелей в каждом, полной массой спутника около 4,5 т. Выбор такой конструкции был продиктован унификацией конструкции спутника с конструкцией спутника, разрабатываемого по теме «Эстафета». Спутник предполагалось запускать на низкие круговые орбиты с прямым наклонением (до 90°) PH «Союз-2». По требованию головного института Заказчика (29 НИИ Военно-топографической службы) в 1987 г. было разра- ботано дополнение к эскизному проекту по обеспечению запуска спутника на гелио-синхронную с обеспечением изомаршрутности подспутниковых трасс орбиту. В качестве средства выведения была предложена PH «Зенит». В этом 309
История развития отечественных автоматических космических аппаратов же году был разработан комплект исходных данных на раз- работку спутника «Гео-ИК2», а к 1989 г. уже был разработан комплект КД. Из-за отсутствия оборудования и производ- ственных площадей на Механическом заводе изготовле- ние спутника было передано на Красмашзавод, который в 1991 г. приступил к освоению производства и изготовлению материальной части изделия «ОЗКИ». Конструкция спутника была во многом уникальна. Так, например, устройством зачековки и раскрытия солнечной батареи должна была обеспечиваться точность положения крайних точек панели между двумя параллельными плоско- стями, находящимися на расстоянии 150 мм. Такие требо- вания были вызваны как стабильностью положения центра масс изделия, так и минимальным изменением площади миделя относительно вектора скорости спутника (плоская панель солнечной батареи ориентировалась в орбитальной плоскости). Для обеспечения ориентации электрической оси антенны высотомера относительно местной «гравитацион- ной» вертикали не более 20’ была разработана бериллиевая платформа размерами около 1000 х 1000 х 100 мм, на ко- торой размещались антенна радиовысотомера и элементы системы ориентации и стабилизации, включающие 3 прибо- ра прецизионной астроизмерительной системы ПАИС, опти- ческая часть прибора которой находилась в двухстепенном кардановом подвесе, а сам прибор напоминал миниастро- номическую башню с диаметром в основании около 300 мм и радиусом обметания оптического прибора около 400 мм; блоки измерения угловых скоростей массой около 50 кг, диаметром 500 и высотой 450 мм; 2 прибора ориентации на Землю. Масса системы ориентации и стабилизации со- ставляла около 500 кг, потребление - около 1000 Вт; для обеспечения точности выдачи импульса коррекции вектор тяги должен быть ориентирован в направлении выдачи с погрешностью +6° и проходить через центр масс спутника. Для этого перед выдачей импульса коррекции выдавался пробный импульс, с помощью которого определялось по- ложение центра масс спутника. С начала 1992 г. работы прекратились из-за резкого сокращения финансирования, вызванного известными деструктивными политическими событиями. В 1994 г. по дополнительному соглашению к договору 1989 г. была разработана инженерная записка по возможности созда- ния спутника, выводимого отечественной PH «Союз-2» с РБ «Фрегат». В 1995 г. был разработан комплект исход- ных данных на создание спутника массой около 2,7 т уже на новой конструктивной базе спутника «Цикада-М-УТТХ» («Парус-М»). В1996 г. по заключению МВК было разработано допол- нение к инженерной записке. Созданию спутника массой 2,7 т в основном способствовало резкое изменение габа- ритно-массовых и энергетических характеристик (в 2 раза и более), отказ от солнечно-синхронной орбиты с обеспе- чением изомаршрутности трасс, наличие к этому времени оптических приборов системы ориентации и стабилизации, обеспечивающих ориентацию оптической оси антенны вы- сотомера с заданной точностью. Однако с начала 1997 г. из-за недостаточности финансирования по инициативе субподрядчиков были прерваны договорные отношения с НПО ПМ. Работы возобновились в 1999 г. на основании Про- токола совещания представителей РВСН, РКА и НПО ПМ от 29 марта 1999 г. разработкой по заказу Генерального Заказчика инженерной записки о возможности создания малого спутника, выводимого PH «Рокот» с РБ «Бриз-К», а в 2001 г. было разработано дополнение к эскизному проек- ту. Было открыто финансирование работ, и уже в 2004 г. был разработан основной комплект проектно-конструкторской документации. К сожалению, финансирование было недо- статочным, и работы растянулись на долгие годы, и только в 2005-2006 гг. приступили к изготовлению материальной части отработочных изделий. НПО ПМ были подготовлены и утверждены в МО РФ соответствующие материалы о закупке у французской фирмы Thales Alenia Space готового высо- томера, используемого по программе «Посейдон». Запуск первого спутника «Гео-ИК2» состоялся 1 фев- раля 2011 г., но, к сожалению, PH «Рокот» вывела его на нерасчетную эллиптическую орбиту и использование спут- ника по целевому назначению оказалось невозможным. 24 апреля 2011 г. КА «Гео-ИК2» № 11Л Решением Госко- миссии был передан генеральному конструктору АО «ИСС» для проведения исследований. Исследования проводились до 24 мая 2013 г. 15 июня 2013 г. спутник вошел в плотные слои атмосферы и полностью сгорел. По результатам ис- следований проведена доработка бортового ПО БКУ в части защиты от ложной выдачи разовых команд, накоплен опыт по восстановлению ориентации КА в различных нештатных ситуациях, проводится доработка бортовой аппаратуры в части повышения стойкости к воздействию «тяжелых» за- ряженных частиц. С использованием полученных результа- тов в настоящее время завершается доработка КА «Гео-ИК2» № 12Л. Запуск его планируется произвести в конце 2015 г. Задержка запуска обусловлена необходимостью замены ЭРИ иностранного производства, на которые были распро- странены санкции ITAR. Глобальная система спутниковой ретрансляции К созданию первых в СССР мощных геостационарных спутников-ретрансляторов с узколучевыми зонами обслу- живания, которые могли бы отслеживать движущиеся пере- дающие и принимающие объекты, НПО ПМ обратилось в се- редине 1960-х гг. Это было естественным шагом в развитие проводимых ранее работ по спутниковой радиосвязи. Поскольку на одном типе КА комплексировать боль- шое множество возможных задач в условиях имеющихся технических и технологических ограничений было неце- лесообразно, НПО ПМ предложило создать для ГСО два типа специализированных КА-ретрансляторов - «Поток» 310
Глава 5 и «Луч» - в рамках единой спутниковой системы, допол- няющей ЕССС. 17 февраля 1976 г. вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, предусматривающее создание Глобальной космической командно-ретрансляци- онной системы (ГККРС «Рассвет») на базе КА, получивших впоследствии название «Поток» и «Луч». ГККРС предна- значалась для обеспечения оперативной доставки в Центр информации со средств наблюдения за объектами в любых районах земной поверхности и акватории Мирового океа- на. Создание первых в стране KA-ретрансляторов «Поток» и «Луч» стало для НПО ПМ и СССР важнейшим этапом и обеспечило лидирующие позиции в этой области до насто- ящего времени. Космический аппарат «Поток» Первый KA-ретранслятор «Поток» создавался для ре- шения принципиально новой информационной задачи. В те годы только США создавалась система оперативной достав- ки информации через специальный спутник-ретранслятор. Роль KA-ретрансляторов возросла в связи с необходимо- стью решения стратегической задачи - контроля националь- ными средствами условий выполнения договоров об огра- ничении стратегических наступательных вооружений. НПО ПМ и НПО «ЭЛАС» было предложено созда- ние системы ретрансляции на ГСО со специальным КА- ретранслятором «Поток». Идея была поддержана Ми- нобщемашем. НПО ПМ было определено головным по всей спутниковой системе ретрансляции информации. КА «Поток» предназначался для ретрансляции в Центр информации с новых КА типа «Янтарь» (ЦСКБ) и «Цели- на» (КБ «Южное»). По инициативе НПО ПМ совместно с НИИ Микроприборов НПО «ЭЛАС» в состав целевых за- дач КА «Поток» было включено обеспечение глобальной круглосуточной телекодовой, телефонной, телеграфной и фототелеграфной радиосвязью между периферийными КА «Поток» пунктами (с ограниченными ресурсами по энергетическому потенциалу и габаритно-массовым параметрам) и объекта- ми - потребителями информации. Создание такой сложной системы, имеющей жесткие ограничения по массам и по- треблению энергии КА, на том уровне развития микроэлек- троники в СССР явилось чрезвычайно сложной задачей. НИИ Микроприборов выдавало ТЗ на разработку в СССР новых полупроводниковых приборов и интеграль- ных схем. Являясь предприятием Министерства электронной промышленности, НИИ Микроприборов получало поддерж- ку министра А.И.Шокина и жесткий контроль министерства за сроками разработки и изготовления необходимых ком- плектующих элементов. В НИИ Микроприборов было и свое подразделение, разрабатывающее интегральные схемы, и на опытном заводе был цех изготовления интегральных схем. Большое значение для успешной реализации проекта КА «Поток» имело решение об использовании антенных фази- рованных решеток, что позволило значительно снизить вес целевого ретранслятора, разместить на этом КА ретрансля- тор для связи с наземными переносимыми приемо-пере- дающими станциями. При создании БЦВМ, ретрансляторов, антенных фазированных решеток, магнитофонов, наземных комплексов большую роль сыграл коллектив НПО «ЭЛАС». Большая инновационная роль в проекте «Поток» выпала специалистам НПО ПМ. КА «Поток» стал одной из ярчай- ших страниц в истории отечественного спутникостроения. Здесь был реализован на мировом уровне целый ряд новых космических технологий, многие из которых играли пио- нерскую роль. При создании КА «Поток» были достигнуты уникальные результаты, включая разработку и создание бортового комплекса управления с управляющим инфор- мационно-вычислительным комплексом на основе БЦВМ; ретрансляторов «Сплав» и «Синтез» в транзисторном ис- полнении совместно с крупногабаритной многолучевой ак- тивной фазированной антенной решеткой; системы управ- ления положением спутника по долготе впервые в мировой практике на базе стационарных плазменных двигателей. Для КА « Поток» была разработана новая платформа, положившая нача- ло унифицированному ряду КАУР-4, со следующими характеристиками: - орбита - геостационарная; - масса - около 2300 кг; - приборный отсек - герметич- ный с газожидкостной СТР; Основные характернстнкн КА «Поток» Масса-2300 кг Мощность СЭП- 1700 Вт Высота КА-4,3м Размах панелей СБ -12,7м Заданный срок службы - 3 года Средство выведения - PH «Протон-К» с РБ «ДМ» 311
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - площадь солнечных батарей - 40 м2; - бортовой комплекс управления - с УИВК на БЦВМ; - система ориентации и стабилизации - трехосная, обе- спечивающая точность пространственного положения КА 0,1 ° по каналам тангажа, крена и рыскания, использующая в качестве ориентиров Землю, Полярную звезду, Солнце, а в качестве исполнительных органов - гиростабилизатор и термокаталитические двигатели; - ориентация панелей СБ на Солнце - автономная с точ- ностью 10 ° с использованием первостепенных приводов; - коррекция орбиты - в пределах 2 ° по долготе с ис- пользованием СПД; - навигации и управление движением КА - автономные с использованием приборов СОС; - наведение и слежение антенн за КА - автономное и непрерывное в процессе эксплуатации; - расчетный срок службы - 5 лет. Платформа КАУР-4 использовалась в качестве кон- структивной базы в последующих разработках НПО ПМ при создании ряда новых геостационарных КА. В том же вари- анте, что и для «Потока», платформа КАУР-4 была исполь- зована для КА «Луч». На базе ее модификаций созданы КА «Галс», «Экспресс», «Луч-2», «Экспресс-А». Особо значимым в истории НПО ПМ было создание для КА «Поток» бортового комплекса управления с УИВК на основе БЦВМ. Одновременно с этим в коллективе НПО ПМ на основе последнего в истории предприятия масштабного «специального призыва» молодых специалистов сформи- ровался уникальный по творческой отдаче и стабильности получаемых результатов, мощный коллектив специалистов- программистов, сложилась собственная школа автоматиза- ции и автономизации управления КС и КА, «цифровизации» борта и его наземного окружения. Была реализована идея использования в составе КА про- цессора с системой команд наземных универсальных мощ- ных ЭВМ типа ЕС ЭВМ. При создании БКУ с УИВК спутника «Поток» была качественно изменена технология разработ- ки, создана мощная экспериментальная и производственная база для нового поколения спутников с управляющей БЦВМ на борту. При разработке БКУ с УИВК были приняты многие рево- люционные технические и производственные решения, ко- торые тиражировались и на последующих КА. На базе БЦВМ была создана система ориентации и стабилизации «Вектор» в цифровом исполнении. Эта система ориентации, уни- фицированная для спутников «Поток», «Луч», «Луч-2», «Галс», «Экспресс», «Экспресс-A», «Аркос» и др., стала третьим поколением геостационарных СОС класса точных систем. БЦВМ позволила решать принципиально новые в части баллистического обеспечения задачи. При создании КА «Поток» совместно с НИИ Микро- приборов был разработан с использованием новейших технологий бортовой ретрансляционный комплекс в со- ставе приемопередатчиков «Сплав», «Синтез» и антенно- фидерного устройства. Впервые создавалось АФУ совмест- ными усилиями: НПО ПМ (головное, а также разработчик излучающих устройств, экранной и силовой системы АФАР; ответственное за наземную экспериментальную отработку) и НПО «ЭЛАС» (разработка электронных приборов, их уста- новка, монтаж и математическое обеспечение). Вопросы топологии приборов, прочности, жесткостных и тепловых характеристик решались общими усилиями специалистов обоих организаций. Опыт кооперации, приобретенный НПО ПМ при создании АФАР, успешно используется и полу- чил развитие в работах с зарубежными партнерами. Были созданы сверхлегкие излучающие элементы (в ре- шетке - более 500 шт.), отвечающие всем требованиям по электрическим характеристикам. Были освоены технологии намотки СВЧ-полосков на конические каркасы с перемен- ным межвитковым шагом, при этом были использованы лучшие по тому времени фазостабильные кабели и миниа- тюрные СВЧ-соединители. Аналогов подобных излучателей тогда в СССР не было, и они защищены авторскими сви- детельствами. Важнейшие особенности излучателей АФАР: - впервые на предприятии созданы спиральные излуча- тели АФАР, работающие в сантиметровом диапазоне частот, легкие и малогабаритные - они имели высокие технические характеристики (сантиметровый диапазон частот для излу- чателей с кабельной запиткой еще не был освоен); - впервые созданы излучатели, имеющие 2 входа с высо- кой (до 40 дБ) поляризационной развязкой, что позволило создать в одной полосе частот 2 независимо-управляемых луча (аналогов подобных излучателей в мировой практике не было); - впервые принято новое схемное решение по высоко- частотной схеме соединений и размещению излучателей АФАР, что позволило выровнять энергетику в независимо- управляемых лучах и уменьшить взаимное влияние излуча- телей в решетке. Все решения защищены авторскими свидетельствами. Была разработана экранная апертура решетки для установки излучателей с использованием штампованного листового магния, металлизированной пленки и радиоткани. Серьез- ные проблемы встретились при разработке несущей силовой рамы АФАР. Необходимо было создать большую по площа- ди конструкцию с ограничениями по высоте из-за ограни- чений по зоне полезного груза, способную нести полезную нагрузку массой до 0,5 т с одновременным обеспечением необходимых тепловых режимов приборов смежника. Это была задача со многими неизвестными для конструкторов, прочнистов, тепловиков, материаловедов, технологов и дру- гих специалистов НПО ПМ. После просмотра множества моделей остановились на варианте рамной конструкции с высочайшим коэффициентом массового совершенства, со сложнейшей топологией сотен электронных приборов как в распределенном виде (по приемной АФАР), так и в моно- блочном варианте (по передающей АФАР). Тепловое обеспечение АФАР в пассивной части включа- ло комбинированную ЭВТИ, набор покрытий с различными оптическими коэффициентами; в активной части - электро- 312
Глава 5 обогреватели, жидкостной контур, встроенные и в раму, и в моноблоки приборов, тепловые трубы и т.д. Начиная с КА «Поток», в составе БКУ которого впервые была использована БЦВМ, перед разработчиками каждой из бортовых систем встала задача создания собственного бортового программного обеспечения. Разработка объем- ных, сложных и высоконадежных программных комплексов заставила применять промышленный подход, использовать современные технологические программные и аппаратные средства. С созданием КА «Поток» связан также новый этап в от- ечественном двигателестроении. К этому времени в моло- дом ОКБ «Факел» (г. Калининград), которое активно искало свою нишу в области космического двигателестроения, был разработан ряд образцов двигателей малой тяги. По массо- габаритным показателям для задач с суммарным импуль- сом до 10 тс были выгоднее термокаталитические двигате- ли. Для больших суммарных импульсов предпочтительны плазменные двигатели. Поэтому для КА «Поток» НПО ПМ совместно ОКБ «Факел» было принято решение использо- вать электрические двигатели первого типа в качестве ис- полнительных органов системы ориентации КА, а второго типа - для коррекции орбиты. К началу 1976 г. были выпу- щены исходные данные на КА «Поток». Техническое задание на объединенную двигательную установку 17Б11 было раз- работано также в 1976 г. Тяга двигателей ориентации К-10 была выбрана на уровне 10 г, двигателей коррекции М-70 - около 4 г. Редуктор (РЭК1781 Б) был взят от уже приме- нявшихся пневмосистем на холодном азоте, клапаны С5.629 разработало КБХМ. Плазменные двигатели на КА «Поток» в целом нормаль- но включались и работали. Отдельные сбои удалось лик- видировать за счет корректировки ПМО. Электроракетная двигательная установка работала совместно с бортовыми баллистическими программами, так что спутник мог сам, без помощи наземных средств, на протяжении длительного вре- мени корректировать орбиту, поддерживая свое положение в заданной точке. Для подстраховки руководством было приня- то решение, несмотря на обычный дефицит масс, установить на первых двух космических аппаратах кроме монотопливной ДУ ориентации еще и резервную пневмосистему на холодном азоте. И это решение оказалось полностью оправданным: на первых машинах имелись случаи замерзания трубопроводов подачи топлива ДУ ориентации, пока не научились надежно обогревать и двигательные блоки, и трубопроводы. Без пнев- мосисгемы в этих случаях КА были бы потеряны. Все последующие КА, включая самые последние «Экспрессы-AM», несут в себе характерные черты того «Потока», который был запущен в мае 1982 г. Работа по этому спутнику также позволила в значительной мере повы- сить квалификацию коллектива предприятия и сформиро- вать современную техническую школу НПО ПМ. 18 мая 1982 г. на орбиту был выведен первый спутник «Поток». Управление КА в полете осуществлялось из Центра управления, расположенного в Голицино-2 с привлечением новой КИС, станций «ВИКУ», ПН КИП «Фазан» одного из ОКИК. Уже летающий спутник «Поток» использовался для отработки находящейся на Земле (на полигоне) передающей аппаратуры в составе КА «Янтарь». Реальная совместная работа двух спутников «Поток» и «Янтарь» с передачей целевой видеоинформации началась с января 1983 г. Это была большая победа всех коллективов, создававших две сложные спутниковые системы (для сравнения: первые национальные спутники-ретрансляторы за рубежом были построены и выведены на ГСО: в США - в 1983 г. (TDRS), в Европе - в 2001 г. (экспериментальный Artemis), в Япо- нии - в 2002 г. (DRTS/Kodama), в КНР - в 2008 г. («Тянь- лянь-1»/Т1_-1)). При летных испытаниях первых КА нового типа возни- кало немало сложных ситуаций. Поучителен эпизод, когда на втором летном космическом аппарате БКУ слегка начал сбоить, и команды управления искажались, из-за чего КА ушел в закрутку, а когда его начали выводить из закрутки, команды управления двигателями ориентации отрабатыва- лись неверно. Специалисты не сразу поняли, как управлять «взбунтовавшимся» компьютером дальше. Удалось устано- вить закономерность в искажениях команды. Началась пер- вая натуральная «война со взбесившимся на орбите робо- том». После нескольких суток напряженной работы лучших специалистов КА был спасен. 21 января 1986 г. вышло постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР № 19-29 о принятии в эксплуатацию системы «Сплав» с КА «Поток», а 1 февраля 1991 г. - По- становление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 29-9 о принятии в эксплуатацию системы «Синтез» с КА «Поток». За все время эксплуатации KA-ретрансляторы «Поток» раз- мещались в двух из трех зарегистрированных точек: 80° в.д.; 13,5° з.д.; 168° в.д. Всего в 1982-2000 гг. было запущено на ГС010 КА серии «Поток». В ходе эксплуатации КА «Поток» проявилась их непол- ная загруженность. Поэтому с 1991 г. делались попытки часть ресурсов КА сдавать в аренду, была организована экс- периментальная радиолиния между Москвой и Вашингто- ном. Позднее на смену КА «Поток» в ОАО «ИСС» был соз- дан КА нового поколения «Поток-М». Его летные испытания начаты 21 сентября 2011 г. Создание низкоорбитальных космических аппаратов «Цикада-Н»/«Надежда>> для международной спутниковой системы «КОСПАС-SARSAT” Дальнейшее развитие «низкоорбитальной» спутниковой навигации было продолжено в рамках международного со- трудничества при создании спутниковой системы обнару- жения и определения местоположения терпящих бедствие судов и самолетов «КОСПАС-SARSAT». Благодаря предусмотренным при разработке воз- можностям модернизации, спутники «Цикада» были 313
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Эмблема международной системы «КОСПАС-SARSAT» доработаны и интегрированы в новую международную спутниковую систему обнаружения и определения географи- ческих координат судов и самолетов, терпящих бедствие; одновременно они выполняли свои изначальные функции источников навигационных сигналов в спутниковой навигационной системе «Цикада». Своевременное оповещение о факте и координатах бедствия имеет исключи- тельно важное значение в деле спасания человеческих жизней и аварийных объектов (судов, само- летов и др.). Начало международного сотрудничества по созданию спутниковой системы обнаружения и определе- ния местоположения судов и самолетов, потерпевших ава- рию, было заложено на двусторонней (Минморфлот СССР и НАСА США) встрече, состоявшейся в Вашингтоне в марте 1977 г. На ней был подписан протокол, отражающий жела- ние обеих сторон провести совместный эксперимент с при- менением советских и американских ИСЗ с целью оценки эффективности их использования для приема аварийных радиосигналов и возможности по этим сигналам определе- ния координат места аварии. В ноябре 1979 г. в Ленинграде представителями СССР, США, Франции и Канады был подписан меморандум, подтвердивший желание сторон сотрудничать в совмест- ном проекте спутниковой системы «КОСПАС-SARSAT» (КОСПАС - Космическая Система Поиска Аварийных Судов и самолетов, SARSAT - Search And Rescue Satellite Aided Tracking). В процессе подготовки меморандума была до- стигнута договоренность о создании Советским Союзом, с одной стороны, США, Францией и Канадой - с другой, самостоятельно двух технически совместимых, но практи- чески независимых подсистем КОСПАС и SARSAT, объединенных в одну общую международную систему. Для реализации решений по созда- нию отечественной части космического сегмента международной системы ока- зались востребованными массогабарит- ные резервы, заложенные проектантами ОКБ-Ю (НПО ПМ) в исходные данные на конструкторскую документацию спутника «Цикада». Согласно первоначальному замыслу, эти резервы предназначались для реализации идеи автономного радиоопределения орбит и расчета собственных эфемерид бортовыми средствами спутников «Цикада» по радиосигналам наземных радио- маяков. С этой целью спутники «Цикада» предполагалось дооборудовать приемной аппаратурой измерения собствен- ных радиальных псевдоскоростей по доплеровскому сдви- гу принимаемых спутниками радиосигналов от наземных маяков, а также бортовыми ЦВМ. Кроме очевидного суще- ственного повышения автономности спутников «Цикада» и, соответственно, уменьшения загрузки средств НКУ по их эфемеридному обеспечению, открылись бы возмож- ности дальнейшего повышения точности эфемерид этих спутников, а следовательно, и точности навигационного поля, образуемого ими. Повышение точности было бы до- стигнуто за счет увеличения, по сравнению с несколькими стационарными командно-измерительными станциями НКУ, количества наземных радиомаяков (относительно про- стых, дешевых и необслуживаемых) и возможностями их относительно свободного территориального размещения, вплоть до глобального (слежение за каждым спутником на всей протяженности витка), а также уменьшением интервала прогноза эфемерид с 30 ч (расчет в Баллистическом цен- Спутник-спасатель «Цикада-Н» («Надежда») 314
Глава 5 тре и закладка эфемерид на спутник один раз в сутки) при нескольких измерительных пунктах на территории СССР до предельного для спутников «Цикада» минимума - 3 мин (до шага смены эфемеридных точек, передаваемых в со- ставе навигационного сигнала) при глобальном слежении и автономном уточнении и расчете эфемерид. По предвари- тельным оценкам, точность навигационных определений по спутникам «Цикада» (с учетом также и результатов работ по согласующей модели геопотенциала и атмосферного тор- можения для низколетящих навигационных спутников (ряда «КАУР-1»)) могла бы при этом улучшиться до 30-50 м. По разным причинам реализация этого «в металле» не состоялась. Тем не менее, на изготавливаемых в Производ- ственном объединении «Полет» по проектной документа- ции и исходным данным ОКБ-Ю навигационных спутниках «Цикада» устанавливались груз-макеты аппаратуры авто- номного радиоопределения орбиты. Именно эти резервы и позволили практически без перекомпоновки спутников установить на них радиокомплексы обнаружения и ретран- сляции аварийных сигналов («спасания») и интегрировать такие спутники в международную спутниковую систему. Эти радиокомплексы обрабатывали и в виде цифровых аналогов доплеровского приращения принимаемых от АРБ аварийных сигналов на частоте 1544 МГц ретранслирова- ли их в наземные пункты приема информации системы «КОСПАС-SARSAT». По этим сигналам и эфемеридам со- ответствующего спутника в наземном центре системы уста- навливался факт аварии, ее географические координаты, а специальными службами организовывались поисково- спасательные операции. Совместная обработка сигналов на обеих частотах (121 и 406 МГц) для исключения ионос- ферной задержки не была предусмотрена, т.к. эти сигналы между собой не были синхронизированы и образованы разными задающими генераторами с нестабильностями 10-6 (АРБ-121) и 10-8 (АРБ-406). Это ограничивает точность координатной привязки аварийных объектов по одночастот- ным измерениям АРБ-406 величинами 1-2 км. Точность определения местоположения по измерениям сигналов АРБ-121 примерно на порядок хуже. Поэтому в настоящее время вследствие широкого применения АРБ-406 АРБ-121 используются в основном в качестве приводных радиома- яков при выходе спасательного средства в район аварии в условиях недостаточной видимости. Радиокомплекс «спасания» был разработан и изго- тавливался в РНИИ КП (ныне ОАО «РКС»). Спутники, до- оборудованные такой аппаратурой, назывались «Цикада-Н» или «Надежда». Первый КА «Цикада-Н» («Космос-1383») системы «КОСПАС-1», изготовленный в ПО «Полет» при участии НПО ПМ, был выведен на орбиту высотой око- ло 1000 км с космодрома Плесецк ракетой-носителем «Космос-ЗМ» 30 июня 1982 г., а уже 10 сентября с этого с этого спутника (единственного тогда в системе «КОСПАС- SARSAT») были ретранслированы сигналы аварийного радиомаяка канадского самолета, потерпевшего аварию в горах Британской Колумбии. Это обеспечило оперативное Фрагмент орбитальной структуры международной системы «КОСПАС-SARSAT» обнаружение и спасение трех человек. При заданном сроке службы 2 года реально этот спутник проработал до марта 1988 г. (почти 6 лет). Последующие запуски спутников- «спасателей» состоялись в марте 1983 г. - «Коспас-2» («Космос-1447») и «Sarsat-1», в июне 1984 г. - «Коспас-3» («Космос-1574»), в декабре 1984 г. - «Sarsat-2». Таким об- разом, с 1985 г. началось полномасштабное использование международной системы «КОСПАС-SARSAT», в составе космического сегмента которой к этому времени было пять спутников. За 25 лет в систему было введено десять КА «Цикада-Н» (подсистема «КОСПАС») и десять американских спутников, разработанных на базе метеорологических спутников N0AA (подсистема «SARSAT»). Американские спутники, в отличие от наших, обеспечивали дополнительно обнаружение ава- рийных сигналов также и на частоте 243 МГц, используемой для этих целей в военной авиации США и стран НАТО. Это нашло подтверждение в ходе военных действий в Югославии и применялось для обнаружения и эвакуаций катапультиро- вавшихся американских летчиков. Спутники «Цикада-Н» продолжали выполнять свои первоначально определенные для них функции по непре- рывному излучению двухчастотных навигационных сигна- лов в составе системы «Цикада». По экспертным оценкам, спутниковая система «КОСПАС-SARSAT» позволяет на по- рядок (в 10 раз и более) сократить время поиска терпящего бедствие подвижного объекта (транспортного средства), ос- нащенного аварийным радиобуем. Особенно важно это для тех, кто перемещается в малонаселенных и экстремальных 315
История развития отечественных автоматических космических аппаратов по климатическим условиям районах (к ним как раз от- носятся наша северная тундра, тайга, акватория Северного Ледовитого океана, пустыни), где каждый лишний час пре- бывания без помощи для тяжелораненых или переохлажда- ющихся людей чреват гибелью. Поэтому очевидно, что сво- евременность спасания летающих и плавающих в районах Арктики, в Сибири и на Дальнем Востоке стоит на первом месте по значимости, и на этом не стоит экономить, отка- зываясь от закупки и установки на транспортных средствах аварийных радиобуев. В целом спасено около 40000 человек (до 2000 чело- век в год). Международная система одобрена международ- ными организациями 1М0 (морской) и ICAO (гражданской авиации), которые приняли решения об обязательном ее использовании морскими судами (с 1995 г.) и самолетами (с 2005 г.). В дальнейшем задача обнаружения и определения ко- ординат аварийных объектов будет возложена на навигаци- онные спутниковые систем второго поколения (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO) с применением принципиально новых АРБ, дооснащенных навигационными приемниками ГЛОНАСС, или ГЛОНАСС/GPS, автоматически определяющими соб- ственные координаты и передающими их в составе аварий- ных радиосигналов. Применение в перспективных системах обнаружения и спасания высоколетящих навигационных спутников, по предварительным оценкам, поднимет эф- фективность решения этих задач на новый качественный уровень в части оперативности оповещения и точности определения координат аварийных объектов до 1-2 мин (практически в реальном масштабе времени) и с 1-2 км до 30-50 м соответственно. Создание среднеорбитальных КА для глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС Высокоорбитальные (их еще называют среднеорбиталь- ными в англоязычной классификации low, meo, geo) спут- никовые радионавигационные системы второго поколения являются логическим продолжением и дальнейшим разви- тием спутниковой радионавигации. В радионавигационных спутниковых системах первого поколения, использующих в качестве подвижных радиомаяков низкоорбитальные (высотой около 1000 км) спутники, определение местопо- ложения производится по сигналам одного, находящегося в зоне радиовидимости, пользователя КА. При этом в каче- стве разнесенных радиоориентиров используются несколь- ко положений одного и того же спутника при его пролете в ЗРВ пользователя. Однако при таком способе возможно определение только двух плановых координат с привлече- нием в качестве поверхности положения поверхности Зем- ного эллипсоида, т.е. в первом приближении поверхности Мирового океана. Три других важных параметра - высота над уровнем моря, скорость и направление движения -не определяются, а даже для уверенного определения плано- вых координат должны быть известны с достаточно высокой точностью. Действительно, продолжительность обсервации низкоорбитального спутника в навигационном сеансе со- ставляет порядка 10 мин (600 с). При этом погрешности учета собственной скорости в 1 м/с (3,6 км/ч, или в судово- дительской терминологии 2 узла) приводят к дополнитель- ной погрешности определения местоположения в 600 м, а в 1 угловой градус в направлении движения (курса) при скорости корабля 20 узлов (36 км/ч) за те же 10 мин - к до- полнительной ошибке местоположения в 105 м. Механизм влияния погрешности в знании высоты над поверхностью ОЗЭ (над уровнем моря) на точность определения горизон- тальных координат несколько сложнее, но и здесь погреш- ность учета собственной высоты приводит к существенному возрастанию ошибки в определении плановых координат. Поэтому использование сигналов низкоорбитальных спут- ников для позиционирования с приемлемой точностью в авиации и наземном транспорте практически исключено. Наконец, низкоорбитальным навигационным системам свойственна дискретность или периодичность навигацион- ного обеспечения. Так, состоящая из четырех спутников си- стема «Цикада» предоставляет пользователям возможность обсервации навигационных спутников со среднестатистиче- ской периодичностью порядка 2-3 ч в приэкваториальных широтах, 1,5 ч в средних и 45 мин в высоких. Теоретически, конечно, можно обеспечить постоянное нахождение в зонах радиовидимости пользователей не менее одного некоррек- тируемого низкоорбитального спутника с продолжительно- стью обсервации его не менее 5-6 мин (минимально не- обходимая для определения собственного местоположения продолжительность сеанса обсервации низкоорбитального навигационного КА), но требуемое для этого их количе- ство очень велико - около 50-70 (зависит от требуемой вероятности, с которой это условие должно выполняться). Область применения навигационных систем первого по- коления («Парус», «Цикада», «Транзит») ограничивается в основном задачами кораблевождения в качестве средств периодической коррекции корабельных автономных навига- ционных систем счисления координат. Таким образом, хотя спутниковые навигационные си- стемы первого поколения («Парус» и «Цикада») со второй половины 1970-х гг. обеспечивали получение данных о двух плановых координатах местонахождения объекта с точно- стями в пределах 100 м и курсоуказании (направлении ис- тинного меридиана) - 3-5 угловых минут, они все-таки не соответствовали требованиям к космической навигации как со стороны видов Вооруженных сил, так и всего многообра- зия гражданских пользователей. И уже в середине 1970-х гг. встал вопрос о необходимости создании новой навигацион- ной космической системы - системы второго поколения в интересах как обороны страны, так и народного хозяйства. По сравнению с предыдущим поколением низкоорбиталь- ных навигационных спутниковых систем, СРНС нового по- коления должна была обеспечить трехкоординатное опреде- 316
Глава 5 ление местонахождения и скорости (параметров движения) объектов с более высокой точностью (на порядок) и непре- рывностью обслуживания. Расширение круга потенциальных пользователей, дис- лоцирующихся также и на суше, в воздушном и космическом пространстве, необходимость создания непрерывного высо- коточного навигационного поля, позволяющего в любой точ- ке земной поверхности и околоземного пространства в любой момент времени произвести высокоточное определение пол- ного вектора состояния (трех координат, трех составляющих скорости и времени), выдвинули задачу создания принципи- ально новой спутниковой навигационной системы. Проработки по определению принципов построения та- кой системы начались еще на рубеже 1960-1970-х гг. в рам- ках некоторых научно-исследовательских работ. В частности, было определено, что орбитальная структура такой системы должна обеспечивать в любой точке земной поверхности постоянную радиовидимость не менее четырех спутников. Спутники должны находиться на существенно более высо- ких околокруговых наклонных орбитах (около 20000 км), минимальное количество таких спутников должно быть не менее 18 с детерминированными друг относительно друга орбитальными позициями. Радионавигационные сигналы таких спутников, т.е. их бортовые шкалы времени, должны быть с высокой (наносекундной) точностью синхронизиро- ваны между собой и т.д. Требования к высокоточной взаимной синхронизации БШВ всех спутников орбитальной структуры выте- кают из принятой концепции навигационных опре- делений: пассивные (беззапросные) дальномерные измерения пользователями навигационных параме- тров по группе (не менее четырех) спутников радио- видимого «созвездия». При беззапросных дально- мерных измерениях сигналы с каждого спутника излучаются в своем бортовом времени, а принима- ются во времени пользователя, расхождение между шкалами (часами) которых (спутника и пользовате- ля) неизвестно. Поэтому измеренное таким спосо- бом расстояние до каждого (-го спутника является т.н. псевдодальностью, представляемой уравнением с четырьмя неизвестными: три искомых координаты пользователя (Хл, Ул, Zn) и расхождение его МШВ (местной шкалы времени) с БШВ спутника (8т(). Оизм( = [(Xi - Хл)2 + (¥( - Ул)2 + (Zi - 7л)2]'л+с8т(, где: Оизм( - измеренная пользователем псевдо- дальность до i-ro спутника; Хл, Ул, 7л - искомые координаты пользова- теля; Xi, Yi, Z( - передающиеся в навигационном сигнале эфемериды i-ro спутника; 8т1 - расхождение часов i-ro спутника с часами пользователя; с - скорость света (распространения радиосиг- нала) Для решения системы из четырех таких уравнений (по измерениям до четырех КА) необходимо, чтобы БШВ всех спутников были с высокой (наносекундной) точностью син- хронизированы между собой, т.е. приведены к единой шка- ле (8т| = 6т2 ...=... 8т{~8tn), где N - количество КА в орбитальной структуре, с тем чтобы система из четырех уравнений включала в себя не более четырех неизвестных (три координаты пользователя и расхождение его МШВ с этой единой (системной) шкалой), а не семь (в противном случае, даже если в навигационном «созвездии» будет пять или больше «несинхронизированных» спутников, то не- известных в системе из пяти уравнений окажется 8, шести уравнений - 9 и т.д.). Наносекундная (до миллиардных до- лей секунды) точность синхронизации обусловлена требуе- мой высокой (дециметровой) точностью дальномерных из- мерений, т.к. последние интерпретируются произведениями времени распространения сигналов на скорость света в ва- кууме (-300000 км/с), таким образом, каждая наносекунда рассинхронизации эквивалентна 30-сантиметровой погреш- ности в дальномерных измерениях. Высокоточная взаимная синхронизация БШВ всех спутников осуществляется мате- матической привязкой каждой из них к единой (системной) шкале, в качестве которой может быть либо физическая вы- сокостабильная шкала наземного эталона времени и часто- ты (центрального синхронизатора), либо групповая матема- тическая шкала, образованная совокупностью наземных или бортовых (спутниковых) стандартов времени и частоты. pVp - Определяемые векторы положения и скорости потребителя S,\fe - векторы положения и скорости КА (эфемериды) D,,D, ~ измеряемые параметры (псевдодальность и радиальная псевдоскорость) Геометрическая интерпретация трехкоординатного определения местоположения и скорости по «созвездию» высоколетящих спутников-радиомаяков 317
История развития отечественных автоматических космических аппаратов По измерениям псевдодальностей до четырех КА опре- деляются три пространственные координаты пользователя и поправка к его часам относительно системной шкалы времени, а затем по скорости изменения измеренных псев- додальностей определяются и три составляющие вектора скорости пользователя, а также скорость ухода его време- ни относительно системной шкалы. Возможность высоко- точной привязки времени пользователей к единой шкале времени системы дает основание считать такие спутниковые навигационные системы также и глобальными системами единого времени. Проработки по созданию навигационной системы но- вого поколения «Ураган» (для открытых документов и со- вещаний применялось название ГЛОНАСС - Глобальная Навигационная Спутниковая Система) начались во второй половине 1970-х гг. Она предназначалась для навигаци- онного и топогеодезического обеспечения всех видов Во- оруженных сил и гражданских пользователей (морских, сухопутных, авиационных и космических). В 1976 г. КБПМ (ныне АО «ИСС») были разработаны и доложены на МВК технические предложения по навигационной системе второ- го поколения, в 1977 г. - дополнение к ним в части примене- ния системы в целях коррекции траекторий баллистических и крылатых ракет в полете, а в 1978 г. - эскизный проект навигационной системы второго поколения. Основными соисполнителями от промышленности яв- лялись Российский научно-исследовательский институт кос- мического приборостроения, Российский институт радиона- вигации и времени, Центральный научно-исследовательский институт машиностроения и Производственное объединение «Полет». Основные соисполнители от Минобороны - 50 ЦНИИ КС МО (в настоящее время он снова вошел в состав 4 ЦНИИ МО), 29 НИИ Военно-топографической службы и 9 Научно-исследовательский навигационно-гидрографиче- ский институт ВМФ, а также ряд других НИУ Минобороны. В основу орбитального построения навигационных систем второго поколения положен принцип постоянного глобального перекрытия поверхности Земли, воздушного и околоземного космического пространства зонами радио- видимости одновременно не менее четырех навигационных спутников для того, чтобы любой пользователь, находящий- ся в любой точке Земли или околоземного пространства, постоянно имел возможность наблюдать одновременно (с вероятностью 100 %) не менее четырех таких спутни- ков. Произведенные пользователем дальномерные (псев- додальномерные) беззапросные измерения до каждого из них позволяют определить три искомые координаты и рас- хождение между шкалой времени пользователя и шкалами спутников, приведенными к единой системной шкале време- ни. По скорости изменения измеренных псевдодальностей (радиальным псевдоскоростям) до этих спутников опре- деляется и вектор скорости пользователя. Таким образом, навигационная система должна быть построена так, чтобы: - в глобальном масштабе обеспечивалась возможность в любой момент времени обсервации не менее четырех на- вигационных спутников с оптимальными (с точки зрения точности решения навигационной задачи) наблюдаемыми конфигурациями их «созвездий»; - навигационные радиосигналы, излучаемые каждым спутником, обеспечивали бы возможность высокоточного проведения приемниками пользователей дальномерных и радиально-скоростных беззапросных измерений; - параметры движения каждого спутника (собственные эфемериды) и параметры синхронизации его бортовых часов с единым временем системы (частотно-временные поправки) с высокой (до единиц метров и наносекунд со- ответственно) точностью должны быть определены и пере- даваться в составе излучаемых соответствующим спутником навигационных сигналов. Исходя из выполнения таких требований и принципа на- вигационных определений псевдодальномерным методом (одновременные измерения псевдодальностей до четырех и более спутников), была выбрана орбитальная структу- ра отечественной системы ГЛОНАСС, включающая в себя 24 навигационных спутника, расположенные в трех орби- тальных плоскостях с наклонением их к плоскости экватора 64,8 ° и абсолютными долготами восходящих узлов, равно- мерно разнесенными через 120 ° вдоль экватора Земли. В каждой орбитальной плоскости равномерно (через 45 °) обращаются по восемь спутников с фазовым сдвигом ор- битальных позиций КА между плоскостями 0 °, 15 °, 30 °. Спутники находятся на околокруговых орбитах высотой по- рядка 20000 км. (Несколько позднее, исходя из обеспечения устойчивости орбитальной структуры и точности эфемерид, высота орбит была уточнена баллистиками до 19140 км с номинальным периодом обращения вокруг Земли 11 ч 15 мин 44 с). Определение орбитальных параметров си- стемы, а также требований к ее элементам производилось математическим моделированием навигационного поля по критериям его глобальности, непрерывности, точности и доступности. В 1980-е гг. для развертывания многоспутниковой си- стемы ГЛОНАСС была заложена групповая (три космиче- ских аппарата одной PH) схема выведения спутников тяже- лым носителем «Протон» с разгонным блоком «ДМ», да и альтернативной PH в те годы в СССР не было. Однако в целях форсирования начала и повышения надежности реа- лизации программы летных испытаний запуск первого на- вигационного спутника «Глонасс» (11 Л) с космодрома Бай- конур 12 октября 1982 г. был произведен в блоке с двумя его габаритно-весовыми макетами, а несколько последую- щих - с одним ГВМ (всего на орбиту запущено восемь ГВМ) С одной стороны, это позволило отработать штатную систе- му отделения, а с другой - произвести последовательные доработки очередных КА по результатам летно-конструк- торских испытаний предыдущих. В дальнейшем для эко- номичного восполнения развернутой до штатного состава орбитальной структуры были предусмотрены одиночные пуски навигационных КА ракетой-носителем среднего клас- са «Союз-2» с РБ «Фрегат». 318
Орбитальная группировка системы ГЛОНАСС с космическими аппаратами «Глонасс-М», созданными в ОАО «ИСС» В 2011 году ОАО «ИСС» обеспечило выполнение Федеральной целевой программы по формированию глобального космическо- го сегмента ГЛОНАСС на базе спутников «Глонасс-М». После многолетнего перерыва система ГЛОНАСС стала постоянно доступ- на потребителям в любой точке Земного шара. Предприятие продолжает наращивать орбитальный резерв системы ГЛОНАСС. ОАО «ИСС» начало летные испытания навигационного спутника «Глонасс-К». Орбитальная группировка навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС
Сипи н сролспа группового п планочного выведения навигационных KA «Глонасс» Средства выведения РБ 11С861 (доработанным) PH «Протон-К» С по наклонению, мин . по эксцентрики! егу с Опорная^рбита Время от КП 3 ч 44 мин 46 с ВЫКЛЮЧЕНИЕ 3 ч 44 мин 31 с II ВКЛЮЧЕНИЕ 3 ч 42 мин 18 с ВЫКЛЮЧЕНИЕ 55 мин 06 с I ВКЛЮЧЕНИЕ 49 мин 20 С ОТДЕЛЕНИЕ III ступени 593 с ОТДЕЛЕНИЕ II ступени 338С СБРОС ГОЛОВНОГО ОБТЕКАТЕЛЯ 198 с МД РБ МД РБ МД РБ МД РБ ОТДЕЛЕНИЕ I ступени КОНТАКТ ПОДЪЁМА Импульс формирования переходной орбиты (первое включение МД РБ) цилиндрическая часты диаметр, мм.......... высота, мм........«... Переходная орбита КО О Отделение КА Импульс закрепления на целевой орбите (второе включение МД РБ) высота - 200 км наклонение - 64I ОТДЕЛЕНИЕ КА ОТ РБ Q К° PH «Протон-К» с РБ 11С861 (доработанным) обеспечивают выведение полезной нагрузки: ♦ масса полезной нагрузки, кг ♦ >она полезного груза' ,5150 + 100; 3880; 6720; коническая часть: диаметр стыковки с цилиндром, мм................ высота, мм..................................... верхний диаметр, мм............................ ♦ погрешности выведения с вероятностью Рв = 0,955 по периоду обращения, с......................... по долготе сот;ходящего узла, мн Целевая орбита 127 с 00с КП 3880, 2112, 2314, 100; .....6; 0,002; ...... 10
Средства выведения PH “Союз-2” PH «Союз-2» с РБ «Фрегат» обеспечивают выведение полезной нагрузки: ♦ масса полезной нагрузки, кг.......................1600; ♦ зона полезного груза: • цилиндрическая часть: диаметр, мм........................................3420; высота, мм.........................................3424; • коническая часть: диаметр стыковки с цилиндром, мм...................3420; высота, мм.........................................1493; верхний диаметр, мм................................2370; ♦ погрешности выведения с вероятностью Р^ = 0,9789: • по периоду обращения, с.............................100; • по наклонению, мин................................... 4; • по эксцентриситету, с.............................0,001, • по долготе восходящего узла, мин...................... 8
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Навигационный спутник «Глонасс» с трехлетним САС скорости и времени с точностями (СКО) не хуже 7 м по плановым ко- ординатам, 10 м по вертикали, 1,5— 2,0 см/с по составляющим вектора скорости, 0,33 мкс по определению расхождения местной шкалы вре- мени пользователя относительно ГЭВЧ (государственного эталона времени и частоты) и 1 мс отно- сительно Всемирного времени, связанного с неравномерностью вращения Земли. В дальнейшем эти требова- ния были повышены до 5 м по плановым координатам и 7 м по вертикали (этап развертывания ор- битальной структуры спутниками «Глонасс-М»), до 3 м по плановым координатам и 5 м по вертикали (этап развертывания спутниками «Глонасс-К»). В Программе обе- спечения и повышения точностных Оценив возможности по оперативному изготовлению большого количества КА для навигационной системы, ко- торыми обладал Механический завод НПО ПМ в Краснояр- ске-26, а также учитывая его загрузку в тот период по дру- гим, не менее важным, спутниковым проектам, руководство отрасли и генеральный конструктор М.Ф.Решетнев приняли решение передать изготовление КА Омскому авиационно- му заводу и его серийному конструкторскому бюро (ныне ПО «Полет»), Изготовление спутников велось по исходным данным и теоретическому чертежу НПО ПМ, где также из- готавливались некоторые новые элементы конструкции и приборы для этих спутников. Для обеспечения запуска блока из трех КА одной тяже- лой PH «Протон» с РБ типа «ДМ» потребовалась новая, достаточно сложная и ответственная конструкция системы отделения при высоте блока до 4 м и очень плотной компо- новке трех КА с массой каждого 1415 кг. В единый блок три КА монтировались на техническом комплексе космодрома почти вплотную друг к другу. Требовалось обеспечить вы- сокую жесткость при воздействии нагрузок на блок при вы- ведении на орбиту. Специалистами НПО ПМ была проведена большая работа по внедрению в космическую технику новых высокомодульных композиционных материалов. Ферму системы отделения создали из боралюминия. Она была легче алюминиевой на 30 %, удовлетворяла требованиям по жесткости и оказалась прекрасным амортизатором, су- щественно сгладившим ударные и вибрационные нагрузки. Основной задачей, первоначально поставленной перед разработчиками навигационной системы второго поколе- ния, являлось образование системой непрерывного радио- навигационного поля, обеспечивающего возможность вы- сокоточного определения трех координат местоположения, и эксплуатационных характеристик МГНСС ГЛОНАСС на период до 2011 г. (ПОПТЭХ, 2006 г.) и в Тактико-технических требованиях к ГНСС ГЛОНАСС (2008 г.) требования к точности системы стали трактовать- ся как погрешности космического сегмента, включающие в себя погрешности навигационных определений только за счет эфемерид, параметров синхронизации сигналов и погрешностей за счет бортовой аппаратуры КА, обеспечи- вающей формирование и излучение навигационных сигна- лов без учета погрешностей распространения сигналов в ионосфере и тропосфере, многолучевости и аппаратурных погрешностей приемника. В соответствии с разработанной ОАО «ИСС» и утвержденной Минобороны и Роскосмосом упомянутой ПОПТЭХ точность навигационного поля (СКО) в такой трактовке поэтапно должна быть улучшена до 1 м в плане и 1,5 м по высоте, а точность привязки системного времени к шкале Госэталона (UTC RU) - до 6 нс (миллиард- ных долей секунды). Такие высокие требования к точностным характеристи- кам навигационно-временного поля, образуемого орби- тальной структурой системы, его глобальности, непрерыв- ности, доступности и целостности, а также принятый способ навигационных определений по радиосигналам всех радио- видимых (но не менее четырех спутников) определили це- лый перечень проблемных вопросов, которые были решены в ходе разработки и летных испытаний системы. В основном все эти проблемные вопросы были обусловлены высокой (единицы метров) точностью определения и прогнозиро- вания орбитальных параметров (эфемерид) и наносекунд- ной точностью синхронизации бортовых шкал времени с системной шкалой и соответственно между собой. Решение этих проблем в ходе (уже на первых этапах) создания систе- мы потребовало: 322
Глава 5 - разработки и установки на спутниках прецизионных стандартов времени и частоты с относительной погрешно- стью воспроизведения не хуже 10'11 о.е. и суточной неста- бильностью 10’13 о.е., обеспечивающих непрогнозируемый уход бортового времени не более 10 нс за сутки, а также наземного стандарта в составе средств синхронизации НКУ с относительной суточной нестабильностью 10'14 о.е. (непро- гнозируемый уход ШВС не более 1 нс за сутки); - разработки в составе НКУ специальных измерительных средств сличения бортовых шкал времени с более высоко- стабильной наземной шкалой (шкалой времени системы), обеспечивающих точность сличения не хуже 3 нс; - разработки методик и программно-математического обеспечения прогнозирования уходов БШВ относительно ШВС с погрешностью не хуже 3 нс за 12 ч (средний интервал между возможными очередными закладками частотно-вре- менной информации на КА); - разработки и создания в составе НКУ сети запросных измерительных средств, обеспечивающих измерения даль- ностей до КА с точностью не хуже 0,1—0,15 м (СКО), а так- же сети беззапросных измерительных станций с точностью измерения псевдодальностей 0,06-0,1 м (СКО) по кодовым измерениям и 0,001-0,002 м при измерениях по фазе не- сущей; - разработки и внедрения технологии ежесуточного вы- сокоточного определения и прогнозирования на 15 суток параметров вращения Земли с точностями: по координатам полюсов Земли - не хуже 0,01 угловой секунды, по Всемир- ному (с учетом неравномерности вращения Земли) време- ни-1,5 мс; - уточнения координат пунктов мировой космической геодезической сети с 3 м (ПЗ-90, полученной по резуль- татам эксплуатации космической геодезической системы «Гео-ИК»), последовательным уточнением геодезических постоянных вводом системы координат ПЗ-90.01 до точно- сти 0,3 м и по результатам эксплуатации разрабатываемой в настоящее время КГС «Гео-ИК2» - ПЗ-90.02 до точности 0,05-0,1 м. Высокая требуемая точность эфемеридного обеспече- ния и синхронизации сигналов КА относительно высокоста- бильной системной шкалы выдвинули целый ряд специфи- ческих требований также и к конструктивным особенностям навигационных КА. Во-первых, при проектировании и соз- дании КА нужно обеспечить уменьшение воздействий на его орбитальное движение различных немоделируемых сил (ускорений) до уровня, не превышающего 5-10w-5-10-" м/с2. Для выполнения этого было необходимо: - вместо обычно применяемой «реактивной» (реактив- ными микродвигателями) разгрузки маховиков системы ориентации впервые применить электромагнитную с ис- пользованием магнитометра; - до ±1-го углового градуса уменьшить неопределен- ность отслеживания направления на Солнце панелями сол- нечных батарей для обеспечения необходимой точности учета светового (солнечного) давления на движение КА; - обеспечить требуемый тепловой режим внутри термо- контейнера при фиксированном положении створок жалю- зи СТР для обеспечения постоянства площади «солнечно- го» миделя КА в процессе орбитального движения; - исключить реактивные тяги за счет различного рода утечек газа из термоконтейнера и, в первую очередь, рабо- чего тела из двигательной установки, а также из-за «гаже- ния» материалов и покрытий; - обеспечить прохождение КА теневых участков орбиты с детерминированной ориентацией панелей солнечных бата- рей с целью повышения точности учета «солнечного ветра» на движение КА непосредственно после выхода из тени. Выполнение этих мероприятий позволило баллистикам разработать усовершенствованную модель движения нави- гационных КА, обеспечивающую минимальное влияние не- моделируемых ускорений при прогнозировании параметров орбит и расчете эфемеридной информации. Во-вторых, требовалось обеспечить «комфортный» для бортовых стандартов частоты (БСЧ БСУ) температурный режим. Дело в том, что стабильность опоры излучаемых навигационных сигналов - БСУ со стандартами частоты и на рубидиевых газовых ячейках, и на цезиевых атомно-лу- чевых трубках - зависит от постоянства окружающей темпе- ратуры. Для этих стандартов определен т.н. температурный коэффициент частоты, характеризующий изменение дей- ствительных значений генерируемых частот при изменении окружающей температуры на 1 °C. (Например, для БСУ на РГЯ ТКЧ составляет величину 1012 о.е./°С, а для БСУ на цезиевых АЛТ этот коэффициент на порядок лучше и со- ставляет 10'13 о.е./°С.) Тем не менее, в районе установки БСУ (начиная со спутников «Глонасс-М») была обеспечена стабильность температурного режима в области установки БСУ в пределах ±1,0 °C. Разработчик БСУ (ОАО «РИРВ») тоже принимает меры по уменьшению ТКЧ разрабатывае- мых устройств. Но, с учетом все возрастающих требований к точности синхронизации БШВ с НШВ, задача обеспечения стабильности теплового режима остается актуальной и для последующих модификаций навигационных КА системы ГЛОНАСС. Летно-конструкторские испытания навигационной си- стемы начались запуском КА «Глонасс» в составе блока из КА 11Л («Космос-1413») и двух габаритно-весовых маке- тов («Космос-1414», «Космос-1415») ракетой-носителем УР-500К «Протон» с РБ «ДМ» 12 октября 1982 г. В ходе ЛКИ этого КА был выявлен и до очередного запуска уже двух КА «Глонасс» (№ 12Л и № 13Л) устранен ряд конструк- тивных и технологических недоработок. Летные испытания системы ГЛОНАСС проходили в те- чение довольно длительного времени - с октября 1982 г. до августа 1991 г. Объяснялось это как очень большой но- менклатурой и объемом программ испытаний, совершен- ствованием и вводом в ходе ЛИ новых наземных средств и их математического обеспечения, так и необходимостью решения постоянно возникающих вопросов и проблем, о существовании которых разработчики при проектировании 323
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Пуск МБР Р-29РМ с РПК СН проекта 667БДРМ даже не подозревали. Все это приводило к доработкам и проведению повторных испытаний как по отдельным част- ным программам, так и в целом по программе ЛИ системы. Одной из центральных задач летных испытаний явля- лось обеспечение радионавигационными сигналами пусков морских баллистических ракет РСМ-54 (Р-29РМ) комплек- са РО Д-9РМ, разработанного КБ машиностроения (ныне ГРЦ им. академика В.П.Макеева), также проходящих тогда летные испытания. Всего с 30 ноября 1983 г. по 26 декабря 1984 г. в режиме визирования навигационных спутников ракетами в полете произведено 18 пусков ракет РСМ-54: 17 одиночных и 1 залповый с наземного стенда и с двух ра- кетных подводных крейсеров стратегического назначения. Решения по проведению каждого пуска принимались Госу- дарственной комиссией под председательством вице-адми- рала О.Д.Бобырева, которой докладывалось о готовности к пуску каждой из систем, входящих в комплекс РО Д-9РМ или обеспечивающих его работу, с обязательным оставлени- ем автографа соответствующим представителем в Полетном задании на очередной пуск. Применение в МБР Р-29 РМ высокоточного астроради- оинерциального режима, использующего наряду с резуль- татами визирования навигационных звезд информацию от спутников системы ГЛОНАСС, привело к улучшению точно- сти стрельбы в 2,5-3 раза, что позволило морской ракете впервые сравняться по точности стрельбы с межконтинен- тальными БР наземного базирования. Этап летно-конструкторских испытаний системы ГЛОНАСС завершился в 1987 г., документы по результатам ЛКИ утверждены председателем комиссии Г.С.Титовым (Акт Госкомиссии о переходе к зачетным испытаниям) и техни- ческим руководителем летных испытаний М.Ф.Решетневым (Итоговый отчет) в первом квартале 1988 г. К середине 1989 г. орбитальная группировка системы «Ураган» насчитывала десять функционирующих КА «Гло- насс», и в октябре 1989 г. председателем ГОГУ генерал- майором Б.Н.Крыловым и ее техническим руководителем Ю.М.Князькиным, одним из заместителей Генерального конструктора М.Ф.Решетнева, был подписан акт-отчет ГОГУ о завершении этапа зачетных испытаний. К акту-отчету при- лагался «План мероприятий по устранению замечаний» из 88 пунктов, выполнение которого затянулось до середины 1991 г. Акт Государственной комиссии о завершении обоих этапов летных испытаний и представлении системы к приня- тию на вооружение был подписан Государственной комис- сией в августе 1991 г. В связи с последовавшими в то же время деструктив- ными событиями в стране система ГЛОНАСС в составе 12 спутников только в сентябре 1993 г. распоряжени- ем № 658-рпс Президента РФ была принята в эксплуатацию с характеристиками и в составе, оговоренными документом «Основные ТТХ и состав системы «Ураган», предъявляемой на зачетные испытания и к сдаче на вооружение», утверж- денным начальником Генштаба ВС СССР и министрами общего машиностроения и радиопромышленности. Из всех предусмотренных распоряжением президента мероприятий по развертыванию орбитальных и наземных средств, а так- же серийному производству навигационной аппаратуры по- требителей было выполнено только одно: к февралю 1996 г. орбитальная группировка системы была развернута до пол- ного состава (двадцать четыре работающих космических ап- парата и один в орбитальном резерве). В дальнейшем из-за крайне ограниченного финансирования и, соответственно, недовосполнения орбитальной структуры, а также относи- тельно небольшого (3 года) САС спутников орбитальная структура в количественном отношении неуклонно дегра- дировала, снижаясь в отдельные периоды до восьми-девяти работоспособных спутников. Поэтому основной задачей за- пусков в 1996-2001 гг. навигационных КА «Глонасс» явля- лось сохранение за Россией выделенных системе ГЛОНАСС частотных диапазонов. Принимаемые в этот период на государственном уровне различные «мобилизующие» ди- рективные документы (постановления Госдумы, поручения и распоряжения Президента РФ, постановления Правитель- ства РФ и др.) никакого влияния на восстановление и мо- дернизацию системы не оказали, поскольку носили декла- ративный характер и финансированием не обеспечивались. Тем не менее, определенные меры по модернизации и дальнейшему развитию системы ГЛОНАСС тогда все-таки предпринимались. Во исполнение принятого еще в СССР Решения ВПК № 350 от 9 октября 1989 г. был разработан и изготовлен навигационный КА 14Ф17 с пятилетним гаран- 324
Глава 5 тированным сроком активного существования, на котором были установлены 25-литерный БИНС, БСУ «Тисс» с суточ- ной нестабильностью 2-10-13 о.е. (на КА 11Ф654 устанавли- вались БСУ «Вяз» с суточной нестабильностью 5-10'3 о.е.), а также аппаратура, предназначенная для обнаружения, определения мощности и координат ядерных взрывов в целях контроля за соблюдением соглашений о запрещении испытаний ядерного оружия на Земле, в воздушном и кос- мическом пространстве. По разным причинам наземную экспериментальную отработку навигационного КА 14Ф17 с пятилетним гаран- тированным сроком активного существования в ПО «По- лет» удалось завершить только к концу 1990-х гг. Однако к этому времени возникли трудности с поставкой для по- следующих летных образцов этого КА (№№ 12Л, 13Л и т.д.) ряда комплектующих. Кроме того, задачу обнаружения ЯВ с помощью таких КА можно было решать лишь частично, т.е. с задержкой до 3-6 ч передачи информации об ЯВ от спутников, не находящихся в зоне радиовидимости хотя бы одного наземного пункта приема этой информации, что су- щественно снижало эффективность системы ОЗЯВ. В этой связи НПО ПМ еще в 1996 г. вышло с предложением модер- низировать этот КА системы ГЛОНАСС: - для оперативной передачи информации о ЯВ, а также повышения точности и автономности эфемеридно-времен- ного обеспечения КА установить на нем аппаратуру меж- спутниковой измерительно-информационной радиолинии (ВАМИ); - повысить стабильность БСУ до 1-10 '3 о.е., заменив БСУ «Тисс» на БСУ «Ракита» и обеспечив для него пре- цизионный температурный режим в термоконтейнере со стабильностью температуры в месте размещения стандарта частоты до ±1 °C; - за счет комплекса дополнительных мероприятий по всем бортовым системам и аппаратуре увеличить до 7 лет срок службы КА на орбите. Разработку и изготовление такого КА (в условиях кризисного состояния всей старой космиче- ской кооперации и необходимо- сти проведения энергичнейших мер по ее реактивации) эффек- тивно можно было выполнить только под эгидой головного разработчика - НПО ПМ и непо- средственно на его конструктор- ско-технологической базе. Реали- стичные предложения НПО ПМ, сформулированные в материалах дополнения к эскизному проекту, были одобрены и поддержаны Заказчиком. Это означало воз- врат в НПО ПМ заказов на изго- товление новых навигационных КА для обновления системы. Создание высокоэллиптических КА специальной связи Космический аппарат «Молния-1Т> Продолжающаяся достаточно успешная многолетняя эксплуатация многоспутниковых группировок на высоких эллиптических орбитах в 1980-е гг. привела к необходимо- сти восполнения КС при сохранении старых принципов их построения и при ограниченных затратах, но с дальнейшим наращиванием функциональных возможностей спутников, их экономичности и интегрального выходного эффекта (информационной отдачи). Эту задачу НПО ПМ решало на основе разработки КА «Молния-1Т», оптимально сочетаю- щего в себе надежность и экономичность ранее апробиро- ванных решений на КА «Молния» и разумную новизну. 2 апреля 1983 г. с космодрома Байконур был запущен первый спутник типа «Молния-1Т». С ноября 1983 г. по февраль 2004 г. запуски этих КА производились с Плесец- ка. В 1987 г. КА «Молния-1Т» был принят в эксплуатацию в составе КС ведомственной связи, и эта система поддер- живалась в эксплуатации до прихода на смену спутникам «Молния-1Т» более совершенных космических аппаратов НПО ПМ. Эксплуатация спутниковых систем на ВЭО сопро- вождалась огромным количеством любопытных и поучи- тельных эпизодов. На спутниках типа «Молния» многому научились несколько поколений специалистов НПО ПМ и других предприятий. Всего в НПО ПМ было изготовлено 94 КА типа «Молния-1», 89 запущено, 2 аппарата (№ 30 и № 40) были переданы в учебные заведения в качестве учеб- ных образцов. КА № 60 был утрачен при пуске из-за отказа PH, два космических аппарата (№ 11 и № 15) объявлены как спутники серии «Космос». Демонстрационные образцы (макеты) КА «Молния» присутствовали в различных ведомственных закрытых ак- КА «Молния-1 Т> 325
История развития отечественных автоматических космических аппаратов позициях, например, на постоянной площадке в Сетуни, ежегодно обновляемых выставках «Прогресс», на пред- приятиях и в организациях. В то же время сибирские «Мол- нии» неоднократно демонстрировались публично: на ВДНХ, в музее Калуги, в других экспозициях, включая обновлен- ную современную действующую экспозицию Центрального музея связи в Санкт-Петербурге, а также в главном корпусе Сибирского федерального университета в Красноярске. КА персональной связи третьего поколения на низких орбитах Натурные испытания и эксплуатация системы третьего поколения (свыше 130 КА), из которых создавались соот- ветствующие космические группировки, показали высокое качество данной разработки. В дальнейшем спутниковая си- стема формировалась по ведомственному принципу и со- стояла из двух орбитальных группировок, автономно функ- ционирующих в двух плоскостях, восходящие узлы которых отстоят на 90 °. Одна из них эксплуатировалась около 20 лет до прихода на смену спутников персональной связи нового поколения. Первый запуск КА новой модификации состоял- ся 25 декабря 2005 г. («Космос-2416»). Создание низкоорбитального КК специальной связи «Стрела-3» Основные отличия новых КА третьего поколения от предшественников: немногим большая масса, постоянная ориентация оси корпуса на Землю, большая эффектив- ность использования излучаемого сигнала, новые бортовые антенны и др. Для КА были созданы оригинальные рас- крывающиеся спиральные антенны ДЦВ-диапазона, раз- работана конструкция штанг для приведения этих антенн из стартового в рабочее положение. При разработке нового спутника встала задача по созданию системы ориентации с небольшими габаритами, с отсутствием энергопотребления в основном режиме работы, с другими качественными ха- рактеристиками. Простым масштабированием системы ори- ентации второго поколения эта задача не решалась. 15 января 1985 г. орбитальная группировка новых КА начала функционировать в результате группового запуска на орбиту шести космических аппаратов: «Космос-1617»,... «Космос-1622». В1991 г. система на базе КА типа «Стрела» третьего поколения была принята в эксплуатацию. Создание геостационарного КА ретрансляции информации «Луч» для КС «ГККРС» В 1977 г. началась разработка принципиально нового KA-ретранслятора «Луч», который создавался по инициати- ве НПО ПМ и предназначался для расширения круга пользо- вателей ГККРС в дополнение к КА «Поток» за счет исполь- зования новых L- и Ки-диапазонов. КА «Луч» создавался в интересах Космических войск и ВМФ. Предполагалось, что в перспективе КА «Луч» в составе КИК будет использо- ваться для управления всей развивающейся отечественной орбитальной группировкой в режимах, близких к реальному времени. На первом этапе ставились основные задачи: ре- трансляция телевизионной информации и обмен данными станции «Мир» с ЦУПом, обеспечение двусторонней связи с орбитальным кораблем многоразового использования «Буран», с КА «Союз», «Прогресс» и РБ (межорбитальны- ми буксирами), двусторонний обмен видеоинформацией, оперативная организация персональной телефонной связи. КА «Луч» функционально вхо- дил в состав Спутниковой системы контроля и управления пилотируе- мыми космическими комплексами, что позволяло обеспечить радио- связь в течение 80-90 % их полетно- го времени. «Луч» предназначался также для организации более совре- менных услуг персональной спутни- ковой связи. Важнейшие особенности КА «Луч» - многоствольный многоди- апазонный бортовой ретранслятор, блок крупногабаритных раскрывае- мых антенных систем, обеспечиваю- щих высокие энергетические характе- ристики линийсвязи.наведениялучей в любую точку зоны радиовидимо- сти. КА «Луч» имеет три ретрансля- тора. БРТК формирует радиолинии 326
Глава 5 ТВ-информации и телефонной связи, а также магистраль- ную радиолинию. На КА «Луч» установлены параболические двухзеркальные антенны диаметром 3 и 1,6 м в Ки-диапа- зоне, однозеркальные диаметром 4,5 м в ДМ-диапазоне (складной конструкции) и 0,6 м в СМ-диапазоне В состав БКУ введена быстродействующая БЦВМ, которая позволяла реали- зовывать гибкие и сложные алгоритмы управления КА в целом и его бортовыми ан- теннами, обеспечивая авто- номность функционирования КА. Впервые в составе бор- товых систем была введена система поворота антенн, используемая для прецизи- онного механического наве- дения на абонентские земные станции радиолучей антенн ретранслятора с высокой точ- ностью. Этим спутник обе- спечивал высокоскоростную передачу информации на абонентские земные станции с антеннами малого диаме- тра - до 0,8 м. В конструкции КА «Луч» заложено много новых решений в области ме- ханики и спутникостроения. Большую роль сыграла удачная компоновка и вза- имная увязка всех элементов платформы и инновационной полезной нагрузки. Если соз- дание КА «Поток» в истории НПО ПМ было переломным в части электроники и радио- техники, то конструкция КА «Луч» явилась особым до- стижением также в части крупногабаритных раскрыва- емых антенн, механических систем и электромеханики. Особенно сложными и трудоемкими при создании КА «Луч» были разработка антенного блока и механиче- ских систем, а затем их экс- периментальная отработка. При разработке необходимо было компактно разместить на КА крупногабаритные па- раболические антенны как в стартовом положении (в сло- женном виде для размещения на ракете под обтекателем), так и в рабочем раскрытом положении. Требовалось, чтобы СБ и антенны на орбите не затеняли друг друга и были разнесены от корпуса КА. В результате раскрытые панели СБ были от- несены от корпуса на расстояние 2-2,5 м. В свою очередь, Уникальный натурный образец КА «Луч», который не был запущен на орбиту, по просьбе министра связи ЛДРеймана был передан НПО ПМ в Центральный музей связи России в Санкт-Петербурге КА «Луч- 327
История развития отечественных автоматических космических аппаратов антенны диаметрами 1,5,3 и 4,5 м при раскрытии также ото- двигались на несколько метров в разных плоскостях. Потребовался большой объем проектной проработки и экспериментальной отработки. Было последовательно вы- пущено три комплекта проектных документов, пока не был найден облик ПН, вписывающейся в ограничения. Примене- ние антенн Ки-диапазона большого диаметра потребовало разработки принципиально новой для отечественной тех- ники системы прецизионного наведения антенн на основе методологии реализации т.н. точностного бюджета. Необхо- димость компактной укладки больших антенн в стартовом положении потребовала не только конструктивных ухищре- ний, но и создания технологий, организации новых произ- водств для формирования поверхностей антенн из метал- лического сетеполотна. С использованием опыта Института материаловедения АН УССР (г. Киев) на базе Московского текстильного института была организована отраслевая ла- боратория, оснащенная современными станками из Гер- мании, на текстильном комбинате в Абакане организовали серийное производство сетки для всей отрасли. Проблемы возникали и в связи со сложной логикой приведения из сло- женного состояния в рабочее положение параболической антенны диаметром 4,5 м. Они была успешно решены после тщательной проработки и гарантированной увязки скорости раскрытия штанги и скорости работы механического блока системы поворота антенн. Не меньшие сложности были и с отработкой антенны диаметром 3 м с радиопеленгатором, которую поместили в зону полезного груза под обтекатель. Облучатель антенны Ku-диапазона разработал РНИИ КП. Первые образцы волноводной системы были изготовлены из алюминиевых труб методом гибки и сварки. Для этого завод освоил технологию осаждения никеля на вытравли- ваемую оправку. 25 октября 1985 г. первый КА «Луч» был выведен на ГСО. В процессе летных испытаний были подтверждены вы- сокие технические и эксплуатационные характеристики спут- ника. В середине трудных для страны 1990-х гг. орбитальная группировка ГККРС включала два спутника-ретранслятора «Поток», один «Луч» и один «Луч-2». Они обеспечивали практически постоянный обмен специнформацией, а также круглосуточную связь с ОК «Мир». К 2001 г. орбитальную группировку представляли уже лишь два космических ап- парата «Поток», а затем - один КА «Поток». Естественно, для пилотируемых полетов это было возвращение в «до- информационную эру» и означало существенное снижение научной отдачи от полетов. Создание геостационарного КА непосредственного телевещания «Экран-М» Для повышения технических и эксплуатационных харак- теристик первой действующей спутниковой системы НТВ в 1984-1987 гг. НПО ПМ была проведена модернизация КА «Экран»: создан фактически новый КА «Экран-М», кото- рый 27 декабря 1987 г. был запущен в рабочую орбитальную позицию 99 °в.д. КА «Экран-М» прежде всего отличался тем, что был оснащен двуствольным ретранслятором. Для обеспечения большего ресурса и работы ретранслятора по- требовалось повышение энерговооруженности КА. К пане- лям СБ были добавлены створки общей площадью 10 м2, а также заменены аккумуляторные батареи на более мощные и надежные никель-водородные батареи разработки ОАО «Сатурн». Для КА внедрена разработанная ОАО «НПЦ «По- люс» структурная схема СЭП с последовательным регули- КА «Экран-М» рованием напряжения сол- нечных батарей. Для расширения зоны ве- щания на европейскую часть СССР и прилегающих госу- дарств необходим был КА, работающий в международ- но признанном диапазоне. В традициях НПО ПМ было стремление ставить как мож- но выше планку своих раз- работок. И тогда тоже была Основные характеристики КА «Экран-М» Масса -2100 кг Высота КА-4,5м Размах панелей БС -12,5 м Мощность СЭП -1800 Вт Заданный срок службы - 3 года Средства выведения - PH «Протон-К» с РБ «Д» 328
Глава 5 предпринята попытка решить задачу-максимум. НПО ПМ попыталось создать мощный КА для задач НТВ под назва- нием «Геликон». Средством выведения его должна была стать PH «Протон» с новым высокоэнергетичным кислоро- до-водородным разгонным блоком. Не дождавшись этого разгонного блока, спустя 15 лет в НПО ПМ приняли реше- ние перепроектировать КА с минимизацией целевых задач и максимальным использованием задела по существующим средствам выведения. Всего за 1987-2001 гг. на орбиту было запущено четыре спутника «Экран-М», последний из которых (№ 18) про- должал работать и в 2009 г. При заданном сроке службы 3 года и заданной вероятности безотказной работы 0,6 фак- тический средний срок службы на орбите на этих спутников составил 6,4 года (максимально достигнутый - более 8 лет), а вероятность безотказной работы - 0,8. Создание нового поколения многофункциональных геостационарных КА специальной связи «Радуга-1», «Радуга-1 М» для КС «ЕССС-2» Спутниковая система ЕССС, сформированная перво- начально на базе спутников НПО ПМ «Радуга», получила свое развитие в новых спутниках «Радуга-1» разработки НПО ПМ, созданных в тесной кооперации с ПО «Полет» (г. Омск), которому в связи с перегруженностью НПО ПМ было поручено изготовление этих космических аппара- тов. Важное достоинство КА «Радуга-1» - возможность передачи значительно больших объемов информации по боль- шему числу ретрансляционных стволов и использование бор- товой обработки сигналов. За рубежом, как и у нас, тенденция внедрения бортовой обработки сигналов и информации прояв- лялась в спутниковых системах телекоммуникаций давно, но до середины 1990-х гг. бортовая обработка использовалась в относительно узких целях: циф- ровая обработка для управле- ния бортовыми системами ста- Основные характеристики КА «Радуга-1» Масса КА-2320 кг Мощность СЭП -1600 Вт Габариты КА: высота - 7,5 м, размах панелей БС - 9,35 м Заданный срок службы - 3 года Средства выведения - PH «Протон-К» с РБ «ДМ» ла постепенно применяться после появления относительно недорогих, надежных и компактных бортовых процессоров, а целевая обработка сигналов в модулях ПН проводилась только на КА военной связи. С учетом мировых тенденций, в МНИИРС был создан для отечественных спутников ряд блоков бортовой обработки сигналов. Согласно официаль- ным данным, позднее ГУП НПЦ «Вигстар» (дочернее пред- приятие МНИРТИ) разработало БЦП третьего поколения, в которых использовалась элементная база высокой степени интеграции с т.н. технологией ДОРА. Разработчик техноло- гической базы для производства современных БЦП - НИИ «Аргон», изготовитель - НПО «Рубикон-инновация». Но- вые технологические решения позволили уменьшить массу, габариты, энергопотребление БЦП на порядок. Эти техноло- гии имеют хорошую перспективу применения и на коммер- ческих спутниках связи. Первый КА типа «Радуга-1» был запущен с космодро- ма Байконур 22 июня 1989 г. Всего в 1989-2009 гг. было создано и запущено на ГСО восемь космических аппаратов этого типа. Дальнейшее развитие и обновление группировка получила за счет запусков новых КА «Радуга-1 М». Дальнейшее развитие системы связи, поддерживаемые в эксплуатации с середины 1970-х гг. спутниками НПО ПМ «Радуга» и «Радуга-1», получили в 2007 г. С космодрома Байконур с помощью PH «Протон» 9 декабря 2007 г. осу- ществлен запуск спутника «Радуга-1М» со сроком службы 10 лет. Новый спутник НПО ПМ имеет массу около 2600 кг, он оснащен современной многоствольной ретрансляци- онной аппаратурой, работающей в сантиметровом и деци- метровом диапазонах волн, что позволяет устанавливать Схема функционирования КА «Радуга-1» 329
История развития отечественных автоматических космических аппаратов надежную связь с подвиж- ными станциями, особенно важную в местах удален- ных, труднодоступных гор- ных районах. Спутник «Раду- га-1 М» создан на базе мо- дернизированной платфор- мы «Экспресс-AM». Спутник прошел летные испытания, которые необходимы для от- работки новых технических решений, создания надеж- ных спутников с длительным сроком службы. Группиров- ка спутников «Радуга-1 М» пополнилась космическими аппаратами № 2 (28 января 2010 г.) и № 3 (12 ноября 2013 г.). КА «Радуга-1М» Производство космических аппаратов в НПО ПМ (г. Красноярск-26) в 1980-е гг. Новые типы изделий, которые осваивались производ- ством в это время, требовали наращивания мощностей, совершенствования техники и новых технологий. Только за 1970-1985 гг. объем производства выпускаемой продукции вырос более чем в 3 раза. Номенклатура деталесборочных единиц, находящихся в производстве, превысила 200 тыс. наименований. Такого результата удалось добиться, встав на путь интенсификации производства и технического пере- вооружения, основой которого являлись прогрессивное оборудование, новые технологии, оригинальные методы организации производства. В 1980 г. парк станков с про- граммным управлением составлял 19 ед., в 1985 г. - 99, а к 1990 г. -162 ед. Сборка спутников Испытания спутников 330
Глава 5 В это время был создан качественно новый уровень приборного производства, испытаний спутников, сварки с высоким уровнем автоматизации. Диагностические и про- гнозирующие методы входного контроля обеспечили повы- шение качества приборов. Существенно уменьшился объем ручного труда в складском хозяйстве за счет внедрения автоматизированных роботов-штабелеров. Комплексно- механизированный склад металлов, спроектированный и оборудованный полностью собственными силами, явился первенцем в отрасли. В 1980 г. службу главного технолога возглавил А.В.Сергеев. В это время одновременно с решением текущих производственных задач решались задачи технологической подготовки производства, в т.ч. для нового спутника «Аль- таир». В частности, проводилась отработка новых техно- логий изготовления газовой системы терморегулирования (без жидкостного контура). Разрабатывались технология и установка определения гидросопротивления в гидротракте СТР, что позволило решить проблемы устранения контакта деталей СТР, изготовленных из магниевых сплавов с водой, и уменьшения цикла испытаний СТР на герметичность за счет исключения вакуумной сушки. Также разрабатывались новая технология исключения влияния сейсмических колебаний при юстировке изделий и новая технология изготовления параболических антенн диаметром 3 и 4,5 м, к спицам ко- торых крепилось золоченное сетеполотно; разрабатывалась конструкция систем обезвешивания спиц для обеспечения проверки функционирования и натяжения сетеполотна, скла- дываемой в форме зонтика антенны диаметром 4,5 м и др. К середине 1980-х гг. существенно возрастает роль произ- водства и всех его структурных подразделений. Из воспомина- ний заместителя директора завода О.Г.Чуканова, возглавляв- шего центральное производство: «Наиболее продуктивным периодом в истории производства НПО ПМ являются 1975— 1985 гг. За этот период еще значительнее, чем раньше, рас- тет объем номенклатуры выпускаемых изделий, узлов, при- боров, агрегатов, деталей. Если в 1974 г. серийные поставки составляли 30 % общего объема (16 комплектов космических аппаратов четырех типов!), то в 1975 г. изготавливается серий- но 18 космических аппаратов пяти наименований, при этом постоянно растет номенклатура опытно-конструкторских ра- бот. Ежегодно запускалась в производство конструкторская документация на новое изделие (1977 г. - 11Ф666,1978 г. - 11Ф663,1979 г. - 11Ф669,1980 г. - 17С18 и т.д.). К 1984 г. Министерство обороны уже заказывало все эти изделия серийно, общим количеством 23 комплекта де- вяти наименований космических аппаратов в год, а уже в 1986-1987 гг. заявки ГУКОС МО СССР достигли значитель- ных величин - 23-25 космических аппаратов одиннадцати наименований в год! Номенклатура деталей, узлов, сборок подошла к 200000 наименований, и производство станови- лось практически неуправляемым без использования вы- числительной техники...». Интенсивное развитие и совершенствование АСУП на Механическом заводе приходилось на 1989 г. В это Параболический рефлектор с каркасом из углепластика прошел комплексные испытания в 1985 г. Сборка спутника «Эталон» же время новые электронные технологии начали широко внедряться и в подразделениях инструментального произ- водства. В первой половине 1981 г. завершено изготовление, а 30 сентября выведен на орбиту первый геодезический спут- ник «Гео-ИК» («Космос-1312»); во второй половине 1981 г. изготовлены первые спутники «Радио» («РС1-РС8»), 17 декабря одной ракетой на орбиту выведено восемь спут- ников. В первой половине 1982 г. изготовлен, а 18 мая впер- вые выведен на орбиту спутник «Поток» («Космос-1366»), Во второй половине 1982 г. в г. Омске изготовлен, а 12 ок- тября впервые выведен на орбиту спутник «Глонасс». В пер- вой половине 1983 г. изготовлен, а 22 апреля впервые вы- веден на орбиту спутник «Молния-1Т». Во второй половине 1984 г. изготовлены, а 15 января 1985 г. выведены на орбиту одновременно шесть спутников, в т.ч. два новых спутника и четыре габаритно-весовых макета («Космос-1617» ... «Космос-1622»), Во второй половине 1985 г. изготовлен, а 25 октября впервые выведен на орбиту спутник «Луч». Во второй половине 1987 г. изготовлен, а 27 декабря впервые выведен на орбиту модернизированный спутник «Экран-М». Во второй половине 1988 г. изготовлен, а 10 ян- варя 1989 г. впервые выведен на орбиту пассивный спутник «Эталон»; в первой половине 1989 г. изготовлен и 22 июня впервые выведен на орбиту спутник «Радуга-1». 331
История развития отечественных автоматических космических аппаратов АЯ.Киримит, ТЯЛкметоА, 'Х.П Аншаков, А.Ъ.С/пораж АО «РКЦ «Прогресс» КОСМИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ КАРТОГРАФИИ, ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ВИДОВОГО НАБЛЮДЕНИЯ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ КА обзорного фотонаблюдения и картографирования Космический аппарат «Янтарь- 1КФТ» Опыт эксплуатации первых космических систем на- блюдения привел к необходимости разделения функций детального и обзорного наблюдения. Обзорные системы с широкой полосой захвата использовались для просмо- тра обширных участков местности с целью поиска нужных объектов, которые в дальнейшем подвергались деталь- ной съемке при относительно небольшой полосе захвата, но с высоким разрешением. В 1968 г. в филиале № 3 начал разрабатываться кос- мический комплекс обзорного фотонаблюдения и карто- графирования второго поколения «Янтарь-1 КФТ». К перво- му поколению картографических аппаратов относится КА «Зенит-4МТ», первый запуск которого состоялся в 1971 г., а в 1976 г. он был принят в эксплуатацию. Чтобы ускорить создание нового топографического КА, было предложено создавать его все на той же базе спутника «Янтарь-2К», но с установкой на него спускаемого аппарата от КА типа «Зенит». Проект оказался достаточно простым и привлекательным, т.к. использовались уже отработанные элементы и целые отсеки КА. Так в 1972 г. появился про- ект комплекса «Янтарь-1 КФТ». Первый запуск 18 февраля 1981 г. «Янтаря-1КФТ» («Космос-1370») достиг плановой продолжительности полета. После его полета прекратились запуски топографических спутников первого поколения. В том же году «Янтарь-1 КФТ» был принят в эксплуатацию. Летные испытания комплекса проходили с 1981 по 1986 г. Испытания показали, что «комплекс может быть эффектив- но использован при составлении топографических и специ- альных карт местности». В июле 1987 г., после седьмого за- пуска, комплекс был принят в штатную эксплуатацию. С 1981 по 1993 г. ежегодно запускался, как минимум, один аппарат. Конструктивно КА «Янтарь-1 КФТ» состоял из агрегатного отсека конической формы, в котором рас- положена двигательная установка, конического приборного отсека с блоками служебных систем КА, СА сферической формы, где стоит целевая фотоаппаратура, и навесного от- сека, внутри которого стоит панорамная фотоаппаратура, а снаружи - две панели солнечных батарей. В состав спецаппаратуры КА входили следующие системы: - топографическая аппаратура «Яхонт-1» (разработчик и изготовитель - БелОМО, г. Минск), включающая в свой состав камеру ТК-350 с разрешением на местности, доста- точным для получения изображений с высокими измери- тельными свойствами и малыми геометрическими искаже- ниями, два звездных фотоаппарата для внешней привязки снимков топографического фотоаппарата; - панорамный фотоаппарат «Топаз» (КВР-1ООО) высо- кого разрешения с объективом «АПО-Октан-8» разработки и изготовления КМЗ им. С.А.Зверева, имеющий разрешение на местности, достаточное для обеспечения информацион- ного наполнения карт, соответствующего их масштабу; - лазерный высотомер разработки НИИ ПП (г. Москва) для точной привязки снимков по высоте над поверхностью Земли. Топографическая камера ТК-350 относится к классу ка- дровых с использованием широкозахватного ортоскопиче- ского объектива и позволяет выполнять стереосъемку мест- ности широкой полосой захвата при большой протяженности маршрутов. При этом обеспечивается сплошное стереопокры- тие местности снимками с продольным перекрытием 60 или 80 % и поперечным перекрытием между маршрутами от 10 до 30 %. Заданные перекрытия между маршрутами обеспе- чиваются выбором орбиты с ее последующей коррекцией для достижения требуемого периода обращения орбиты и меж- Общий вид КА «Янтарь-1 КФТ». Период эксплуатации -1981-2005 гг. Всего запущен 21 космический аппарат 332
Глава 5 виткового интервала. При продольном перекрытии 80 % воз- можна стереофотографическая обработка снимков с пере- крытием 20,40,60 и 80 %. Для обеспечения высокой точности измерений был раз- работан специальный механизм выравнивания фотопленки специальным стеклом с награвированными координатными крестами. В аппарате использовался механизм компенсации сдвига изображения. Два звездных фотоаппарата, расположенные под углом 90 ° друг к другу, обеспечивают фотографирование звездно- го неба в момент фотографирования местности топографи- ческим фотоаппаратом. Звездные камеры имели фокусное расстояние 200 мм. Формат кадра (12 х 18 см) обеспечивал фотографирование звезд до шестой звездной величины. Звездные камеры с помощью специальной рамы жестко свя- заны между собой топографической камерой и лазерным высотомером в моноблок. Конструктивные пространствен- ные углы между этими камерами калибровались с высокой точностью. По фотоснимкам звездного неба с использова- нием конструктивных углов в результате измерительной и вычислительной обработки определялись угловые элементы внешнего ориентирования топографических снимков. Лазерный высотомер предназначен для измерения дальностей от космического аппарата до точек отражения его сигнала от земной поверхности в момент экспониро- вания топографических снимков. Показания лазерного вы- сотомера использовались для определения высоты фото- графирования с высокой точностью, которая достигается за счет небольшого рассеивания лазерного луча (порядка 20 м на местности) и точной регистрации точки отражения. Для нахождения точки отражения на топографическом снимке использовались специальное устройство, которое включает триппель-призму, возвращающую часть энергии излучения лазерного высотомера в объектив топографической ка- меры, объектив, интерференционный фильтр, служащий для пропускания светового потока нужного спектрального диапазона, и координатный фоторегистратор точки отраже- ния. Фиксация направления измерения линии визирования осуществлялась в виде точки-следа на фотопленке. Это фотоустройство позволило с высокой точностью привязать измерения высоты, проводимые лазерным высотомером, к снимку местности в момент проведения съемки. Лазерный высотомер работает в двух режимах. В пер- вом режиме он включается совместно с топографическим фотоаппаратом для определения высот точек фотографи- рования, а во втором включается для измерений дальности до водной поверхности открытых морей и океанов с целью калибрования самого лазерного высотомера. Имеющаяся бортовая допплеровская аппаратура исполь- зовалась для измерения радиальной скорости полета кос- мического аппарата, система синхронизации обеспечивала синхронизацию работы всей измерительной аппаратуры и привязку фиксируемых времен к единой шкале с точностью (СКО) 50 мкс. Допплеровские измерения радиальной скоро- сти КА, измерения высоты полета лазерным высотомером и время включения всей аппаратуры использовались для определения линейных элементов внешнего ориентирова- ния топографических снимков баллистическим методом путем решения краевой задачи. Таким образом, топографическая камера ТК-350 по- зволяла реализовать принцип плановой стереоскопической съемки и, совместно со всей измерительной информацией, обеспечить построение стереофотограмметрических сетей создания планово-высотной основы и определения рельефа местности для топографических карт и цифровых моделей рельефа на любую территорию без выполнения наземных геодезических работ. Обеспечивая высокую точность стереоснимков, необ- ходимую для определения планового положения и высот точек местности, топографическая камера ТК-350 позво- ляла получить разрешение на местности, уровень которого недостаточен для дешифрирования объектов местности при создании топографических карт, поскольку при проведении раздельной топографической и обзорной съемок теряется, по расчетам специалистов, до 30 % точности картографи- рования. Поэтому в состав бортовой съемочной аппаратуры КА «Янтарь-1 КФТ» входила камера высокого разрешения КВР-1000. По панорамному аппарату на КМЗ уже был создан за- дел. Однако габариты этого аппарата не позволяли разме- стить его в спускаемом аппарате. Решение было найдено специалистами ЦСКБ и КМЗ. Была предложена компактная схема в виде навесного отсека с панорамирующим блоком из двух зеркал, расположенных перед объективом и за ним. Развертка изображения производилась по цилиндру. При разработке камеры КВР-1000 была выбрана кон- структивная схема панорамного фотоаппарата, при которой высокий уровень разрешения, соответствующий централь- ной части поля зрения объектива, сохраняется по всему кадру, и можно получить широкую полосу захвата. Панорам- ная камера КВР-1000 обеспечивала высокий уровень раз- решения на местности и широкую полосу захвата. При этом площадь, покрываемую одним кадром ТК-350, покрывают семью кадрами КВР-1000 при совместном включении обеих камер. Таким образом, космическая система картографиро- вания «Янтарь-1 КФТ» обеспечивает получение топографи- ческих и дешифровочных снимков, а также необходимой измерительной информации, требуемой для картографи- рования больших территорий. При этом обеспечивается выполнение всех технологических процессов, необходимых при создании топографических карт без наземных топоге- одезических работ. В ходе разработки панорамного аппарата был предло- жен ряд оригинальных конструктивных решений. К одному из них относится решение вопроса по перезарядке фото- пленки с катушки на катушку с применением принципа сцеп- ки «крючок-рамка». Предварительные оценки специалистов выражали сомнение в работе такого принципа. Однако экс- плуатация 15 изделий подтвердила правильность конструк- торских решений. 333
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Также с целью разделения герметичной части (где на- ходилась фотопленка) аппарата от негерметичной специ- алисты ЦСКБ разработали магнито-жидкостное уплотнение, способное удержать в герметизированном объеме нормаль- ное атмосферное давление. Эта разработка нигде ранее не использовалась. По совокупности нашедших применение новых технических решений и полученных высоких характе- ристик специнформации создание КА «Янтарь-КФТ» было на уровне лучших мировых достижений. Модернизация космического аппарата «Янтарь-1КФТ» С целью создания более высокоточных топографиче- ских карт в 1985 г. было решено приступить к разработке нового топографического комплекса. Специалистами ЦСКБ были просчитаны основные выходные характеристики и определены требования к спецаппаратуре. На разработку специальной аппаратуры, в состав которой вошли топогра- фическая аппаратура «Яшма» (разработчик - БелОМО), панорамная аппаратура «Топаз-М» (разработчик - КМЗ) и лазерный высотомер (разработчик - НИИ ПП), предприяти- ям-разработчикам были выданы технические задания. Доработка панорамной аппаратуры «Топаз-М» велась в направлении улучшения характеристик используемого ранее объектива и применения новой фотопленки с улучшенными характеристиками. Измерения высоты, проводимые лазер- ным высотомером, должны были проходить с большей ча- стотой и более высокой точностью. Повысить точность измерений топографического сним- ка в аппаратуре «Яшма» было предложено за счет увели- чения формата снимка, а также увеличения продольного перекрытия и кратности фотографирования. Но основным недостатком фотографирования с увеличенным перекры- тием является значительное увеличение расхода фотоплен- ки. С целью экономии фотопленки специалисты БелОМО и ЦСКБ предложили оригинальную схему экспонирования на периферийные зоны кадра. Схема была отработана на кон- структорском образце топографического аппарата. Большой творческий вклад в создание КА «Янтарь- 1КФТ» и модернизированного варианта КА внесли спе- циалисты ЦСКБ И.К.Куклев, И.НЛосев, В.М.Федоров, ВАФедулов, ЮАЛапутин, Г.Е.Круглов и многие другие. Космические комплексы оптико-электронного наблюдения «Янтарь-4КС1» и «Янтарь-4КС1М» Главными недостатками систем фотонаблюдения явля- ются ограниченный и невосполнимый запас фотопленки на борту КА и низкая оперативность доставки информации (2-5 сут.). В 1970-е гг. в НИИ Микроприборов сформиро- валась команда талантливых электронщиков (Б.И.Седунов, В.И.Карасев, П.Н.Возьмилов, К.Ш.Еникеева и др.), которая не участвовала непосредственно в осуществляемой про- грамме, но упорно искала пути приложения своих знаний. В это время в электронике появилось направление, полу- чившее название «функциональная электроника». Группа специалистов стала усиленно пропагандировать это на- правление и искать области его использования. В поле зре- ния их попал прибор, который получил название «прибор с зарядовой связью». Это многоэлементная структура в виде линейки или матрицы с электронной (емкостной) свя- зью между элементами. Здесь следует обратить внимание, что в названии этого прибора его функциональное назна- чение определено словом «связь», т.е. попросту коммута- ция. Вот это-то свойство прибора и позволило приступить к решению проблемы создания эффективных оперативных космических систем наблюдения. То, что каждый элемент ПЗС-структуры работал и как оптико-электронный преоб- разователь, не было главным. Телевизионные трубки (ви- диконы) тоже были неплохими оптико-электронными пре- образователями, но для космических систем наблюдения необходимо, чтобы в строке изображения было несколько десятков, а то и сотен тысяч чувствительных элементов, что невозможно было реализовать на старых принципах. О новом подходе главный конструктор НПО «Элае» Г.Я.Гуськов рассказал генеральному конструктору ЦСКБ Д.И.Козлову. Уже на полигоне Плесецк при проведении очередного запуска космического аппарата «Янтарь-2К» три руководителя, ответственные за успехи космической программы дистанционного зондирования Земли в стране (генеральный конструктор ЦСКБ Д.И.Козлов, главный кон- структор НПО «Элае» Г.Я.Гуськов и генеральный конструк- тор ЦКБ КМЗ В.В.Некрасов) выдвинули идею создания экспериментального канала оптико-электронного преоб- разования изображения в цифровую форму и оператив- ной передачи этой информации на Землю по радиоканалу с дальнейшим восстановлением изображения наземными средствами обработки. Идею облекли в краткую доклад- ную записку и, по возвращении в Москву, сделали доклад министру обороны СССР Д.Ф.Устинову. Устинов идею поддержал, но сказал, что нужно не экспериментировать, а создавать полноценный космический комплекс, что обе- спечит высокую ответственность и обязательность испол- нителей. Так родился проект «Янтарь-4КС1» - первый в нашей стране комплекс оптико-электронного наблюдения с передачей видеоинформации в масштабе времени, близ- ком к реальному, через геостационарный спутник-ретран- слятор. При этом, реализуя оптико-электронный способ получе- ния видовой информации земной поверхности из космоса с использованием на борту КА приемников изображения на базе ПЗС-структур, а также передачу видовой информации в цифровом виде по радиоканалу с использованием гео- стационарного спутника-ретранслятора «Гейзер», впервые в отечественной практике КА «Янтарь-4КС1» обладал раз- решающей способностью обзорного уровня, что позволяло решать поставленные перед комплексом задачи обзорного 334
Глава 5 наблюдения. Эти КА были разработаны во второй половине 1970-х гг. в ЦСКБ и производились на заводе «Прогресс». Для ускорения создания КА оптико-электрон- ного наблюдения в ЦСКБ было предложено ис- пользовать в качестве конструктивно-аппара- турной базы для него спутник КА «Янтарь-2К». Это сразу же и решало проблему запуска на PH «Союз-У». Принципиально новой проблемой при созда- нии КА ОЭН явились разработки не только соб- ственно оптико-электронных преобразователей на ПЗС-структурах, которых в то время еще и не было, но и создание широкополосной линии связи для сброса информации на Землю. Необ- ходимо было создавать две радиолинии: КА - СР «Гейзер» и СР «Гейзер» - наземный пункт при- ема информации. Решение этих проблем было обеспечено коллективом разработчиков НИИ Ми- кроприборов (главный конструктор - Г.Я.Гуськов). Широкополосная радиолиния «Спутник- Спутник» вообще создавалась впервые. Воз- никли жесточайшие требования к управлению КА «Янтарь-4КС1». Период эксплуатации - 1982—2000 гг. Всего запущено 24 космических аппарата взаимного наведения антенн спутников при узких диаграммах направленности. Проблема была решена только при использовании в качестве антенн активных фазирован- ных решеток и специальных быстродействующих вычисли- телей, управляющих антенным полем, формирующим диа- грамму направленности. Второй сложной проблемой была конструктивная. Ис- пользование традиционного исполнения элементной базы оказалось невозможным из-за возрастающих габаритов и массы аппаратуры. НПО «Элае» убедил заводы-изготови- тели поставлять ему электронные компоненты в бескорпус- ном исполнении. Была разработана специальная технология конструирования и монтажа бескорпусных элементов. Следующей проблемой стала канализация потока информации, который при съемке составлял порядка 1 х 109 бит/с. (миллиард бит в секунду). Радиолинии с та- кой пропускной способностью в то время создать было невозможно. Необходимо было создавать бортовое запо- минающее устройство емкостью до 2 х 1011 бит. Жестких дисков (тем более флеш-памяти) тогда еще не существова- ло. Подобные емкости могли быть реализованы только на накопителях на магнитной ленте. Таковых в космическом бортовом исполнении не существовало. НИИ Микропри- боров пришлось самому взяться за эту, казалось бы, не- свойственную электронной фирме задачу, с чем институт успешно справился. И это далеко не полный перечень про- блем, который пришлось решать при создании системы. Этот комплекс аппаратуры получил название «Сплав». НИИ Микроприборов был определен головным по всему комплексу бортовой и наземной аппаратуры «Сплав», разрабатывал и выдавал технические задания на состав- ные части. Коллектив НИИ МП явился автором изобретения ПЗС- структур т.н. ВЗН-типа (с временной задержкой и накопле- нием), позволяющих на два порядка улучшить чувствитель- ность ПЗС-приемников. Суть работы ПЗС-структур с ВЗН состоит в том, что величина накопленного отдельной ячей- кой электрического заряда (т.е. ее потенциал относительно базы) зависит от интенсивности падающего на нее света и времени экспозиции, а измеряя потенциалы всех ячеек, можно при соответствующей обработке получить картину распределения излучения с наблюдаемого объекта, что и будет его изображением. Применение различных свето- фильтров в дальнейшем позволило получать (например, на КА «Ресурс-ДК1») не только черно-белые изображения земной поверхности, но и цветные в различных диапазонах спектра. ПЗС-матрицы ВЗН-типа сейчас являются основны- ми фотоприемниками во всем мире для систем детального наблюдения. Матрицу ПЗС ВЗН с размером фоточувствительного элемента 30 х 39 мкм с одинаковыми характеристиками соз- дал НИИ «Пульсар», с коллективом которого было долгое плодотворное сотрудничество по созданию и следующих поколений матриц с размерами элемента 21 х 24 мкм и 12x16 мкм. Система «Сплав» содержала два комплекса аппарату- ры: «Сплав-1» на КА «Янтарь-4КС1», «Сплав-2» - аппара- тура ретрансляции на геостационарном КА «Гейзер». Ком- плекс аппаратуры «Сплав-1»состоял из системы приема и преобразования изображения, подсистемы накопления и формирования информации подсистемы радиосвязи. В состав СППИ входили блоки оптико-электронного преоб- разования и аналого-цифрового преобразования. В то время 335
История развития отечественных автоматических космических аппаратов промышленность не выпускала быстродействующих АЦП. Аналоговый видеосигнал из блока ОЭП поступал в блок АЦП, где превращался в цифровой код. По условиям скоро- сти записи бортовых носителей необходимо было миними- зировать разрядность АЦП. Исходя из динамического диа- пазона кадра и свойств зрительного анализатора, который, в конечном счете, анализирует картинку на конечном фото- документе, была определена разрядность - 5 или 32 уровня квантования, расположенные по логарифмической шкале. Для ориентации в меняющихся условиях съемки нижний и верхний уровни шкалы АЦП сделали переменными. Режим работы был как автоматический адаптивный, так и ручной по уставкам, передаваемым с пункта управления. При раз- работке системы управления системой «Сплав-1» НПО «Элае» встретилось со значительными трудностями, в ре- зультате чего программное обеспечение управления систе- мой было разработано в ЦСКБ. В КА «Янтарь-4КС1» в качестве оптической аппарату- ры, формирующей изображение объектов наблюдения, ис- пользовалась аппаратура «Жемчуг-20» разработки ЦКБ «Красногорский завод» с объективом «Мезон-2А». На блоке формирования изображения аппаратуры в фокальной пло- скости объектива располагался оптико-электронный пре- образователь с приборами с зарядовой связью. Аппаратура «Жемчуг-20» имела систему автоматической фокусировки, обеспечивающую перемещение блока формирования изобра- жения с целью совмещения плоскости наилучшего изображе- ния с поверхностью фоточувствительных элементов прибо- ров с зарядовой связью, а также блок сменных нейтральных светофильтров для ступенчатого ослабления экспозиции. Работы над комплексами «Сплав» и «Жемчуг-20» велись при тесном сотрудничестве большим коллективом членов межведомственной рабочей группы из состава пред- ставителей кооперации разработчиков НИИ Микроприбор, ЦСКБ, НИИ ТП, ГОИ им. Вавилова, Красногорского механи- ческого завода, представителей Заказчика и др. Первый запуск КА «Янтарь-4КС1» состоялся 28 дека- бря 1982 г. В ходе летных испытаний КА № 1 с матрицей с размером фоточувствительного элемента 30 х 39 мкм была показана правильность выбранных решений. С пер- вых маршрутов было получено качественное изображение. Много усилий было затрачено на отработку методики экс- понометрии. Заказчиков не удовлетворяло линейное разрешение на местности. Недостаточный уровень разрешения и вызван- ные этим вопросы по дешифровочным свойствам инфор- мации не позволяли с достаточной степенью достоверности идентифицировать требуемые объекты наблюдения. ЦСКБ поставило перед НПО «Элае» и ЦКБ «Красногорский за- вод» задачу проведения модернизации аппаратуры «Жем- чуг-20» и системы «Сплав» в следующих направлениях: - установить телеобъектив «Актиний-4А» с увеличен- ным на -40 % фокусным расстоянием, позволяющий в тех же массогабаритных ограничениях, что и «Мезон-2А», раз- местить более длиннофокусную оптику; - установить матрицы ПЗС с мелкоразмерными фото- чувствительными элементами (с размером элемента 21 х 24 мкм); - равномерная шкала оцифровки аналогового видео- сигнала должна быть заменена на неравномерную, позво- ляющую наибольшее количество уровней квантования виде- осигнала размещать на наиболее интересующих элементах объектов наблюдения. Кроме того, выявилась необходимость проведения на- блюдения не только на световой части витка, но и на те- невой. ЦСКБ приняло решение установить на КА «Янтарь- 4КС1» аппаратуру наблюдения в инфракрасном диапазоне спектра, позволяющую проводить наблюдение на теневой части витка. Разработка аппаратуры наблюдения в инфра- красном диапазоне была поручена ГИПО (г. Казань) - веду- щему предприятию в СССР по этой тематике. Перечисленные мероприятия позволили существенно поднять уровень разрешения и дешифровочные свойства информации. Была также получена информация об объ- ектах наблюдения в инфракрасном диапазоне. При этом пришлось поднять скорость записи цифровой информации на бортовых магнитофонах. КА «Янтарь-4КС1» № 2 не из- готавливался, т.к. сразу приступили к разработке и изготов- лению КА «Янтарь-4КС1» № 3. Новая аппаратура, в т.ч. новая матрица ПЗС, была спро- ектирована и изготовлена в небывало короткие сроки - за один год, и КА № 3 был запущен в мае 1984 г. Испытания прошли успешно. 21 января 1986 г. КА был принят в эксплу- атацию, и с этого времени потребители получили возмож- ность иметь информацию детального уровня разрешения многократно в течение суток практически в реальном мас- штабе времени. Всего состоялось девять полетов КА «Янтарь-4КС1», последний - в 1989 г. Опыт эксплуатации КА «Янтарь-4КС1» показал, что значительная часть задач, диктуемых целями наблюдения, требует получения видеоданных с более вы- соким (детальным) уровнем разрешения, а радиолиния из- лишне перегружена объемами передаваемой информации. ЦСКБ была поставлена перед разработчиками аппарату- ры задача: провести модернизацию и разработать аппарату- ру для вновь разрабатываемого КА «Янтарь-4КС1М», и эта задача была решена. В соответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 467-167 от 1 июня 1983 г. Центральным специализированным конструкторским бюро Минобщема- ша СССР (головной разработчик), совместно с предприяти- ями и организациями ведущих отраслей промышленности, разработан и внедрен в серийное производство не имеющий отечественных аналогов космический комплекс «Янтарь- 4КС1М», предназначенный для оперативного получения детальной видеоинформации. С точки зрения проектирования нового космического комплекса были выдвинуты довольно жесткие ограничения по массогабаритным характеристикам спутника в целом с целью использования серийной ракеты-носителя «Союз» 336
Глава 5 в качестве средства выведения на орбиту. Другим ограни- чением являлась необходимость максимально возможного заимствования конструктивно-аппаратурной базы аппара- тов типа «Янтарь» с целью максимального использования освоенной серийным заводом технической и технологиче- ской базы изготовления аппаратов данного типоразмера. Такой подход позволяет создать новый КА при значительном сокращении затрат на разработку, однако весьма ужесточает требования к проектированию. Таким образом, перед разработчиками стояла довольно трудная задача выбора и оптимизации параметров специ- альной аппаратуры, выбора схемных решений, которые в полной мере обеспечивали бы требуемые целевые харак- теристики, а также удовлетворяли другим требованиями, предъявляемым Заказчиком к разработке. КА «Янтарь-4КС1М» разрабатывался как модерниза- ция КА «Янтарь-4КС1». ЦСКБ были предложены основ- ные направления модернизации: повышение разрешения и улучшение дешифровочных свойств информации, а также внедрение новых методов сжатия цифровой информации, позволяющих значительно сократить объем передаваемой по радиолинии информации без ухудшения качества с по- следующим восстановлением ее на приемном пункте. Кро- ме того, изменился метод смены экспозиции с механиче- ского на электронный. В КА «Янтарь-4КС1М» были установлены матрицы ПЗС с меньшим размером фоточувствительных элементов: по сравнению с КА «Янтарь-4КС1», размеры фоточув- ствительных элементов в матрицах ПЗС были уменьшены в 2,5 раза, что привело к существенному повышению раз- решения получаемой информации. Впервые было применено сжатие цифровой информа- ции перед выдачей ее в подсистему формирования и нако- пления и подсистему радиосвязи. Была применена диффе- ренциально-импульсная кодовая модуляция. Передавались не все 10 разрядов, а только несколько, в зависимости от принятого коэффициента сжатия. Информация полностью восстанавливалась на наземном пункте приема информа- ции. Это позволило существенно увеличить объемы переда- ваемой информации и за счет этого существенно расширить ширину полосы захвата на местности, что позволило увели- чить площадь наблюдаемых территорий. Кроме того, отказались от регулировки экспозиции ме- тодом установки нейтральных светофильтров переменной плотности. Вместо этого ввели переменное количество строк накопления в матрицах ПЗС, т.е. принудительно отключались секции накопления в матрицах ПЗС. За счет этого изменялось время экспонирования и, соответственно, экспозиция. Была также проведена модернизация аппаратуры ин- фракрасного наблюдения «Изумруд» в направлении по- вышения разрешения и улучшения чувствительности. На КА «Янтарь-4КС1М» была установлена аппаратура инфракрас- ного наблюдения «Изумруд-М», позволяющая получать ин- формацию с разрешением, на 25 % лучшим, чем аппаратура «Изумруд». Кроме того, на треть была повышена темпера- турная чувствительность. Эти меры позволили сделать выво- ды по результатам эксплуатации аппаратуры инфракрасного наблюдения в составе КА «Янтарь-4КС1 М» о возможности и целесообразности наблюдения в инфракрасном диапазоне из космоса. Также было получено экспериментальное подтверж- дение ТТХ аппаратуры инфракрасного наблюдения из космо- са, позволяющих получать информацию инфракрасного диа- пазона с удовлетворяющими потребителей характеристиками. Наряду с этим при создании комплекса «Янтарь- 4КС1М» был решен весьма важный вопрос об увеличении до полугода гарантированного срока функционирования КА на орбите, что более чем в 3 раза больше срока суще- ствования отечественных КА ДЗЗ, эксплуатировавшихся в то время. Этот вопрос актуален с точки зрения экономических и экологических проблем, т.к. непосредственно связан с ко- личеством запускаемых КА. В основу формирования облика КА «Янтарь-4КС1М» было положено использование вновь созданной и мо- дернизированной специальной аппаратуры («Сплав-М» и «Родонит»), определяющей его целевые характеристики, в сочетании с наиболее эффективными модернизиро- ванными обеспечивающими системами, позволяющими в полной мере реализовать технические возможности спе- циальной аппаратуры. При этом был использован и принцип максимально возможного заимствования конструктивно- аппаратурной базы КА «Янтарь-4КС1» с одновременным обеспечением новых требований к системам КА по ресурсу и надежности, вызванных обеспечением гарантированного срока существования аппарата до полугода. Максимальная преемственность в создании КА определялась, как уже было отмечено выше, прежде всего экономическими соображе- ниями, а также необходимостью резкого сокращения сроков создания космического средства наблюдения нового по- коления. В структурную схему КА «Янтарь-4КС1 М» входят следующие основные комплексы и системы: специальная аппаратура, бортовой комплекс управления, бортовой энер- гетический комплекс, автономные и специальные системы. Бортовой комплекс управления включает ряд принципи- ально новых систем, существенно расширяющих возможно- сти по адаптивному и оперативному управлению: - бортовую цифровую вычислительную машину с со- ответствующим ПМО, предназначенную для решения задач управления КА, планирования работы бортовой аппаратуры, навигации, ориентации, стабилизации и программных раз- воротов КА, расчета и отработки сеансов связи, контроля работоспособности бортовых систем и т.д.; - систему управления движением вокруг центра масс и центром масс КА с целью обеспечения необходимых ус- ловий при работе спецаппаратуры и для наведения АФАР, центром масс при выдаче импульса тяги в заданном на- правлении. Бортовой энергетический комплекс состоит из ряда эле- ментов: - системы электропитания, которая совместно с систе- мой трансляции команд и распределения питания предна- 337
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Общий вид КА «Янтарь-4КС1М» знамена для обеспечения электроэнергией постоянного тока бортовой аппаратуры КА; - комплексной двигательной установки, предназначен- ной для выработки по командам, исходящим от системы управления КА, импульсов реактивных тяг, обеспечивающих изменение параметров движения центра масс аппарата, при коррекциях его орбиты и управления угловым положением КА при его ориентации и стабилизации; - системы терморегулирования КА, которая совместно с пассивными средствами обеспечивает тепловой режим КА в заданных пределах, позволяющих обеспечить нормальное функционирование бортовых систем во всех условиях экс- плуатации. Построение общей конструктивно-компоновочной схемы КА было подчинено требованиям достижения максимальной эффективности выполнения задач в условиях габаритных и массовых ограничений, накладываемых ракетой-носителем 11А511У. В соответствии с изложенным, а также с необходи- мостью максимально возможного заимствования кон- структивно-аппаратурной базы КА типа «Янтарь» для КА «Янтарь-4КС1М» принята вертикальная конструктивно- компоновочная схема КА, в состав которой входят агрегат- ный отсек, приборный отсек, специальный отсек, солнечные батареи, антенные устройства. Приведем краткое описание основных особенностей специальной аппаратуры, характе- ризующей отличительные признаки КА «Янтарь-4КС1М». Специальная аппаратура «Родонит» Аппаратура «Родонит» разработки КМЗ предназначена для формирования изображения на светочувствительных элементах оптико-электронных преобразователей. Кон- структивно аппаратура «Родонит» состоит из объектива с отражателем, блока формирования изображения, электрон- ных блоков и блока системы управления. БФИ совместно с объективом служит для формиро- вания изображения в заданном спектральном диапазоне. Функционально аппаратура «Родонит» со- стоит из системы определения плоскости наилучшего изображения, блока спектраль- ных светофильтров и блока управления Блок светофильтров обеспечивает получе- ние изображения в одном из шести заранее заданных спектральных диапазонов. Бортовая аппаратура «Сплав-М1» Бортовая аппаратура «Сплав-М1» (раз- работчик - НИИ Микроприборов) предна- значена для получения, преобразования в цифровую форму, запоминания спец- информации видимого и ИК-диапазонов спектра и передачи ее на наземный комплекс приема через спутник-ретранслятор «Гей- зер», а также использовалась при организа- ции оперативного канала управления с НКУ (командно-измерительная система «Контур- Сплав»), Бортовая аппаратура ИК-диапазона «Изумруд» Аппаратура инфракрасного наблюдения «Изумруд» предназначена для приема информации о наблюдаемых объектах земной поверхности в инфракрасном диапазоне спектра (7,5-13,5 мкм), преобразования ее в электрический сигнал и выдачи в аппаратуру «Сплав-М1». КА «Янтарь-4КС1М» представлял собой единственное (в свое время) средство наблюдения за земной поверх- ностью, позволяющее получать по радиоканалу деталь- ную (в видимом диапазоне в дневное время и обзорную в ИК-диапазоне в любое время суток) видеоинформацию в масштабе времени, близком к реальному. Для проведения летных испытаний КА «Янтарь-4КС1 М» было предусмотрено два космических аппарата. Первый за- пуск «Янтаря-4КС1М» был осуществлен 7 февраля 1986 г. В процессе летных испытаний второго КА, после месяца его функционирования, учитывая положительные результаты его работы, по решению Государственной комиссии ком- плекс досрочно вступил в штатную эксплуатацию, и Поста- новлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 17 марта 1989 г. космический комплекс «Янтарь-4КС1 М» был принят в штатную эксплуатацию. Летные испытания ИК-аппаратуры наблюдения прошли на серийных КА «Янтарь-4КС1 М» № 4 и № 6 в 1990 г. с по- ложительными результатами, и решением Государственной комиссии аппаратура «Изумруд-М» в составе КА была при- нята в штатную эксплуатацию. Космические аппараты «Янтарь-4КС1М» сначала рабо- тали на орбите 240-300 суток. Затем продолжительность их полетов выросла до года и более. Всего было осуществлено 15 полетов этого аппарата. Последний пуск состоялся в 2000 г. Конструктивно-аппаратурная база «Янтарь» - полностью оригинальная разработка ЦСКБ - выдержала испытание вре- менем. На ее основе созданы описанные выше космические аппараты фотографического детального и обзорного наблю- дения с многократной доставкой информации в спускаемых 338
Глава 5 аппаратах и малогабаритных капсулах, несколько модифика- ций космических аппаратов оптико-электронного типа с пере- дачей информации через спутник-ретранслятор в масштабе времени, близком к реальному, картографический спутник и др. На конструктивно-аппаратурной базе «Янтарь» (обеспе- чивающей модуль и приборно-агрегатный отсек КА «Янтарь- 1КФТ») в 1990-е гг. на предприятии «ЦСКБ-Прогресс» был создан блок выведения «Икар». Осуществлено шесть запусков этого блока выведения в составе с ракетой-носителем «Союз», обеспечивших вы- ведение в космос 24 американских телекоммуникационных спутников «Глобалстар». КА дистанционного зондирования Земли социально-экономического назначения В начале 1970-х гг. ЦСКБ приступило к разработке оп- тико-фотографических космических средств дистанцион- ного зондирования для исследования природных ресурсов Земли. Обращение к созданию подобных средств было свя- зано с осознанием огромных возможностей космической техники наблюдения за поверхностью Земли и наличием большого положительного опыта, связанного с разработкой национальных средств контроля, а также с пониманием не- обходимости внедрения достижений космической техники в народное хозяйство с целью повышения уровня его эффек- тивности и частичного возврата огромных затрат государ- ства на ее создание. Разработка космических средств для ИПРЗ была связа- на с необходимостью решения определенных технических и организационных задач. Прежде всего это создание новой фотоаппаратуры, позволяющей осуществлять т.н. много- зональную съемку, т.е. одновременную съемку одних и тех же участков земной поверхности в нескольких узких зонах спектра электромагнитного излучения на соответствующие фотопленки, выбор спектральных зон для многозональной космической съемки, оптимизация параметров космических фотографических систем, создание необходимого ряда эф- фективных светофильтров, а также методического аппарата для проведения соответствующих расчетов. В то же время конструктивно-аппаратурная база суще- ствовавших космических комплексов специального назна- чения позволила рассмотреть возможность использования (после минимальной доработки) в их составе фотоаппарату- ры для проведения цветной и спектрозональной фотосъем- ки в интересах отраслей народного хозяйства, а в дальней- шем - создание специальных спутников для дистанционного зондирования Земли и научного назначения. Доработка серийных КА «Зенит-2М» для проведе- ния цветной и спектрозональной съемки и разработка на базе КА «Зенит-2М» и «Зенит-4МК» нового спутника для многозонального фотографирования «Фрам» открыли но- вый, экспериментальный, этап в исследовании природных ресурсов Земли с помощью космических средств дистанци- Блок выведения «Икар» Монтаж и проверка спутника типа «Зенит» перед полетом КА «Зенит-4МК». Период эксплуатации-1969-1977 гг. Всего запущено 77 космических аппаратов 339
История развития отечественных автоматических космических аппаратов онного зондирования - этап получения экспериментальных материалов для решения методических задач исследования природных ресурсов Земли с использованием космической техники, выявления технических возможностей и опреде- ления рациональных направлений дальнейшего развития методов и средств ИПРЗ из космоса в интересах народного хозяйства страны. Спутник фотонаблюдения «Зенит-2М» н/х (эксплуати- ровался с 1974 по 1975 г., осуществлено два успешных по- лета), «Зенит-4МК» (эксплуатировался с 1969 по 1977 г., осуществлено 77 успешных полетов) и «Фрам» (эксплуати- ровался с 1975 по 1985 г., осуществлено 26 успешных поле- тов) в значительной степени обеспечили выполнение перво- очередных требований к долговременной информации для целей ИПРЗ. Космический комплекс «Зенит-2М» н/х Космический комплекс «Зенит-2М» н/х был разрабо- тан на базе комплекса «Зенит-2М». Основные требования к комплексу, требования к конструкторской и эксплуатаци- онной документации комплекса «Зенит-2М» были распро- странены на комплекс «Зенит-2М» н/х. Фотографическая аппаратура КА «Зенит-2М» н/х была укомплектована черно-белой, цветной и спектрозональной фотопленками. В результате проведенных проработок на Красногорском механическом заводе совместно с Госцен- тром «Природа» была разработана методика юстировки фотоаппаратов КФА-1000 на спектрозонапьную фотоплен- ку СН-8 и фотоаппаратов КАТЭ-200 на цветную пленку ЦН-3 с соответствующими светофильтрами. Была успешно проделана сложная работа по выполне- нию сенситометрических расчетов, выбору режимов фото- съемки из космоса и фототехнической обработки получен- ных материалов. Трудности заключались в том, что в нашей стране опыта фотографирования из космоса с автоматиче- ских спутников на цветные и спектрозональные пленки не имелось. По результатам проведенных с комплексами «Зе- нитам» н/х и «Фрам» работ был сделан вывод, что цели и задачи, поставленные перед комплексами программами летных испытаний и народно-хозяйственных исследований, полностью выполнены. Фотографическая информация на черно-белых многозональных, спектрозональных и цвет- ных фотопленках с этих комплексов обеспечивает выпол- нение первоочередных требований по ИПРЗ в интересах различных отраслей народного хозяйства. Успешно завершенные экспериментальные работы по созданию и летным испытаниям для целей ИПРЗ космиче- ских комплексов «Зенит-2М» н/х и «Фрам» подтвердили целесообразность дальнейших работ по созданию методов и технических средств дистанционного зондирования Земли. Космическая подсистема «Ресурс-Ф» В 1977 г. началась разработка космической подсистемы фотонаблюдения «Ресурс-Ф», целью которой являлось соз- дание на базе КК «Зенит-2М» н/х и «Фрам» космических комплексов «Ресурс-Ф1» и «Ресурс-Ф2», предназначен- ных для проведения разномасштабных многозональных съемок поверхности Земли в видимом и ближнем инфра- красном диапазонах спектра электромагнитного излучения с высоким (по тем временам) разрешением на местности и высокими геометрическими и фотометрическими характе- ристиками. Космический комплекс «Ресурс-Ф1» предназначен для проведения синхронной многозональной спектрозональ- ной и разномасштабной фотосъемки земной поверхности в интересах изучения природных ресурсов Земли и охраны окружающей среды, а также наук о Земле и международного сотрудничества. Получаемая с указанного КА фотоинфор- мация обладала важными тактико-техническими свойства- ми, заложенными в спектрально-селектированных изобра- жениях с различной степенью масштабной, геометрической и цветовой генерализации. Только в результате создания КА «Ресурс-Ф1» представилось возможным впервые одно- временно получать разноаспектную и комплексную харак- теристику ПРОС на основе интегрального использования материалов съемки, которые в сочетании обладают принци- пиально новыми свойствами и информативностью. Повышение эффективности параметров и дешифро- вочных свойств съемок с КА «Ресурс-Ф1» достигнуто за КА «Зенит-2М». Период эксплуатации -1968—1979гг. Всего запущено 102 космических аппарата КА «Ресурс-Ф1». Период эксплуатации - 1979—1999гг. Всего запущено 55 космических аппаратов 340
Глава 5 НЛРодин (род. в 1938 г.) В1988-2003 гг. - главный инженер - первый заместитель директора завода «Прогресс» ААЧижов (род. в 1934 г.) В 1980-1997 со- директор завода «Прогресс» В.Н.Ментюков (род. в 1928 г.) В1981-1988 гг. - первый заместитель директора - главный инженер завода «Прогресс» А.Т.Абрамов (1910-1987 гг.) В1962-1966 гг. - директор завода «Прогресс» счет применения фотоаппаратуры «Природа-4» (обеспе- чивающей разрешение на местности аппаратами СА-20 на черно-белой пленке 6-8 м, на спектрозональной пленке 10-12 м, аппаратами СА-34 на черно-белой пленке 20- 30 м), созданной путем комплексирования фотоаппаратов СА-20М, СА-34 и СА-33 с новой системой управления бор- товым комплексом, новой конструктивно-компоновочной схемой КА, доработкой ряда систем КА. В фотоаппаратуре использованы, наряду с традиционными, новейшие типы отечественных светоприемников и оригинальные сочетания светофильтров. При создании КА «Ресурс-Ф1» в целях максимального сокращения сроков разработки, летных испытаний, ввода в эксплуатацию и уменьшения затрат достигнута высокая степень унификации и использования разработанных и апробированных ранее решений, элементов, материалов, приборов. Вторым этапом работ по созданию космической подси- стемы фотонаблюдения «Ресурс-Ф» являлась разработка космического комплекса «Ресурс-Ф2», предназначенного для проведения разномасштабных многозональных съемок поверхности Земли в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра электромагнитного излучения с вы- соким разрешением на местности, высокими геометриче- скими и фотометрическими характеристиками с помощью специально разработанной для этих целей принципиально новой фотоаппаратуры МК-4, обеспечивающей разрешение на местности на черно-белой пленке 9-12 м, на спектрозо- нальной пленке -15-18 м. Разрешение на местности, полученное с помощью мно- гозональной съемки космическим аппаратом «Ресурс-Ф2», в 2-3 раза выше, чем разрешение многозональной инфор- мации КА «Ресурс-Ф1». Важнейшей особенностью спец- аппаратуры КА «Ресурс-Ф2» являлась возможность обра- ботки получаемой информации в автоматическом режиме на цифровом уровне, что обеспечивалось регистрацией эталонного сенситометрического клина и высокими геоме- трическими параметрами съемочной системы. Увеличение срока активного существования КА «Ресурс-Ф2» более чем в 2 раза, по сравнению со сроком активного существования КА «Ресурс-Ф1», позволило уве- личить кратность покрытия территории полосой обзора до двух-трех раз. Следует отметить, что по параметру разреше- ния фотоаппаратура МК-4 превосходила зарубежные опе- ративные средства получения космической информации, применяемые в то время на станциях «Лэндсат-5» (США) и «Спот» (Франция), что обеспечивало ее конкурентоспособ- ность на внешнем рынке. За время эксплуатации космических комплексов «Ресурс-Ф1» (1979-1999 гг.) и «Ресурс-Ф2» (1987-1995 гг.) было проведено несколько модернизаций этих изделий с целью улучшения их характеристик. Всего было осущест- влено 63 полета этих космических комплексов с положи- тельными результатами. В 1980-е гг. разработка и изготовление космических ап- паратов на предприятии осуществлялись под руководством и при участии Н.П.Родина, ААЧижова, В.Н.Ментюкова, А.Т.Абрамова, АВ.Чечина, В.С.Кандалова, АВ.Соллогуба, ВАКапитонова, ЯАМостового. КА «Ресурс-Ф2». Период эксплуатации -1979-1995 гг. Всего запущено 10 космических аппаратов 341
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Л.-А.Макри2сшсо, С.П.Ъамса^, А.'БЛороцно£, А.ЛГЧцркмн, 'В.14.Ко'жгьшисо£, ?£.салихо£ КПХодиемса, И.Ю.Ильина АО «Корпорация «ВНИИЭМ» КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ЗЕМЛИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА: СЕРИИ «МЕТЕОР-ПРИРОДА» И «РЕСУРС» Программа изучения природных ресурсов Земли «Метеор-Природа» На основе результатов эксплуатации и учитывал зару- бежный опыт, ВНИИЭМ с кооперацией в начале 1970-х гг. стал активно развивать новое направление космической техники ДЗЗ - исследование природных ресурсов Земли - и создал на базе КА «Метеор» также впервые в стране экс- периментальную космическую систему ИПРЗ «Метеор-При- рода». Отечественная программа ИПРЗ из космоса с помо- щью космических аппаратов «Метеор-Природа» началась в июне 1974 г. успешным запуском экспериментального КА «Метеор-Природа» № 1, оснащенного многозональной телевизионной аппаратурой. Программа «Метеор-Природа» в дальнейшем развива- лась как комплексная космическая программа, предусма- тривающая проведение экспериментальных работ по полу- чению, передаче и обработке информации по исследованию Земли, атмосферы, околоземного космического простран- ства, а также экспериментов, направленных на дальнейшее усовершенствование КА для дистанционного зондирования. Следует отметить, что для указанных целей на на- чальном этапе этих работ недостаточно иметь на КА толь- ко аппаратуру с высоким (50-80 м) разрешением и узкой (180-200 км) полосой обзора (пример - космический ап- парат LandSat). Известно, что вероятность безоблачного на- блюдения из космоса регионов, расположенных в средних широтах, составляет лишь 20-30 %, что приводит к факти- ческой периодичности наблюдения одного и того же района не чаще, чем один раз в 1,5-2 месяца и не позволяет опе- ративно оценивать многие быстроменяющиеся параметры, интересующие потребителей информации ИПРЗ. По указанным причинам, а также из-за технической сложности получения и передачи многозональной инфор- мации высокого разрешения во ВНИИЭМ, как головном разработчике КА ИПРЗ, была поставлена задача на первом этапе получить многозональные снимки земной поверхно- сти с достаточно большой обзорностью при относительно низком разрешении. Это позволило бы, с одной стороны, иметь возможность прослеживать состояние достаточно крупных природных объектов и динамику изменения кра- тковременных и сезонных явлений на больших территориях, а с другой - получить определенный опыт в использовании многозональной космической информации и определить требования к постоянно действующей космической системе изучения природных ресурсов Земли. Основными задачами программы «Метеор-Природа» являлись: - создание и отработка специальной аппаратуры и ме- тодов получения, передачи и обработки многозональной телевизионной информации различного разрешения для изучения природных ресурсов; - отработка средств и методов коррекции траектории КА с целью обеспечения необходимых орбитальных характери- стик и наведения трасс КА на тестовые полигоны; - создание и отработка методик обработки и интерпрета- ции многозональной телевизионной информации в интере- сах различных отраслей народного хозяйства и наук о Земле; - создание научно-технического задела для развития и совершенствования КА и систем ИПРЗ и их аппаратуры; КА «Метеор-Природа» - накопление опыта эксплу- атации КА и космических систем ИПРЗ. Для решения комплекса задач изучения Земли из космоса метода- ми дистанционного зондирования необходимо, чтобы измерительная система и сам КА обеспечивали: - постоянную или регулиру- емую периодичность получения информации об одних и тех же районах Земли при одинаковых ус- ловиях освещенности; - оптимальное сочетание гло- бального обзора земной поверх- ности с возможностями получения локальной информации детального осмотра; 342
Глава 5 - возможность одновременного (синхронного) проведе- ния комплексных измерений; - возможность получения многозональной информации с заданным пространственным и спектральным разрешением; - возможность осуществления географической привяз- ки изображений к местности с заданной точностью и т.п. С этой целью на КА дистанционного зондирования устанавливался бортовой информационно-измерительный комплекс. В него входили несколько информационных датчиков (многозональных сканеров), работающих одновре- менно, блок управления, общее устройство синхронизации, кодирования и уплотнения, объединяющее отдельные виды информации в единый информационный поток, запоми- нающие устройства для регистрации информации вне зон радиовидимости и необходимые радиолинии (передатчики и антенно-фидерные устройства) для передачи на наземные приемные пункты информации ДЗ. Программа «Метеор-Природа» в последующее (после 1974 г.) десятилетие прошла последовательно три этапа. Первые КА «Метеор-Природа» создавались на базе спут- ника первого поколения «Метеор» и выводились на такие же приполярные орбиты высотой 900 км и наклонением 82 °. На спутниках устанавливались научно-информацион- ный радиотелевизионный комплекс, состоящий из много- зональных сканеров малого (МСУ-М) и среднего (МСУ-С) разрешения, бортового запоминающего устройства и двух радиопередатчиков дециметрового (466 МГц) и метрового (137 МГц) диапазонов. С запуском КА «Метеор-Природа» № 1 (9 июля 1974 г.) начала действовать отечественная эксплуатационно-экс- периментальная космическая система изучения природных ресурсов Земли. На КА «Метеор-Природа» № 2 (15 мая 1976 г.) проводилась отработка отечественной эксперимен- тальной аппаратуры для ведения непрерывного мониторин- га радиационной обстановки в околоземном космическом пространстве, а также микроволновой, СВЧ-аппаратуры. Был проведен также международный эксперимент со спек- трометром-интерферометром (Германская Демократиче- ская Республика) для определения вертикального профиля температуры и содержания влаги в атмосфере. Впервые была получена и обработана измерительная информация для дистанционного зондирования атмосферы. С1977 г. последующие спутники выводились на солнеч- но-синхронную орбиту со средней высотой 650 км и накло- нением 98 °. Таким образом, впервые появилась возмож- ность получать многоспектральную видеоинформацию по одним и тем же районам земной поверхности в одинаковых условиях освещенности. В1978 г. научно-информационный радиотелевизионный комплекс был принят в эксплуатацию (постановление правительства от 6 февраля 1978 г.), что дало возможность регулярно и оперативно обеспечивать многозональной информацией около 200 организаций раз- личных министерств и ведомств. Следующий этап развития программы ДЗЗ в интересах изучения природных ресурсов и мониторинга природной среды начался в 1980 г. 18 июня 1980 г. был запущен спут- ник следующего поколения, на котором, кроме штатного комплекса РТВК. были установлены два новых комплекса бортовой аппаратуры: - бортовой информационный комплекс БИК-Э в составе многозонального (4-канального) сканера среднего разре- шения с конической разверткой (МСУ-СК), многозонально- го сканера высокого разрешения с электронной разверткой (МСУ-Э), устройства сбора и формирования потока данных и цифрового радиопередающего устройства в диапазоне 466 МГц; - экспериментальная система «Фрагмент» в составе 8-канального оптического сканера и цифрового радиопере- дающего устройства в диапазоне 1000 МГц. Таким образом, появилась возможность осуществлять съемку земной поверхности в различных диапазонах спек- тра с пространственным разрешением на местности от 50 м до 2 км. Применение устройств бортовой калибровки и циф- ровых радиопередающих устройств позволило заметно повы- сить качество получаемой многозональной информации. Программа «Метеор-Природа» включала подготовку и запуск семи спутников, проведение исследований с ис- пользованием получаемых данных, прием, обработку и выдачу всем заинтересованным потребителям многозо- нальных спутниковых изображений. На спутниках «Метеор- Природа» была осуществлена серия экспериментов по ДЗЗ, включая зондирование атмосферы и мониторинг околозем- ного пространства. Кроме многозональной аппаратуры, на КА устанавли- вались спектрометр-радиометр, разработанный специали- стами ГДР и ряда отечественных институтов, а также спек- трометры и радиометры для мониторинга околоземного космического пространства (А-019, А-019Б, А-019М), из- учения верхней атмосферы (А-018, Б-12), созданные специ- алистами ГосНИЦИПР (ныне ФГБУ «НИЦ «Планета»). Программа исследования природных ресурсов метода- ми ДЗЗ предусматривала, как указывалось выше, возмож- ность установки на КА комплекса информационных прибо- ров, нескольких радиолиний и обеспечения одновременного включения этих приборов в различных режимах. Многоре- жимность работы съемочной аппаратуры в совокупности с выбором определенных сочетаний районов получения и пе- редачи данных вызывало потребность в специальном про- граммно-временном устройстве с долговременной памятью или использовании управляющей ЭВМ на борту КА. Боль- шие массивы накапливаемой и передаваемой информации в сочетании со стремлением экономить бортовые энерго- ресурсы и ограниченность зон радиовидимости наземных пунктов приема требовали применения узконаправленных ориентированных бортовых антенн, иногда со специаль- ными электроприводами наведения. Аппаратура, являясь измерительной, требовала обеспечения постоянства тем- пературного режима, а иногда и «глубокого» охлаждения ее датчиков. Кроме того, необходимо было защитить чув- ствительную аппаратуру от помех и влияния сравнительно 343
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 1 Аппаратура видимого и ИК-диапазона для получения изображений облачности и земной поверхности Наименование аппаратуры (разработчик) Назначение Основные технические характеристики Число каналов Спектральный диапазон, мкм Полоса обзора, км Разрешение, м РТВКМСУ-М (РНИИКП) Получение совме- щенных изображе- ний подстилающей поверхности и облачного покрова 4 0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0,8-1,1 2800-3000 (№1,№2) 1800-1900 (осталь- ные) 1500x1500 (№1,№2) 1000x1700 МСУ-С (РНИИКП) Получение совме- щенных изображе- ний подстилающей поверхности и облачного покрова 2 0,6-0,7 0,7-1,0 1000-2000 (№ 1, №2) 1300-1400 250x250 БИК ЭМСУ СУ (РНИИКП) 4 0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0,8-1,1 600 340-500 (№3-1) 150-250 (№3-2) МСУ-Э (РНИИКП) 3 0,5-0,7 0,7-0,8 0,8-1,0 25-30 в полосе 350 62 (I) 104(11-111) (№3-1) 30 (№3-2) Многоканальное сканирующее устрой- ство «Фрагмент» (ГДР, АН ССР) 8 0,4-0,5 0,5-0,6 0,7-0,8 0,8-1,1 1,2-1,3 1,5-1,8 2,1-2,4 90 80 (I—V каналы) 240(VI-VII) 480 (VIII) А-О11 (ГосНИЦИПР). Экспериментальная телевизионная система Получение совме- щенных изображе- ний для наблюдения облачности 2 0,59-0,63 8,0-12,0 2900 9x17 ИК-аппаратура «Ласточка-65» Получение изобра- жений облачности, ледяного и снежного покрова на осве- щенной и теневой стороне Земли 1 8-12 1600 (№ 1, №2) 930 17-25 (№1,№2) 16x16 А-014 (ГосНИЦИПР). Сканирующий ИК- поляриметр Определение фазового состава облаков 2 1,5-1,9 2,1-2,5 2200 45-50 Спектрометр СМП- 32 (Болгария) Исследование от- раженной земной поверхностью сол- нечной радиации в видимой и ближней ИК-области спектра 32 0,457-0,888 280 м2 мощных электротехнических систем в широком диапазоне спектра электромагнитных волн. Особое внимание должно было уделяться динамическим характеристикам КА, чтобы не допускать ухудшения качества информации, вызывае- мого некомпенсированными возмущающими моментами в аппаратуре спутника. Конструкция КА должна быть способной обеспечивать высокую динамическую точность и температурную стабиль- ность установки измерительных приборов относительно осей аппарата, быть достаточно универсальной и позволять сравнительно легко устанавливать различные сочетания из- мерительной и информационной аппаратуры Конструкция аппарата должна быть рассчитана на использование коррек- тирующих двигательных установок для начальной установки необходимой орбиты и регулярной коррекции ее параме- тров в процессе эксплуатации. 344
Глава 5 Всеми этими качествами в значительной степени об- ладали КА серии «Метеор» первого и, особенно, второго поколения. Созданные изначально для метеорологических целей, они удовлетворяли большинству требований ДЗЗ и поэтому были положены в основу реализации эксперимен- тальной программы изучения природных ресурсов Земли из космоса, получив название «Метеор-Природа». Для информационных комплексов, работающих на КА программы «Метеор-Природа», характерным являлось одновременное использование приборов, различных по следующим основным признакам: - по используемым для получения информации диапа- зонам спектра электромагнитных излучений; - по принципам наблюдения - электромеханическое и электронное сканирование по местности и спектру, трасси- рование и т.д.; - по ориентации и геометрическим формам полей об- зора приборов; - по способам передачи информации - цифровым и ана- логовым с помощью телеметрических и специальных информа- ционных радиолиний в метровом и дециметровом диапазонах. Важное место в ходе создания и отработки КА занимало обеспечение электромагнитной совместимости столь раз- нообразных приборов. Найденные технические решения позволили настолько минимизировать помехи по цепям питания и высокочастот- ные - по эфиру, что серьезного влияния на конечный исход экспериментов они не оказали. При разработке информационных приборов были реа- лизованы принципы надежности, использованные при соз- дании КА «Метеор»: - единая программа обеспечения надежности на всех этапах разработки, изготовления, наземных и летных ис- пытаний; - специальные облегченные режимы работы электро- радиоэлементов; - обеспечение резервирования и функциональной из- быточности; - применение термостабилизационных испытаний и другие способы. При создании КА «Метеор-Природа» размещение и ра- ботоспособность сложных приборных комплексов были обеспечены в рамках имевшихся спутниковых конструкций. При решении конструктивно-компоновочных задач были реализованы следующие принципы: - расположение на единой унифицированной платфор- ме всех приборов с целью обеспечения точного наведения оптических осей приборов на Землю; - расположение большинства приборов или их датчиков вне герметичного контейнера с сохранением собственного микроклимата, что позволяло избавиться от иллюминато- ров, снижающих общий уровень полезного сигнала; - компоновка электронных и электромеханических блоков и узлов, не рассчитанных на открытое исполнение, в виде герметичных моноблоков. При компоновке многоприборного комплекса КА была решена задача обеспечения разнообразных полей обзора информационной аппаратуры и достаточно широких диа- грамм направленности нескольких антенн радиотехниче- ских передающих систем. С целью повышения надежности были применены только стационарные антенны без исполь- зования каких-либо раскрывающих механизмов. Работоспособность информационных приборов и их качественные характеристики во многом определяются со- блюдением заданной термостабильности. С этой целью были использованы разнообразные конструкторские реше- ния для обеспечения с точностью до нескольких градусов стабильности температуры чувствительных элементов при- боров. Использование специальных терморегулирующих по- крытий, плоскостных нагревателей и радиаторов, создание конструктивных тепловых мостиков, а также отработанная и экспериментально проверенная методика тепловых расче- тов каждого прибора в отдельности и в комплексе позволи- ли успешно решить сложную задачу обеспечения заданных, достаточно узких диапазонов температуры информацион- ных приборов. В некоторых случаях, при низких темпера- турах (-40 °C и ниже), для чувствительных элементов аппа- ратуры высокого разрешения использовались специальные тепловые трубы и, связанные с ними, охлаждающие экраны, установленные на теневой стороне КА. Важнейшее значение для решения задач дистанционно- го зондирования имело баллистическое построение косми- ческой системы, т.е. характеристики орбит КА, количество спутников на орбитах и их орбитальная динамика. Требо- вания к орбитам достаточно противоречивы. Так, напри- мер, чем выше орбита, тем шире полоса обзора с КА, выше частота наблюдений, но меньше разрешение на местности. Если увеличивать полосу обзора при той же высоте орбиты с сохранением разрешения, то повышается информативность, но увеличиваются геометрические искажения. Для КА ИПРЗ первых этапов развития программы «Ме- теор-Природа» применительно к съемочной аппаратуре, имеющей пространственное разрешение 50 и 250 м и по- лосы обзора 200 и 600 км, выбирались орбиты высотой 600-800 км. При полосе обзора шириной 200 км и высоте круговой орбиты около 640 км период повторных наблюде- ний за одними и теми же районами земного шара должен составлять для экваториальных широт примерно 14 суток. Для средних широт, естественно, повторения будут чаще. Такие орбиты были названы кратными. Для осмотра всего земного шара используются по- лярные и околополярные орбиты, плоскости которых на- клонены к плоскости экватора под углом, близким к 90 °, т.к. только в этом случае осматриваются и полярные райо- ны. Требование (желание) проводить измерения при одина- ковых высотах Солнца исходит из возможностей, которые предоставляют солнечно-синхронные орбиты, плоскость которых поворачивается (процессирует) синхронно с об- ращением Земли вокруг Солнца со скоростью около 1 ° 345
История развития отечественных автоматических космических аппаратов в сутки. При этом орбитальная плоскость КА сохраняет по- стоянный угол к направлению Земля - Солнце. По отноше- нию к плоскости экватора ССО наклонены на 98-100 °. Вы- веденный на такую орбиту КА проходит над одними и теми же широтами в одно и тоже местное солнечное время, т.е. при примерно одинаковых условиях освещенности. Местное время, когда производится наблюдение, устанавливается путем выбора необходимого угла между плоскостью орби- ты и направлением на Солнце. При угле, равном нулю, КА проходит над наблюдаемым районом в местный полдень. С КА ИПРЗ целесообразно вести наблюдения в 9-11 ч по местному времени, т.е. в период минимальной облачно- сти. Освоение ССО в СССР была впервые осуществлена при запуске КА «Метеор-Природа» в июле 1977 г. Большой интерес для решения задач ДЗЗ представ- ляла установка не просто кратной орбиты, а такой, при которой трасса КА с заданной периодичностью проходит через определенный район, например, через тестовый (измерительный) полигон, где одновременно проводятся подспутниковые (самолетные и наземные) наблюдения с целью разработки единых методик интеграции космической информации. Пути решения такой задачи были отработаны в процессе эксперимента с КА «Метеор-Природа», осущест- вленного по программе «Болгария-1300», причем точность наведения трассы на нужный район составила 5-10 км при четырехсуточном периоде повторения наблюдений. В целях более оперативного обзора всей поверхности Земли или более частого наблюдения одних и тех же районов земной поверхности, создаются космические системы из несколь- ких КА. Для поддержания стабильности КС дистанционного зондирования используются КДУ. Одним из важных результатов программы «Метеор- Природа» явились успешные летные испытания электроре- активных двигателей и отработка методик коррекции орбит. На этапе летных испытаний стационарных плазменных дви- гателей на ксеноне в 1972-1975 гг. были отработаны прин- ципиальные вопросы работоспособности таких двигателей в космосе, надежности, стабильности тяги, исследована их электромагнитная совместимость с электрорадиотехниче- скими системами КА, а также проведены различного вида корректирующие маневры. Создана и отработана методика проведения оптималь- ных по времени и расходу электроэнергии различного типа коррекций, имевших целью получение т.н. кратных орбит (в одном из экспериментов была установлена кратная ССО с пятисуточным периодом повторения), а также создания специальных орбит в интересах ИПРЗ. При этом была ре- ализована оптимальная стратегия определения участков включения КДУ. Экспериментальные КА ИПРЗ, выведенные на орбиты в 1980 и 1981 гг., успешно эксплуатировались более четырех и трех лет соответственно, при этом получен весьма ценный опыт по разработке и созданию перспективных приборов для дистанционного зондирования. Для всех эксперимен- тов с использованием КА «Метеор-Природа» характер- на комплексность изучения как земной поверхности, так и атмосферы. Совместно с упомянутыми многозональны- ми телевизионными приборами на КА «Метеор-Природа» испытывались в разных сочетаниях еще десять приборов, работающих в видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах спектра, а также восемь приборов для исследо- вания корпускулярных излучений и других параметров кос- мического пространства. Большинство из них испытывалось в космическом пространстве впервые. В ходе выполнения программы «Метеор-Природа» впервые в отечественной практике успешно решены следу- ющие научно-технические проблемы: 1. Осуществлен переход от отдельных экспериментов к опытной эксплуатации информационной космической си- стемы ИПРЗ первого поколения «Метеор-Природа» в со- ставе одного-двух космических аппаратов и трех наземных пунктов приема и обработки полученной информации. Табл. 2 Орбитальные характеристики КА «Метеор-Природа» Номер КА «Метеор- Природа» Дата запуска Изготовитель Место за- пуска Характеристики орбиты ГПР Срок службы Средняя вы- сота, км Наклонение град №1 09.07.1974 г. ВНИИЭМ Плесецк 900 81,2 6 мес. 2 года 4 мес. №2-1 15.05.1976 г. ВНИИЭМ Плесецк 900 81,2 6 мес. 2 года 2 мес. №2-2 29.06.1977 г. ВНИИЭМ Байконур 650 98 6 мес. 1 год 8 мес. №2-3 25.01.1979 г. ВНИИЭМ Байконур 650 98 6 мес. 2 года 6 мес. №3-1 18.06.1980 г. ВНИИЭМ Байконур 650 98 1 год 8 лет 3 мес. №2-4 10.07.1981 г. ВНИИЭМ Байконур 650 98 6 мес. 3 года 1 мес. №3-2 24.07.1983 г. ВНИИЭМ Байконур 650 98 1 год 3 года 6 мес. 346
Глава 5 2. За время эксплуатации системы с помощью аппарату- ры малого и среднего разрешения территория СССР была снята более 600 раз, т.е. практически общий обзор террито- рии осуществлялся в среднем один раз в 3-4 суток. 3. Освоена синхронно-солнечная орбита применительно к космическим аппаратам дистанционного зондирования. 4. Создан специализированный космический аппа- рат первого поколения «Метеор-Природа» для изучения природных ресурсов Земли, разработаны и реализованы конструктивно-компоновочные принципы приборных плат- форм для КА ДЗ в моноблочном и негерметичном исполне- ниях; решены проблемы электромагнитной совместимости и обеспечения тепловых режимов многоприборных ком- плексов; получен опыт для дальнейшего усовершенствова- ния КА для ИПРЗ. 5. Отработаны и внедрены в оперативную практику ме- тоды визуальной интерпретации телевизионных многозо- нальных широкозахватных изображений среднего и мало- го разрешения в интересах различных отраслей народного хозяйства, расширены сферы применения поступающей информации. 6. Получен научно-технический и конструкторский опыт создания усовершенствованных приборов, работающих в видимом, ИК- и СВЧ-диапазонах и экспериментальной интерпретации их информации. 7. Создана и отработана оптимальная методика коррек- ции траектории КА с помощью электрореактивных двига- телей малой тяги с целью получения кратных орбит и на- ведения трасс КА на измерительные полигоны ИПРЗ при подспутниковых экспериментах. КА «Ресурс-ОЭ», «Ресурс-01» № 1 и №2 Установка на космических аппаратах многозональных информационных приборов по первой в России програм- ме исследований природных ресурсов Земли из космоса «Метеор-Природа» показала большую заинтересованность потребителей в прикладном использовании космических данных в интересах ряда отраслей народного хозяйства. С целью развития системы исследований природных ресур- сов Земли из космоса в 1977 г. вышло постановление пра- вительства, посвященное созданию в Советском Союзе кос- мической системы «Ресурс», которым поэтапное развитие подсистемы оперативного наблюдения поверхности суши с КА «Ресурс-О» поручалось ВНИИЭМ. В рамках реализации этого постановления 18 июня 1980 г. на базе спутниковой платформы СП-I (разработка ВНИИЭМ) был создан и вы- веден на синхронно-солнечную орбиту экспериментальный КА «Ресурс-ОЭ». Целью создания КА было продолжение эксплуатации работавшей тогда системы «Метеор-Приро- да», для чего на нем был установлен радиотелевизионный комплекс и проводилась летная отработка новых, более совершенных, информационных приборов подсистемы «Ресурс-0». Платформа СП-I обеспечила установку на КА «Ресурс-ОЭ» уникального комплекса новых информационно-измери- тельных средств получения многозональной космической информации высокого, среднего и малого разрешения, также было обеспечено его длительное функционирование. Проводилась одновременная съемка земной поверхности с помощью сканирующих устройств различного типа в 17 под- диапазонах спектра от 0,4 до 2,4 мкм с разрешением от 30 до 800 м в полосах обзора от 30 до 2000 км. Особый инте- рес представляла новая аппаратура КА. Разработанная в ИКИ АН СССР в сотрудничестве с ВНИИЭМ и предприятием «Карл Цейс Йена» (ГДР) циф- ровая сканирующая система «Фрагмент» впервые в рос- сийской практике обеспечивала измерение спектральных энергетических яркостей природных образований в восьми спектральных интервалах с различной точностью, при изме- рениях использовались бортовые калибровочные и эталон- ные источники света. Задачей системы «Фрагмент» явля- лось получение в космосе и передача в реальном времени на Землю радиометрической видеоинформации о земной поверхности и отработка на ее основе принципов построе- ния оперативной космической системы исследования при- родных ресурсов Земли в видимой и ИК-области спектра электромагнитных волн. В составе КА «Ресурс-ОЭ» система «Фрагмент» успешно проработала 4 года. Система позволила впервые в стране обеспечить научные и народно-хозяйственные организации оперативной цифро- вой космической видеоинформацией высокого качества и радиометрической точности. Многолетняя эксплуатация си- стемы «Фрагмент» подтвердила верность использованных при ее создании методических и технологических подходов к конструированию бортовых приборов, предназначенных для работы в открытом космосе и реализованных впоследствии при создании соответствующих систем для КА «Ресурс-0». Большое количество многозональных изображений местности, полученных системой «Фрагмент» для разных районов и в разные сезоны, было успешно использовано отраслевыми специалистами для создания программно-ал- горитмического обеспечения цифровой обработки изобра- жений, отработки методики исследования Земли из космоса и для решения многих задач наук о Земле и хозяйственных отраслей. Обработка и тематическая интерпретация видео- информации, полученной системой «Фрагмент», осущест- влялись и в рамках программы «Интеркосмос» с привлече- нием широкой международной кооперации. На космическом аппарате «Ресурс-ОЭ» был также уста- новлен бортовой информационный комплекс БИК-Э, раз- работанный в РНИИ космического приборостроения (ныне АО «Российские космические системы») в составе: - многозональное сканирующее устройство среднего разрешения (170 м) МСУ-СК с конической оптико-механи- ческой разверткой; - многозональное сканирующее устройство высокого разрешения (30 м) МСУ-Э с электронной разверткой, вы- полненное с использованием ПЗС- приемников; 347
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - устройство преобразования и уплотнения информации; - цифровое радиопередающее устройство в диапазоне 460-470 МГц. Особо следует отметить прибор МСУ-Э, в котором впервые в мировой космической технике было применено электронное сканирование линеек с ПЗС-структурами, а по- лоса захвата в 50 км могла перемещаться в полосе обзора в 650 км за счет поворота приемного зеркала. В КА Spot этот принцип стал использоваться только в 1982 г. при за- пуске КА № 1. Также впервые в КА «Ресурс-ОЭ» был при- менен способ т.н. космической лупы, когда внутри широкой (650-700 км) полосы просмотра сканера среднего разреше- ния можно было «досмотреть» узкую полосу в 50 км с по- вышенным в 3-4 раза разрешением, этот способ приобрел значительную популярность у потребителей и стал как бы визитной карточкой российских КА серии «Ресурс-01». Продолжалась опытная эксплуатация космической си- стемы «Метеор-Природа», в состав которой в 1980 г. во- шел, по существу, КА «Ресурс-ОЭ», поскольку на нем, кро- ме экспериментальных приборов БИК-Э и «Фрагмент», был установлен телевизионный многозональный комплекс РТВК. Фактически до 1988 г. информация передавалась от двух КА. Это позволило получать обзор территории Со- ветского Союза в среднем каждые 4-5 суток, в сотни на- учно-исследовательских организаций двадцати министерств и ведомств рассылались десятки тысяч дубль-негативов, фотографий и ортопланов многоспектральной телевизион- ной информации. Наиболее эффективно эта информация использовалась в интересах гидрологии, морского флота, геологии и лесно- го хозяйства. С помощью информации РТВК в ясную погоду проводилась оценка ледовой обстановки на морях и океанах, в т.ч. картирование распределения и динамики движения ле- довых полей, возраста и сплоченности льда, обнаружение свободных айсбергов и др. На основе этих оценок обеспе- чивалось проведение ряда важных народно-хозяйственных мероприятий. По снимкам РТВК проводились регулярные и оперативные оценки границ и динамики снежного покрова в горных и полуторных районах, гидрологического режима рек и других водных объектов, особенно в период паводков. Значительных результатов достигли специалисты лесного хозяйства, применявшие спектрозональную спутниковую информацию для обнаружения очагов лесных пожаров и контроля их распространения. Многолетнее (более 8 лет) нормальное функциониро- вание КА «Ресурс-ОЭ» в реальных условиях космического полета с уникальным комплексом информационной аппа- ратуры ДЗЗ подтвердило соответствие параметров ориен- тации, стабилизации и других составляющих спутниковой платформы СП-I первого поколения для пространственных разрешений до 30-45 м, определенной радиометрической точности, тепловых параметров и качества электроэнергии КА. В состав платформы СП-I на КА «Ресурс-ОЭ» с целью отработки статических методов получения криогенных тем- ператур для глубокого охлаждения приемников излучения радиометров в дальнем (10-14 мкм) инфракрасном диа- пазоне был введен разработанный НИИЭМ радиационный холодильник. Впервые на низкоорбитальном КА, в условиях значительного теплопотока от Земли, были получены тем- пературы 100-105 К. Практическая эксплуатация космической подсисте- мы «Ресурс-01», в которой последовательно работали КА «Ресурс-ОЭ» (запуск 18 июня 1980 г.), «Ресурс-01» № 1 (запуск 3 октября 1985 г.) и «Ресурс-01» № 2 (запуск 20 апреля 1988 г.) продолжалась в течение 14 лет при сред- нем сроке службы КА более 5 лет. КА «Ресурс-О1» №3 и №4 Ко второй половине 1980-х гг. возникла необходимость серьезного усовершенствования спутниковых платформ для КА ДЗЗ с учетом мировых тенденций того времени. В рамках совершенствования гидрометеорологических и природно-ресурсных космических систем НПП ВНИИЭМ совместно с Истринским филиалом (ныне АО «НИИЭМ») создали спутниковую платформу второго поколения для КА ДЗЗ - СП-ll, получившую в дальнейшем наименование «Ресурс-УКП». КА «Ресурс-О1» №3 348
Глава 5 Ю.В.Трифонов Главный конструктор КА «Электро», КК для изучения природных ресурсов Земли с КА «Ресурс-0», КК «Метеор-ЗМ». Д.т.н. Лауреат премии Правительства РФ В платформе СП-ll при со- хранении отработанных общих конструктивно-компоновочных и структурно-функциональных прин- ципов реализован ряд технических новшеств и впервые достигнут вы- сокий уровень унификации для решения многоцелевых задач с использованием российской и за- рубежной аппаратуры. На базе усовершенствованной спутниковой платформы создавались космиче- ские аппараты нового поколения «Ресурс-01» № 3 и «Ресурс-01» № 4. Главным конструктором был назначен заместитель директора ВНИИЭМ Ю.В.Трифонов. КА «Ресурс-01»№ 3 был запущен 4 ноября 1994 г. и вы- веден впервые в мировой практике на широтно-стабилизиро- ванную по высоте орбиту в диапазон 663-690 км. Включение в состав КА экспериментальной радиолинии сантиметрового диапазона создало условия применения сети для малых пун- КА «Ресурс-01» № 4 ктов приема информации, установленных непосредственно у местных потребителей, позволив создать на их основе тер- риториальные центры получения, обработки и использова- ния данных ДЗЗ. С целью обеспечения функционирования этой сети с распределенным доступом ко всем данным КА Табл.З Основной состав целевом аппаратуры КА «Ресурс-01» IP 3 и ее характеристики Аппаратура Спектральный диапазон мкм Пространственное Полоса обзора, км Многоканальный оптико-элек- тронный сканер высокого раз- решения МСУ-Э (2 комплекта) 0,5-0,6 . 0,6-0,7 0,8-0,9 45 (поперек направления полета) 34 (вдоль направления полета) 45 - в зоне обзора 600-700 (80-в режиме работы одновременно двух приборов) Многоканальное оптико-механи- ческое сканирующее устройство среднего разрешения с конической разверткой МСУ- СК (2 комплекта) 0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0,8-1,1 10,4-12,6 160 600 600 349
История развития отечественных автоматических космических аппаратов «Ресурс-О1» № 3 проведено переоборудование несколь- ких перемещаемых комплексов для приема информации в дециметровом диапазоне. Информация с КА «Ресурс-01» № 3 широко применялась в регионах России, принималась и обрабатывалась в Швеции в интересах многих фирм и орга- низаций Европы. Были отработаны организационные формы проведения работ по планированию целевого применения КА, а также принципы взаимодействия государственных и ком- мерческих организаций при совместной деятельности. В июле 1998 г. PH «Зенит» также на широтно-стабили- зированную солнечно-синхронную орбиту, но уже в диапа- зон высот 818-845 км (орбитальный аналог французского КА Spot) был выведен КА «Ресурс-01» № 4. Он должен был со временем заменить КА «Ресурс-01»№ 3. К сожалению, из-за отказа передатчиков область применения КА в 1999 г. резко сузилась. Однако нельзя не сказать о тех крупных ре- зультатах, которые были получены при создании и первом этапе функционирования этого КА. Кроме традиционного экоприродоресурсного ком- плекса, в состав КА «Ресурс-01» № 4 была включена ап- паратура для проведения радиационно-метрических, гелио- геофизических и гидрометеорологических измерений. По решаемым задачам и информационным характеристикам бортовых приборов КА «Ресурс-01» № 4 превосходил все предшествующие аппараты серии «Ресурс-01». Более пол- ное использование массогабаритных резервов служебной платформы КА позволили значительно повысить эффек- тивность использования аппарата путем установки комплек- сов бортовой аппаратуры различного назначения, а также установки пяти малых отделяемых спутников, принадлежа- щих Австралии, Германии, Израилю, Таиланду и Чили. КА «Ресурс-01» № 4 отличался от предыдущих аппара- тов этого типа модернизированным бортовым природоре- сурсным комплексом, в котором увеличена вдвое емкость запоминающего устройства - с 6 до 12 мин записи, а про- пускная способность радиолинии - с 7,68 до 15,3 Мбит/с (при передаче на малые пункты приема информации) или 61,44 Мбит/с (для основных и региональных центров при- ема и обработки данных, расположенных в гг. Обнинск, Долгопрудный и Новосибирск). В состав этого бортового комплекса входили сканирую- щие устройства среднего и высокого разрешения МСУ-СК с полосой обзора 760 км и МСУ-Э с полосой обзора 60 км в надире и 84 км на краю зоны и полосой захвата 650 х 150 км, бортовое запоминающее устройство и радиолиния передачи видеоинформации. В МСУ-СК введен шестой поддиапазон для обнаружения пожаров. Существенно улучшено соотно- шение сигнал-шум. Разрешение МСУ-Э повышено до 27 м. В интересах метеорологического обеспечения на КА установлены: - телевизионный метеорологический радиометр МР-900 с шириной обзора 2500 км; - сканирующий прибор для анализа радиационного ба- ланса системы Земля-атмосфера (СРРБ, Франция); Табл. 4 Основной состав целевой аппаратуры КА «Ресурс-01» IP 4 н ее характеристики Аппаратура Спектральный диапазон, мкм Пространственное разрешение, м Полоса обзора, км Многоканальный оптико- электронный сканер высокого разрешения МСУ-3 (2 комплекта) 0,5-0,6 0,6-0,7 0,8-0,9 40 (поперек направления полета); 30 (вдоль направления полета) 60-взоне обзора800 (110-в режиме работы одновременно двух приборов) Многоканальное оптико-механи- ческое сканирующее устройство среднего разрешения с кониче- ской разверткой МСУ-СК (2 комплекта) 0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0,8-1,1 10,4-12,6 3,5-4,1 160 160 160 160 700 720 Сканирующий радиометр радиационного баланса СРРБ 0,55-0,65 0,2-4,0 0,2-50,0 10,5-12,5 60 2200 Измеритель солнечной постоянной ИСП-2 0,2-10,5 0,3-3,0 Радиационно-магнитометриче- ский комплекс РМК-М 1-90 МэВ (протоны) 0,17-3,0 МэВ (электроны) Телевизионная метеорологическая аппаратура МР-900М Видимый и ближний ИК-диапазон Разрешение 1,6 х 1,8 км Передача данных по радиолинии 137 МГц Бортовой магнитофон Запись в течение 6-6,5 мин со скоростью информационного потока 15,36 Мбит/с 350
Глава 5 Озеро Байкал весной. 11 апреля 1998 г. Снимок прибора МСУ-СК КА «Ресурс-01» №3 Дельта Селенги. 25 сентября 1997г. Снимок прибора МСУ-Э КА «Ресурс-01» №3 Полуостров Святой нос. 24 мая2000г. Снимок прибора МСУ-Э КА «Ресурс-01» №3 Озеро Иссык-Куль (Кыргызстан). Снимок прибора МСУ-СК КА «Ресурс-01» №4 - измеритель солнечной постоянной ИСП-2. В интересах гелиогеофизических наблюдений на КА установлены: - прибор для контроля радиационной обстановки в око- лоземном космическом пространстве РМК-М (Россия-Бе- лоруссия); - малогабаритный телескоп для регистрации параме- тров космических лучей (Nina, Италия). Для сбора и передачи экологической информации от наземных средств установлена радиотехническая система ИРИС (Германия-Бельгия). Пять малых отделяемых спут- ников различных стран, установленных на КА «Ресурс-01» № 4, стали уникальным примером международного сотруд- ничества Сочетание высокого и среднего разрешения соответ- ственно в узкой и широкой полосе обзора у отечественных КА типа «Ресурс-01» обеспечило возможность осущест- вления мониторингового режима с периодичностью реги- онального обзора 3-4 сут. со свободным доступом массо- вых потребителей и возможностью детального досмотра с достаточно высоким разрешением эколого-геофизиче- ских объектов. Эта возможность широкоохватного, монито- рингового режима наблюдения с возможностью детального досмотра интересующих потребителей локальных образо- ваний являлось уникальной особенностью КА «Ресурс-01», определяющей как бы «нишу», которую занимали отече- ственные средства экоприродоресурсного назначения среди зарубежных аналогов. 351
История развития отечественных автоматических космических аппаратов A 'ЦЛ.Лито^енкл ОАО «Корпорация «Комета» ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ МОРСКОЙ КОСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ И ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ С КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ «УС-А» И «УС-П» Боевая эксплуатация системы морской космической разведки и целеуказания с космическими аппаратами радиолокационной разведки «УС-А» началась с 1975 г., а с КА обоих типов («УС-А» и «УС-П») - с 1979 г. Запуски КА осуществлялись специальными подразделениями поли- гона Байконур. Функции планирования использования системы МКРЦ по целевому назначению, управления орбитальной груп- пировкой КА, а также прием на наземный специальный комплекс накопленной информации возлагались на под- разделения специального Центра ВМФ. Важной задачей, возлагаемой на систему МКРЦ в 1970-1980 гг., стало обе- спечение данными разведки и целеуказания подводных ло- док и надводных кораблей, несущих боевое дежурство. В эти годы боевое дежурство являлось основным видом система- тических действий сил флота в мирное время. В тоже время система МКРЦ использовалась для наблюдения за ходом различных локальных конфликтов. Высокая эффективность созданной системы МКРЦ особенно ярко проявилась летом 1982 г. во время англо-ар- гентинского конфликта из-за Фолклендских (Мальвинских) островов. Система позволила полностью отслеживать об- становку на море, по полученной от системы информации Главным штабом ВМФ был определен момент начала вы- садки английского десанта. Такая информация о надводной обстановке в акваториях центральной и южной Атлантики в интересах ВМФ СССР могла быть получена только косми- ческими средствами разведки. На вскрытие надводной обстановки в районе конфликта на орбиты в 1982 г. были выведены два космических аппа- рата системы МКРЦ: КА «УС-П» - 29 апреля, КА «УС-А» - 14 мая. По данным космической разведки, в первую очередь по показаниям КА «УС-А», было вскрыто сосредоточение основной группировки английских ВМС на границе двухсот- мильной зоны относительно Фолклендских островов, фор- мирование из ее состава трех десантных отрядов и занятие ими к 20 мая исходной позиции на удалении 80-90 миль от предполагаемых мест высадки десанта. Анализ этих данных позволил заблаговременно выявить намерения командо- вания английской группировки и спрогнозировать начало десантной операции на 21 мая, что и подтвердилось развер- нувшимися событиями. Следует отметить, что в процессе этого конфликта средства космической разведки США постоянно контроли- ровали поведение аргентинских ВМС и полученную инфор- мацию выдавали командованию английской группировки. По получению этой информации 2 мая 1982 г. английская КА "УС-П* Система МКРЦ 352
Глава 5 подводная лодка была наведена на аргентинский крейсер «Генерал Бельграно» и с дистанции 40 кабельтовых вы- полнила по нему атаку двумя торпедами, которые поразили цель, и крейсер затонул. Таким образом, в ходе этого ло- кального конфликта была убедительно подтверждена воз- можность космических разведывательных систем эффек- тивно решать возлагаемые на них задачи в любых районах Мирового океана. Анализ режимов работы на излучение корабельных радиолокационных станций в различных условиях опера- тивно-тактической обстановки позволил сделать следующие выводы: - на переходах авианосных группировок РЛС использо- вались, как правило, в режиме ограничения на излучение; - в период конфликта в районах боевого патрулирова- ния корабельные РЛС использовались без ограничений. За период совместных испытаний и боевой эксплуата- ции системы МКРЦ было запущено 32 КА «УС-А», один из которых не был выведен на орбиту (25 апреля 1973 г.), и 50 КА «УС-П», один из которых не функционировал из-за не- исправностей служебных систем (11 марта 1982 г.), а другой не был выведен на орбиту (23 декабря 1985 г.). Ракета-носитель «Циклон-2» обеспечила запуск всех КА «УС-А» и «УС-П» без замечаний. Разработчики систе- мы МКРЦ постоянно работали над повышением ресурса работы бортовых систем и аппаратуры КА, что позволило к середине 1980-х гг. существенно увеличить срок активного существования КА «УС-А» с 45 до 130 сут., а КА «УС-П» - с 90 до 700 сут. Определенные сложности выявились при эксплуатации КА «УС-А» с ядерной энергетической установкой. На КА «УС-А» («Космос-954», запущен 18 сентября 1978 г.). КА нормально функционировал 110 сут. Внезапно 6 января 1978 г. произошла разгерметизация приборного отсека и прекратилось управление космическим аппаратом, коман- ды на увод отделяемой радиационно-опасной части КА на высокую орбиту не проходили. Предполагаемой причиной разгерметизации приборного отсека могло явиться стол- кновение КА со сторонним объектом неизвестного проис- хождения. КА прекратил свое существование над северной частью Канады. Как выяснилось позже, упавшие на терри- торию Канады фрагменты КА не представляли серьезной опасности. По результатам запуска КА «УС-А» («Космос-954») были проведены доработки по внедрению дополнительных мер, направленных на обеспечение радиационной безопасности при эксплуатации КА «УС-А». Была разработана и включена в состав ЯЭУ вторая дублирующая система, обеспечивающая при снижении высоты КА до 100 км разрушение конструкции реактора и диспергирование радиоактивных материалов до мелких частиц, выпадение которых на поверхность Земли не представляет опасности для населения. Эффективность выполненных доработок ЯЭУ была проверена при запусках КА «УС-А» («Космос-1402» и «Космос-1900»), Следует отметить, что возможность выво- да КА с ЯЭУ допускается международным правом. Но руко- водством нашей страны, в связи с международной реакцией на запуски КА с ЯЭУ, было принято решение о временном приостановлении эксплуатации КА «УС-А». Созданная усилиями видных деятелей науки и техники СССР система МКРЦ, состоящая из сложнейших разнород- ных технических комплексов, объединенных устройствами сопряжения и единым алгоритмом функционирования, успешно решает задачи как разведки надводной обстанов- ки в акватории Мирового океана, так и целеуказания про- тивокорабельному оружию ВМФ. Система МКРЦ явилась первой системой космической разведки и целеуказания по подвижным морским целям, не имеющей аналогов до по- следних лет. Своеобразную оценку созданной системы дал военно-промышленный комплекс США, который, разраба- тывая противоспутниковую систему Asat, обосновал необхо- димость ее создания для противодействия в первую очередь спутникам системы МКРЦ. Отличительными особенностями системы МКРЦ явля- лось то, что она, в результате ведения космическим аппа- ратом радиотехнической (пассивной) и радиолокационной (активной) разведки, обеспечивала передачу информации в реальном масштабе времени на надводные корабли и подводные лодки для выработки целеуказания противо- корабельному ракетному оружию. При этом на КА радио- локационной разведки для обеспечения питания бортового радиолокатора использовалась ядерная энергетическая установка. Это позволяет утверждать, что система МКРЦ в 1970-1980-х гг. по своим тактическим возможностям в значительной мере опережала другие системы космической радиоэлектронной разведки на долгие годы вперед, в т.ч. систему радиотехнической разведки ВМС США WhiteCloud, развернутую в 1976-1980 гг. ОАО «Корпорация «Комета» СИСТЕМЫ ПРОТИВОКОСМИЧЕСКОЙ ОБОРОНЫ «ИС-МУ» и «ис-мд» В ноябре 1978 г. в ЦНИИ «Комета» началась разра- ботка комплекса «ИС-МУ» для перехвата маневрирующих KA-целей. В 1982 г. К.А.Власко-Власов был назначен глав- ным конструктором космической системы ПРН, а работу над новым комплексом возглавил Л.С.Легезо. 14 марта 1981 г. и 18 июня 1982 г. состоялись испытательные пуски космических перехватчиков с использованием всех штат- ных средств системы. Это были последние реальные пуски KA-перехватчиков комплекса противокосмической обороны «ИС». Всего за период работ по системе ПКО было разра- ботано и изготовлено более 50 КА для комплекса «ИС» 353
История развития отечественных автоматических космических аппаратов 24 марта 1983 г., на следующий день после провоз- глашения Р.Рейганом стратегической оборонной иници- ативы, генеральный секретарь ЦК КПСС Ю.В.Андропов заслушал сообщения своих помощников о содержании программы СОИ и возможных последствиях ее реа- лизации. После серии консультаций Ю.В.Андропов дал указания подготовить план мероприятий по выполнению аналогичной программы в СССР. 18 августа 1983 г. ре- шением Ю.В.Андропова прекращены испытания системы противокосмической обороны «ИС-МУ». Рассказывает генерал Ю.В. Вотинцев: «В начале августа 1983 г. я прибыл на совещание к заместителю начальника Генерального штаба, генералу армии Сергею Федоровичу Ахромееву. Закончив обсуж- дение вопросов ПРО и ПКО, он неожиданно заявил, что в самое ближайшее время Генеральный секретарь ЦК КПСС Ю.В.Андропов объявит о прекращении в одностороннем по- рядке испытаний противоспутникового оружия. Я поднялся с места и стал категорически возражать. Заявил о том, что нам необходимо еще хотя бы 3-4 ме- сяца для экспериментального подтверждения принципов модернизации системы «ИС-М». С.Ф.Ахромеев резко оборвал: - О чем вы раньше думали? Совещание окончилось. После заявления Ю.В.Андропова комплекс ПКО замолчал». Сегодня трудно ответить на вопрос о том, что побуди- ло генерального секретаря ЦК КПСС принять это решение. Видимые причины таковы: колоссальная стоимость пред- стоящих затрат на проведение в СССР полномасштабных работ, аналогичных программе американской СОИ, на фоне растущих негативных тенденций в экономике, а также стремление лидера государства хоть как-то облегчить бремя расходов на оборону. 9 февраля 1984 г. Ю.В.Андропов скончался. Работы по комплексу «ИС-МУ» возобновились. Боекомплект из 16 KA-перехватчиков в полной готовности хранился на Байконуре. Вскоре вышло решение о подготовке к прове- дению испытаний новой системы ПКО против низкоорби- тальных спутников. США продолжали разработку системы ПКО Asat и в 1985 г. провели ее испытание, перехватив на высоте 530 км спутник «Солвинд», о чем объявили в открытой печати. После этих испытаний Конгресс США ввел запрет на проведение дальнейших работ. Видимо, дав- ление соответствующего лобби было сильным, и в 1988 г. Конгресс снял свой запрет. Работы над системой ПКО в США возобновились. Рассказывает генерал В.М.Красковский: «13 февраля 1989 г. состоялось совещание у Главноко- мандующего войсками ПВО по противокосмической систе- ме. Приняли участие ОАЛосев, А.Г.Басистов, Б.В.Бункин, А.И.Савин, Л.М.Леонов, О.П.Сидоров. Министерство ино- странных дел требовало свернуть систему и демонтировать ее объекты. Особенно настаивали на выполнении этих тре- бований заместитель министра иностранных дел Карпов и некоторые его советники. Главком не соглашался и считал это очередной уступкой американцам, приводящей к нару- шению баланса сил в ракетно-космической области. Наше сопротивление было основано на том, что США не намере- ны сокращать свои программы в космической области. 3 марта 1989 г. начальник Генерального штаба генерал армии М.А.Моисеев посетил командный пункт СПРН и радиолокатор «Дон» в Софрино, а несколько дней спустя побывал на ЦККП и командном пункте ПКО в Дуброво. Во время осмотра объектов нам с начальником главного штаба Войск ПВО генерал-полковником И.М.Мальцевым удалось доложить М.А.Моисееву о нецелесообразности требования Министерства иностранных дел демонтировать систему противокосмической обороны. На некоторое время МИД успокоился». 17 апреля 1991 г., после проведения государственных испытаний, постановлением ЦК КПСС и Совета Мини- стров СССР комплекс «ИС-МУ» в составе ракеты-носи- теля «Циклон-2» и КА 14Ф10 был принят в эксплуатацию. Указом Президента РФ от 26 апреля 1993 г. комплекс ПКО «ИС-МУ» снят с эксплуатации Вооруженных Сил РФ. Снятие с эксплуатации комплекса ПКО «ИС-МУ» обосно- вывалось как подтверждение приверженности Российской Федерации миролюбивой политике в области освоения и использования космического пространства. После принятия решения о прекращении эксплуата- ции комплекса «ИС» в ЦНИИ «Комета» в 1990-е гг. были продолжены исследовательские работы по разработ- ке проекта комплекса «ИС-МД» для перехвата спутни- ков, находящихся на геостационарных орбитах. Ведущим конструктором системы ПКО в ЦНИИ «Комета» был на- значен Э.Я. Кузнецов. Большой вклад в создание комплек- са внесли А.М.Аваев, ПЛАкимов, Б.ГАгафонов, В.М. Бау- лин, П.В. Болохов, П.З. Безродное, Р.В.Воронков, В.П. Васю- ков, Б.Н. Грызлов, В.Ф.Гребенкин, АЛДавыдов, Н.А. Ершов, С.М. Зайцев, Б.Н. Иванов, Ф.Н.Изнак, В.С.Игнатов, В.В. Кро- хин, П.В.Коренюк, БЛ.Карелов, А.К.Качурин, М.М.Крей- мерман, С.С.Клопков, Н.Н.Кица, АЛ.Ковалев, Э.Я. Кузне- цов, Л.А. Лебедев, Л.СЛегезо, Ц. Г. Литовченко, И.М.Мошку- нов, А.Д. Мочалов, В.М.Морозов, АЛМялик, А.А. Марков, О.П. Монахов, Г.Н.Мышинский, С.К.Никитин, С.В. Орлов, В.А. Обухов, А.З.Поляков, Я.И.Павлов, В.М. Писков, В.Ф. По- ляков, В.А.Рубцов, И.Г.Рапопорт, Е.М.Сотников, Ю.Ф. Спи- рин, Э.В.Сидоровский, Е.В.Страшинская, А.И. Ситковский, П.К. Тараканов, А.М.Хованский, В.Г.Хлибко, Н.Т.Черешнев, Г.Г. Чернобельский, ЮАШилобреев, В.А. Шляпужников, Ю.Н. Юдаев, А.В.Яковлев и др. 354
Глава 5 'ЦЯ.Лшпо^'генко, 'К.К.Миаиис ОАО «Корпорация «Комета» ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ «ОКО». РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ «ОКО-1» В 1980 г. орбитальная группировка системы «ОКО» стала пополняться серийными космическими аппаратами до полного состава. Однако совершенствование системы не прекращалось. С1977 по 1980 г. ЦКБ «Геофизика» и ВНИИТ по результатам испытаний провели модернизацию бортовой аппаратуры обнаружения теплопеленгационного и телеви- зионного типов. С1981 г. ЦКБ «Геофизика» для комплектации серийных КА стало поставлять значительно улучшенную аппаратуру работающую в оптимальном для обнаружения баллистиче- ских ракет в спектральном диапазоне. ВНИИТ модернизи- рованный вариант аппаратуры ТВ-типа поставил в 1984 г. К концу 1982 г. совместная с промышленностью опытная эксплуатация системы успешно завершилась. Космические аппараты надежно работали в составе орбитальной груп- пировки полного состава. Средства наземного командного пункта работали с высокими показателями по устойчивости и надежности. 31 декабря 1982 г. приказом министра обо- роны система была переведена в режим боевого дежурства в составе СПРН. Ее аппаратура, алгоритмы и программы были отработаны на самом высоком научно-техническом уровне. Достаточно сказать, что при вероятности правильного обнаружения групповой цели, близкой к единице, удалось обеспечить практически полное исключение ложных тревог. При этом существенные временные потери в контроле раке- тоопасных районов, связанные со сбоями и отказами ЭВМ, удалось свести к нескольким десяткам минут в год. После принятия системы на вооружение в 1979 г. в про- цессе ее эксплуатации проводились работы, направленные на дальнейшее улучшение ее ТТХ. Одна из наиболее суще- ственных - это включение в 1985 г. в состав системы орби- тальной группировки КА на геостационарной орбите. В 1986 г. в результате длительного набора статистики и ее анализа на фоне штатной эксплуатации системы ини- циативной группе специалистов в составе А.М.Шеленкова, В.Ф.Матвеева, В.А.Обухова, С.М.Аладашвили, Ю.Б.Евсти- форова под руководством Г.В.Давыдова удалось дорабо- тать комплексный алгоритм обнаружения в целях перевода системы на наблюдение на фоне пригоризонтной Земли не только в ночных, но и в дневных условиях. Проведенные совместно с 45 ЦНИИ МО и эксплуатирующей войсковой частью испытания подтвердили правильность предлагаемой доработки. В установленном порядке доработки были вне- дрены. В результате произошло существенное возрастание показателей однократного и двукратного накрытия контро- лируемого района. Наконец, в 2002 г. была произведена последняя мо- дернизация системы первого поколения. Был осуществлен перевод орбитальной группировки КА на т.н. беззасветоч- ные орбиты, что позволило практически полностью исклю- чить детермированные потери, обусловленные солнечными засветками БАО, и обеспечить гарантируемое наблюдение контролируемых ракетных полигонов вероятного против- ника. Инициаторами и исполнителями этой доработки были АЛ.Алешин, Ю.Г.Шадрин, Н.П.Еремина, Л.И.Лобынцева, Н.Г.Нагурский, Н.В.Логунова, Т.Н.Павлова (от ЦНИИ «Ко- мета»), А.И.Аладашвили (от ФГУП «Агат-К»), О.Ю.Аксенов, П.Я.Салтанов, В.И.Шестихин, А.А.Звонков, В.С.Тимошенко, С.Ю.Барашкин, ААДолганов. Создав систему «ОКО», кон- структоры приступили к разработке глобальной системы обнаружения стартов БР следующего поколения. С размещением БР не только на наземных (шахтных) пусковых установках, но и на подводных лодках развер- нулись работы по созданию новой системы обнаружения стартов МБР и БРПЛ. 9 августа 1979 г. министром оборо- ны СССР было утверждено тактико-техническое задание на космическую систему глобального обнаружения стартов БР. Головная роль по разработке космической системы второго поколения была сохранена за ЦНИИ «Комета» (главными конструкторами системы в разное время были В.Г.Хлибко, КАВласко-Власов, Г.В.Давыдов, А.М.Бычков, А.Л.Алешин), по разработке ракетно-космического комплекса - за НПО им. САЛавочкина, а по разработке БАО - за ГОИ им. С.И.Вавилова (БАО ТП-типа) и ВНИИТ (БАО ТВ-типа). Было решено провести разработку исходных данных и концепцию построения глобальной системы обнаружения стартов БР. Основой для этого являлся значительный опыт, полученный от разработки и эксплуатации системы первого поколения, и научно-технический задел по созданию ключе- вого элемента системы - БАО, имея в виду такие ее харак- теристики, как пороговая чувствительность, разрешающая способность, размеры поля зрения, темп обмена информа- цией. Большую роль при этом играла отработанная стендо- вая испытательная база как в г. Сосновый Бор, так и на пред- приятиях-разработчиках БАО. Большой вклад в разработку концепции построения системы глобального обнаружения внесли А.И.Савин, В.Г.Хлибко, БАВасченок, С.Ш.Фрадков, Б.В.Фролов, Ц.Г.Литовченко, В.А.Обухов, С.Г.Тотмаков, Ю.Д.Барченков, Г.В.Давыдов, В.В.Синельщиков и др. Первой проблемой создания космической системы вто- рого поколения была разработка БАО с близким к глобаль- ному полем зрения при наблюдении на фоне Земли. Это потребовало создания специального светосильного круп- ногабаритного космического телескопа и реализации спе- циальных мер по исключению перегрузки матрицы фото- приемников при наблюдении освещенной Солнцем Земли. Разработка первых летных образцов БАО ТП-типа с крупногабаритным телескопом и внешним сканирова- нием была поручена ГОИ им. С.И.Вавилова, изготовле- ние серийных экземпляров должно было производиться ЦКБ «Геофизика». И в сравнительно короткие сроки БАО 355
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ТП-типа с крупногабаритным космическим телескопом была создана. Всесторонние светотехнические испытания БАО на комплексном моделирующем стенде в г. Сосновый Бор показали практически полное удовлетворение требова- ниям технического задания. Аппаратура была подготовлена к испытаниям в условиях космоса. Ведущую роль в разработке аппаратуры БАО ТП-типа сы- грали на первом этапе сотрудник ГОИ И.К.Куприянов, а в про- цессе ее создания и испытаний - бессменный руководитель и главный конструктор Л.А.Мирзоева. Достойный вклад в раз- работку БАО от ГОИ им. С.И. Вавилова внесли К.С.Карапетян, Ю.Н.Раковский, В.Ф. Захаренков, Г.А.Маковцов; от ЦКБ «Геофизика» - ДМ.Хорол, Г.Н.Куковкин, И.П.Алексеев, М.М.Карпухин; от НИИ ПФ - В.Г.Буткевич, В.Д.Бочков; от ЦНИИ «Комета» - В.В. Синелыциков, В.Л.Байцуров, ААЖурин, А.М.Блинов, ВАКарманов, ИЛАлексеев и др. Параллельно с БАО ТП-типа разрабатывалась широко- польная БАО ТВ-типа. По замыслу она должна была иметь более высокие обнаружительные характеристики, чем БАО ТП-типа. С этой целью в ее состав была введена замкнутая принудительная система глубокого охлаждения. По смелости и новизне конструкторских решений БАО ТВ-типа не имела аналогов в мировой практике космического приборостро- ения. Проведенные во ВНИИТ светотехнические испытания опытного образца широкопольной БАО ТВ-типа показали соответствие результатов исходному ТЗ (за исключением требований по массогабаритным характеристикам). Прове- дение необходимых конструкторских доработок привело к отставанию (по сравнению с БАО ТП-типа) в сроках изготов- ления первого летного образца. Огромную роль в создании БАО ТВ-типа нового поколения сыграл главный конструктор П.Ф.Брацлавец. После него руководство разработкой воз- главляли М.А.Грудзинский, В.С.Нощенко и В.И.Суслин. От НПО «Электрон» существенный вклад в создание БАО внес- ли разработчики видикона Р.М.Степанов и Т.Б.Станская; от ЦНИИ «Комета» - В.В.Синелыциков и Г.А.Петрова. Достижимые характеристики системы определялись не только свойствами БАО, но и накопленными знаниями и опытом в части потенциальных возможностей алгоритмов обработки специнформации, тесно связанных с вычислительными ре- сурсами ЭВМ. Вычислительные сред- ства канала обработки при практиче- ски глобальном поле зрения должны были иметь существенно (на два порядка) большие быстродействие и объем памяти, чем у создававшихся в тот момент универсальных ЭВМ. Это была вторая проблема создания системы нового поколения. Кол- лективом разработчиков комплекса автоматической обработки специ- альной информации было решено осуществлять постадийно реализацию задачи обработки специнформации и формирования типовых сообщений. Сначала на специ- ализированном быстродействующем вычислителе произво- дилась первичная обработка входного потока информации (с быстродействием приблизительно 450 млн алгоритмиче- ских операций в секунду), затем на второй стадии на универ- сальных многопроцессорных вычислительных комплексах «Эльбрус» выполнялась траекторная обработка и, наконец, на третьей стадии на вычислительном комплексе ВК-3700 формировались и передавались на командный пункт СПРН типовые сообщения. Оригинальную разработку специализи- рованного вычислителя МВР-01 и вычислительного комплек- са ВК-3700 выполнил своими силами ЦНИИ «Комета». Значительный вклад в создание быстродействующе- го специализированного вычислителя, не имевшего в то время аналогов в мире, внесли В.И.Друшляков, В.Г. Мар- кин, В.С.Игнатов, Г.В.Абрамов, И.С.Горшков, В.С. Смолен- ский (ЦНИИ «Комета»), ЕАКривошеев и Е.М.Румянцев Общий вид КА системы «ОКО» второго поколения 356
Глава 5 (ИТМиВТ). В космической системе второго поколения для повышения ее точностных характеристик потребовалась серьезная модернизация бортового комплекса управления КА на ГСО. В его разработку определяющий вклад внес- ли М.М. Креймерман, С.В.Орлов, В.Б.Фролов, И.В. Ниче- го, В.В. Ирсетский, Ю.Я.Быков, ГАЕрмошкин, Б.И. Ратгауз, В.П.Мисник, ААДиленян, Ю.П.Яковенко, В.В. Известный, М.Ю.Тишина и др. В ЦНИИ «Комета» был также создан широкополосный радиоизмерительный управляющий ком- плекс, основными разработчиками которого были В.С. Иг- натов, А.Е.Вересотский, Е.М.Овчинников, А.И. Ситковский, АНКултыгин и др. По исходному замыслу были запроектированы орбиталь- ные группировки из космических аппаратов на стационарной и высокоэллиптической орбитах, а также и два КП - Западный и Восточный. Разработка и изготовление средств КП шли до- статочно успешно. Как правило, строительные и монтажные работы велись параллельно. В первую очередь вводились в строй вычислительные средства, чтобы широким фронтом можно было вести отработку программного обеспечения. Разработка алгоритмов и программ осуществлялась по трем основным направлениям: обработка специнформации (ПАО-О), обработка телеметрической информации (ПАО- ТМ) и управление КА и системой в целом (ПАО-У). Объем программного продукта для всех вычислительных средств системы составлял более десятка миллионов команд. Раз- работкой ПАО-О руководили С.Г.Тотмаков и В.А.Гапон, ПАО-ТМ-Н.Т.Черешнев,А.Н.Тюков,ПАО-У-Ю.С.Перепелов, ЮАКучко, ААХованский, В.Н.Крюков. В целом система второго поколения представляла собой более сложный многофункциональный комплекс бортовых и наземных средств, разнесенных на большие расстояния и увязанных единой системой управления, чем система пер- вого поколения. В этой связи ввод в строй системы предпо- лагалось провести в несколько этапов: - ввод в строй Западного КП, запуск КА на ГСО для про- ведения летных испытаний и наблюдения за западными рай- онами Земли; - ввод в строй Восточного КП и запуск КА на ГСО для наблюдения за восточными районами и затем Западного КП в полном составе с формированием орбитальной группи- ровки штатного состава. После выхода постановления ЦК КПСС и Совета Мини- стров СССР от 22 мая 1985 г. строительство Западного и Вос- точного КП пошло быстрыми темпами. Заводы, изготавливаю- щие средства объектов, без опоздания поставляли аппаратуру. В1985-1990 гг. в стране шла перестройка, которая существен- но осложнила работу и сдвинула сроки создания системы, в частности, работы по изготовлению БАО ТВ-типа. В первую очередь возникли серьезные ограничения в финансировании ОКР. Тем не менее, в 1990 г. были полностью закончены рабо- ты по монтажу и настройке аппаратуры объектов, изготовлены первые опытные летные КА, отработаны штатные программы обработки специнформации и управления. Все это позволило приступить к летно-конструкторским испытаниям. 'В.'ВХартов, Ъ.Ъ.^фано^., М.Ъ.Мартына^, IC.XLJIm'ikoDjc НПО им. С.А.Лавочкина КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАЛЫХ ТЕЛ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ДЛЯ АСТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИЗУЧЕНИЯ СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫХ СВЯЗЕЙ М серии «5ВК» («Вега») Космические аппараты «Вега» созданы в рамках международного проекта «Венера-Галлей» и предназна- чены для исследования в пролетном сближении двух не- бесных объектов: планеты Венера (с десантированием на ее поверхность посадочных аппаратов и внедрением в ее атмосферу аэростатных зондов) и кометы Галлея. К одно- временному участию в выполнении миссии подготовлены два космических аппарата: «Вега-1» и «Вега-2». По реша- емым задачам, схеме полета, конструкции, составу бор- товых систем и научной аппаратуры «Вега-1» и «Вега-2» полностью идентичны. Запуск двух одинаковых аппаратов имеет целью не только повышение общей надежности выполнения экспеди- ционной задачи, но и проведение контактных исследований поверхности Венеры в двух различных районах планеты, а также изучение кометы Галлея при различном удалении ее от Солнца. Запуск КА «Вега-1» осуществлен 15 декабря 1984 г., «Вега-2» - 21 декабря 1984 г. Программа экспеди- ции на этапе исследования Венеры включает: - продолжение изучения атмосферы, облачного слоя и поверхности Венеры с помощью спускаемых аппаратов, в т.ч.: • исследование характеристик атмосферы Венеры в процессе спуска; • исследование грунта Венеры с помощью посадочных аппаратов в местах их контакта с поверхностью (определе- ние характера пород в месте посадки, элементного состава грунта, физико-механических свойств поверхностного слоя грунта); - проведение принципиально новых экспериментов по изучению циркуляции атмосферы Венеры и ее метеороло- гических параметров с помощью аэростатных зондов; ос- новными задачами этого эксперимента являлись: • внедрение в венерианскую атмосферу свободнопла- вающих аэростатов и последующее слежение за их движени- ем с помощью сети наземных радиотелескопов, определяя тем самым направление и скорость ветра; • непосредственное измерение параметров атмосферы с помощью датчиков, размещенных в гондоле АЗ. На этапе исследования кометы Галлея программа экс- педиции включает: 357
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Вега-1» в полете к комете Галлея - поисковое сближение пролетных аппаратов с кометой Галлея с задачей баллистического движения сквозь кому кометы на возможно наименьшем рас- стоянии от ее ядра; - проведение комплексного исследования коме- ты Галлея с пролетной траектории, включая: • изучение структуры и динамики околоядерной области комы; • определение состава газа в околоядерной об- ласти; • определение состава пылевых частиц и их рас- пределение по массе на различных расстояниях от ядра; • определение физических характеристик ядра кометы (размера, формы, свойств поверхности, температуры); • получение телевизионных изображений ее ядра с расстояния порядка 10000 км; • изучение взаимодействия солнечного ветра с атмосферой и ионосферой кометы. В 1985-1986 гг. представилась уникальная воз- можность снарядить экспедицию, совмещающую по- лет к комете Галлея с облетом планеты Венера, и вы- вести космические аппараты на траекторию полета к комете Галлея в результате гравитационного маневра в поле тяготения Венеры. Последовательность и характер операций, вы- полняемых на этапе выведения КА на трассу пере- лета Земля-Венера, идентичен примененным ранее при запусках межпланетных аппаратов (подробное Исследования Венеры (178-176 сут.полета) Основные этапы экспедиции по проекту «Венера-Галлей» 358
сброс тормозного парашюта Н=47 км У=20 м/с п-40 запуск ПВУ СА координаты места посадки просадка Н=50 км т=бо*с Р=0,9 атм отделение баласта V=6-10 м/с q=2-5 кг/м2 ввод парашюта увода сброс нижней полусферы Н=бЗ км У=100 м/с 0«-б2* q=150 кг/м2 посадка t=61 мин V=8 м/с q=210 кг/м2 1^180° увод верхней ,Н=65 км полусферы Н=64 км V-160 м/с 0—53* q=330 кг/м2 Т=-30* вход Н=125 — '3 _„j V< 11 км/с V=280L/c © = -19® в=-33® q=790 кг/м2 сброс аэростатного зонда Н=б2 км V=50 м/с е=-88« q=40 кг/м2 Т=-25*С Р=0,2 атм ввод парашюта ввода аэростата (ПВА) Н-57 км V=30 м/с q-40 кг/м2 Т=10*С Р=0,4 атм развертывание и наполнение оболочки АЗ Н=55км У=8 м/с q=3 кг/м2 отделение парашюта с системой наполнение 11=53 км У=5 м/с q=l,5 кг/м2 Т==40*1С Р-0,6 атм выход на высоту дрейфя t“ 15-25 мин Н=54 км Т=30’С Р=0,5 атм Схема спуска СА «Вега» на поверхность Венеры
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Москва Опорный радиосигнал сОА Крым НАУЧНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ: 1. Давление атмосферы. 2. Температура атмосферы; х Радиосигнал пульсация температуры. с аэростатного зонда 3. Вертикальная компонента скорости ветра. 4. Плотность облаков. 5. Скорость дрейфа и К СОСТАВ ЗОНДА: — 1. оболочка - масса 12,4 кг диаметр - 3,4 м газ (гелий) - 2 кг 2. Подвеска - длина - 12... 13 м 3. Гондола - масса 53 кг □ПОСТАВ ГОНДОЛЫ: ^Натчик температуры <1а л аз он - 0-70°С 2. Датчик давления диапазон - 0,2... 1,5 бар 3. Датчик скорости ветра диапазон ±2,0 м/с 4. Датчик аэрозольной плотности 5. Радиопередатчик с антенной длина волны - 18 см мощность - 5 ВТ скорость передачи 4 бит/с и I бит/с 6. Программно-временное устройство цикл измерений 75 с цикл передачи 1800 с 7. Литиевая батарея емкость 300 вт час Масса плавающего аэростатного зонда ~21кг Время функционирования - 24-48 часов Высота дрейфа 53-55 км Схема эксперимента «Аэростат» описание этого этапа в разделе «Космические аппараты серии «4В»). Параметры опорной круговой орбиты ИСЗ: наклонение - 51,5 °, период обращения - 87,6 мин. Старт с этой орбиты в направлении Венеры - спустя 1,3 ч пассив- ного полета по ней. Этап перелета к Венере длится почти полгода. За 7-10 сут. до подлета к Венере КА переходит в режим постоянной трехосной ориентации, при которой острона- правленная антенна наводится на Землю, а продольная ось аппарата (ось X) перпендикулярна плоскости Солнце-КА- Земля. Этот режим сохраняется и дальше, вплоть до под- лета к комете. Вблизи планеты, после того как завершено наведение, за двое суток до входа СА и пролетный аппарат разделяются, и ПрА осуществляет маневр увода на пролет- ную траекторию для создания наилучших условий ретран- сляции сигналов с СА. Схема спуска СА «Вега» аналогична реализованным в экспедициях КА «Венера-11» - «Венера-14». В атмосфере проводятся следующие исследования: измерение темпера- туры, давления, скорости ветра и содержания Н20; исследо- Уссурийск вание поглощения и рассеяния света; регистрация и анализ количественного содержания элементарных газов, газо- вых соединений и некоторых изотопов. На поверхности проводятся исследо- вание химического состава грунта, из- учение содержания радиоактивных элементов. Основное отличие - осущест- вляемые в процессе спуска отделение и ввод в действие аэростатного зонда. Совершая полностью автономный полет и производя метеорологические измерения с помощью приборов мете- окомплекса, размещенных в гондоле, АЗ периодически передает полученную информацию на Землю. Расчетное вре- мя существования АЗ - около 2 сут. Ис- следовательский зонд другого вида (по- садочный аппарат) выполняет в то же время научную программу, являющуюся продолжением аналогичных программ. После завершения операций у Вене- ры и формирования достаточно протя- женной мерной базы для послепролет- ного уточнения траекторных параметров ПрА, используемых для определения координат АЗ, через 2-4 недели после пролета Венеры траектория ПрА коррек- тируется и начинается полет по орбите, обеспечивающей в номинальном случае встречу с кометой Галлея. Кроме этой коррекции, как уже отмечалось выше, за- планировано проведение еще двух кор- рекций: в середине перелета и за 2-4 не- дели до подлета к комете, обеспечивая пролет КА на расстоянии около 10000 км от ядра кометы. Базовым аппаратом при создании КА «Вега» стал кос- мический аппарат серии «4В1М», предназначенной для ис- следования планеты Венера по пролетно-десантной схеме. По конструкции и составу бортовых систем они в основном идентичны, а компоновка существенно изменена. КА «Вега» состоит из пролетного и спускаемого аппаратов. Спускае- мый аппарат установлен посредством конического пере- ходника (проставки) в верхней части пролетного аппарата на блоке баков и закреплен в этом положении с помощью стяжных металлических лент. Хотя по компоновке пролетный аппарат (ПрА) «Вега» во многом повторяет пролетные аппараты семейства «4В» (серий «4В», «4В1», «4В1М»), новые задачи потребовали внесения изменений и в его компоновку, и в конструкцию, в состав и некоторые режимы работы его бортовых систем. Самые главные изменения связаны именно с выполнением задачи пролетного сближения КА с ядром кометы Галлея. При подготовке этой части экспедиции, еще на стадии про- ведения проектных работ, была разработана инженерная 360
Глава 5 модель кометы Галлея, посредством которой определен диапазон физиче- ских параметров, влияющих на функци- онирование используемых технических средств. Она же явилась основополага- ющей при проектировании этих средств. Значительные изменения в конструкции пролетного аппарата были направлены в первую очередь на повышение его жи- вучести в условиях жесточайшей бом- бардировки пылевыми частицами. Жизненно важные места самого ПрА, атакже научной аппаратуры и бор- товой кабельной сети защищены броней в виде двуслойных, а в некоторых ме- стах и трехслойных экранов. Площадь защищаемой поверхности (без солнеч- ных панелей) - около 5 м2. Обеспечива- ющие выживаемость аппарата с вероят- ностью 90 % экраны рассчитаны таким образом, чтобы защищать его от частиц с массами, большими 103 г (полная ве- роятность столкновения с аппаратом больших частиц не превышает 10 %). Абсолютно новым элементом конструк- ции для отечественных КА этого класса, служащим средством размещения и со- провождающего наведения научной це- левой аппаратуры на исследуемый дви- жущийся объект, стала автоматическая стабилизированная платформа. Автоматическая стабилизированная платформа представляет собой точный сервомеханизм с двумя степенями сво- боды. Основные элементы конструк- ции - две рамы, узел зачековки, торси- он, два поворотных механизма. Одна из рам служит для размещения научной ап- паратуры, другая - для крепления АСПГ к внешней поверхности торового отсека ПрА. Повороты АСПГ осуществляются с помощью двух сервоприводов. Уникальная научная программа исследований планеты Венеры с по- мощью КА «Вега-1» и «Вега-2» вы- полнена частично. На венерианскую часть экспедиции КА «Вега» были возложены такие актуальные задачи, как исследование суперротации ат- мосферы, химических превращений на разных высотах, состава окутываю- щего всю планету облачного покрова, распространенности воды, возможных проявлений вулканической активности, химического состава грунта. за 2 часа до яролета ИЗМЕРЕНИЯ Д- 950 тыс.км - 10 тысжм м j сут„ до ир<Ы1< Тс - 4 часа (сеаяс) Д-7мла.км Тша “ 3 часа (ядучяыс язмсреяяя) Тс * 3 часа НАУЧНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ за 2 сут. до ярой. Д “ 14 МЛЯ.КМ Тс - 3 часа Тиа “ 2 часа 18 зв.вел. ОРБИТА ЮПИТЕРА Схема движения кометы Галлея и КА «Вега-1», «Вега-2», выполняющих задачу сближения и пролета вблизи кометного ядра Космический аппарат (АКК) «Вега» 361
История развития отечественных автоматических космических аппаратов 1107 2.—10s 3.—103 Инженерная модель кометы Галлея Пролетный аппарат АКК «Вега» На посадочных аппаратах проведено несколько новых экс- периментов, нацеленных на раз- ностороннее изучение состава и физических свойств частиц в об- лаках. Впервые детально исследо- ваны характеристики аэрозольной среды и содержание малых газо- вых составляющих на ночной сто- роне планеты. Впервые проведены прецизионные измерения тем- пературы (с ошибкой -1К) и дав- ления в полном диапазоне высот (от 63 км до поверхности. Обна- ружена инверсия вблизи верхней границы диапазона). Продолжены контактные исследования эле- ментного состава грунта, начатые на «Венере-13» и «Венере-14». С помощью рентгенорадиоме- трических приборов, также уста- новленных на посадочных аппара- тах, в облаках Венеры обнаружены еще сера, хлор и фосфор. Часть серы находится и в свободном виде, образуя частицы, окраши- вающие облака в желтоватый цвет. С помощью влагомеров получены два вертикальных профиля водя- ного пара ночной стороны Венеры на высотах от 60 до 25-30 км для районов посадки, отстоящих друг от друга на 1500 км. Содержание водяного пара очень мало, в диа- пазоне 0,12-0,20 % по объему. Исследования состава проб грунта на «Вегах» с помощью рентгеновского спектрометра, как и содержания радиоактивных элементов гамма-спектрометром, позволили еще более приблизить- ся к пониманию геологического строения, истории магматизма на Венере, к хронологии событий, формировавших ее поверхность и кору. Новые измерения элемент- ного состава горных пород позво- ляют утверждать, что грунт близок по составу породам группы анор- тозит-норит-троктолит, т.е. очень древним. Измерения содержания радиоактивных пород (К, U, Th) при помощи гамма-спектрометра привели к выводу, что в обоих ме- 362
Глава 5 стах посадки они близки к толеитовым базаль- там. Аэростатное зондирование атмосферы стало принципиально новым направлением ис- следования планеты Венеры, позволяющим от- ветить на ряд важнейших вопросов, которые не могут быть решены с помощью спускаемых ап- паратов. В атмосфере Венеры существует отлич- ный от земного тип циркуляции, исследование его имеет принципиальное значение, в т.ч. для понимания механизмов, влияющих на долгопе- риодичные вариации климата Земли. Проведенные во второй части экспедиции исследования ядра, комы и пылевых частиц кометы Галлея можно с уверенностью назвать первыми прямыми исследованиями. Никогда еще ученые не располагали таким обилием ин- формации, поступавшей непосредственно из окрестностей ядра кометы. Велся прямой теле- визионный репортаж о происходящем, только цветопередача была условно - каждый цвет характеризовал определенную яркость различ- ных областей кометы, и сигнал запаздывал на 8-10 мин (сказывалось огромное расстояние, разделяющее Землю и КА «Вега»), Впервые ученые смогли заглянуть сквозь «газопылевой кокон», окружающий ядро. Это оказалось вы- тянутое тело, имеющее протяженность 14 км, 67 км в поперечнике, испещренное кратероподобными об- разованиями и медленно вращающееся с периодом около 53 ч. Гипотеза о двойном или составном ядре не подтвер- дилась. Температура поверхности по результатам измерений инфракрасных спектрометров составила +(30-130) °C, что сильно отличается от модельных оценок, равных —(80—90) °C. Ученые выдвинули несколько рабочих гипотез, объясняющих данный результат. По одной из них (модель «мартовского снега»), которую признали основной, ядро представляет собой конгломерат обычного водного льда с примесями сконденсировавшихся летучих веществ и вмороженных в них тугоплавких пыле- вых частиц метеоритного состава (каменистых и металли- ческих). Таким образом, от солнечного излучения ледяное ядро защищает тонкий слой (около 1 см) спектрально-ней- трального, весьма темного тугоплавкого вещества с низкой теплопроводностью и имеющего пористую структуру. Часть солнечного излучения это вещество переизлучает в инфра- красном диапазоне, часть передает ледяному конгломерату. Лед постепенно испаряется, а в некоторых местах корка про- рывается реактивными струями газа - джетами. Прямые измерения установили, что компонентами пер- вичного вещества кометы («родительскими молекулами») являются вода и двуокись углерода. Тщательный анализ спектрограмм позволит выявить химические процессы «ре- актора кометы», образующего многочисленные вторичные Узел зачековкн Торсион Крышка колеса р Рама крепления АСП-Г к аппарату Блок управления АСП-Г Опорные ролики колеса р Привод я редуктор колеса р Рама крепления научной аппаратуры Аналоговый датчик наведения Привод колеса а Редуктор колеса а Колесо а Автоматическая стабилизированная платформа молекулы. Каждую секунду из ядра выбрасывалось 5-Ют пыли. Анализ «пойманных» пылинок выделил три группы: - первая, напоминающая по составу метеориты (угли- стые хондриты); - вторая, содержащая еще изотопы углерода 12С и ,3С; - третья - микроскопические льдинки с различным со- отношением Н20 и С02. Большая группа приборов исследовала кометную плаз- му и ее взаимодействие с солнечным ветром. В частности, был обнаружен на расстоянии 1 млн км от ядра фронт об- разующейся ударной волны, что подтвердило правильность теории явления. КА серии «1Ф» («Фобос») Космические аппараты серии «1Ф» («Фобос») пред- назначены для проведения комплексных исследований объектов Солнечной системы: Фобоса, спутника Марса (дистанционно и при контакте), путем сближения с ним вплоть до состояния «бреющего полета» над его поверх- ностью и десантирования на нее стационарного и под- вижного исследовательских зондов (ДАС и ПР0П-ФП), планеты Марс (с подлетной траектории и с орбиты ИСМ), Солнца. Также они предназначены для исследований меж- планетного космического пространства, исследований в области астрофизики. 363
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Сближение КА «1Ф» с Фобосом Серия «1Ф», созданная в рамках международного про- екта «Фобос», состоит из двух аппаратов: КА «Фобос-1» и КА «Фобос-2», частично отличающихся по составу целе- вой (научной) аппаратуры. Предусмотрено одновременное применение обоих аппаратов в одной экспедиции. Дубли- рование аппаратов призвано повысить общую надежность выполнения целевой задачи и несколько расширить иссле- довательские задачи экспедиции. Запуски КА «Фобос-1» осуществлен 7 июля 1988 г., «Фобос-2» -12 июля 1988 г. В программу экспедиции входили следующие задачи: 1. Проведение ЛКИ вводимого в эксплуатацию кос- мического аппарата нового поколения, разработанного как универсальный космический аппарат для проведения комплексных исследований планет и малых тел Солнечной системы. 2. Выполнение научной программы, предусматривающей решение ряда задач: а) на трассе перелета: - изучение Солнца в рентгеновском (КА «Фобос-1»), ультрафиолетовом и видимом диапазонах (КА «Фобос-1 »и «Фобос-2»); - получение трехмерной стереоскопи- ческой структуры солнечной хромосферы и короны; - определение состава солнечного ветра; - изучение характеристик межпланетных ударных волн; - локализация космических гамма- всплесков; б) на орбитах вокруг Марса: - уточнение параметров орбитального движения Фобоса и его физических свойств; - зондирование поверхности и атмосфе- ры Марса в видимом, ультрафиолетовом, инфракрасном и гамма-диапазонах; - изучение структуры магнитосферы Марса, определение параметров магнитного поля; - изучение Солнца и межпланетного пространства; в) при сближении с Фобосом: - телевизионная съемка поверхности Фобоса с высоким разрешением; - определение химического, минералогического состава поверхности Фобоса, его физических свойств; - изучение внутреннего строения Фобоса, его радиофи- зических характеристик; - десантирование на его поверхность долгоживущей автономной станции (ДАС - КА «Фобос-1», «Фобос-2») и передвижного зонда (ПРОП-ФП - КА «Фобос-2»), Последовательность и смысловой характер операций, выполняемых на первом этапе запуска, идентичны приме- ненным ранее с участием PH УР-500К «Протон». На траек- Баллистическая схема экспедиции КА серии «1Ф» 364
Глава 5 тории Земля - Марс предусмотрено проведение трех коррекций по дан- ным наземных траекторных измере- ний. Проведение первой коррекции планируется на 7-10-е сут. полета, второй - за 20-30 сут. и третьей - за 2-3 сут. до подлета к Марсу. Продол- жительность перелета - 202 сут. Для сближения с Фобосом кос- мический аппарат переводится на орбиту наблюдения - круговую эк- ваториальную орбиту искусственно- го спутника Марса высотой около 6280 км, которая приблизительно на 300 км превышает высоту орбиты Фобоса. С целью снижения энерге- тических затрат для выведения на та- кую орбиту принята трехимпульсная схема перехода. После выведения космического аппарата на орбиту наблюдения начинается этап пред- варительного сближения с Фобосом зависание над поверхностью и сброс зондов. Космический аппарат серии «1Ф» разработан как унифициро- ванный базовый аппарат для осу- ществления многоцелевых и раз- ноплановых экспедиций с целью исследования планет и малых тел (ко- мет, астероидов, спутников планет) Солнечной системы. Аппарат спро- ектирован так, что его конструкция и состав систем служебного модуля остаются практически неизменными при смене в выборе объекта изуче- ния (Марс, Венера, Луна или другие, в т.ч. малые, тела). Переоснащения, связанные с изменением цели и на- учной программы экспедиции, каса- ются в основном запасов топлива и состава исследовательских средств и состава научной аппаратуры. Космический аппарат состоит из орбитального блока и автономной двигательной установки. В верхней части орбитального блока предус- мотрено размещение на специаль- ной платформе полезной нагрузки, определяемой задачами межпла- нетной экспедиции. Для экспедиции в рамках международного проекта «Фобос» полезной нагрузкой для КА серии «1Ф» являлись отделяе- мые исследовательские зонды ДАС и Схема перелета Земля - Марс Маневр поднятия высоты перицентра до высоты орбиты Фобоса Траектория подлета к Марсу Маневр торможения для выход на орбиту наблюдения Вторая вании до 35» суток переходная орбита Первая Время пребывания до 25 суток J Орбита наблюдения переходная орбита Время пре- бывания до 30 суток ремя( пребы- Маневр торможения для выхода на переходную пятисуточную орбиту Схема выведения КА на орбиту наблюдения 365
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Автоматический космический аппарат «Фобос» ПРОП-ФП. На этой же платформе размещена научная аппа- ратура для исследования Солнца. КА «Фобос» конструктивно значительно отличается от своих предшественников - автоматических космических ап- паратов, предназначенных для планетных исследований (КА «Венера», «Вега», «Марс»), Силовым элементом конструк- ции КА «Фобос» стал герметичный торовый приборный отсек, к которому снизу пристыковывается автономная дви- гательная установка, а сверху - отсек научной аппаратуры (цилиндрический приборный отсек). Такая компоновка позволяет добиться наименьшей массы собственно конструкции аппарата и минимальных моментов инерции, от которых зависит его маневренность. Благодаря принципу многоступенчатости в процессе поле- та удается освободиться от уже отработавших элементов - «сброс» АДУ позволяет на определенном этапе «включить- ся в работу» ранее закрытой ею и размещенной в торовом приборном отсеке служебной и научной аппаратуре, необхо- димой для сближения с Фобосом и проведения программы его исследований. Орбитальный блок состоит из торового и цилиндриче- ского приборных контейнеров, образующих корпус ОБ, па- нелей солнечных батарей, остронаправленной антенны, ДУ ориентации и стабилизации, телевизионной системы, датчи- ков астроориентации и научной аппаратуры, размещенных снаружи корпуса ОБ. Основным конструктивно-силовым элементом орбитального блока, как это следует из выше- изложенного, является герметичный торовый приборный контейнер. К нему присоединены две раскрываемые панели солнечной батареи. Исследовательские зонды, десантируемые на поверхность Фобоса Как уже ранее было сказано, для экспедиции в рамках международного проекта «Фобос» в состав полезной нагруз- ки для КА серии «1Ф» введены отделяемые исследователь- ские зонды двух типов - стационарный (ДАС) и передвиж- ной (ПРОП-ФП). ПРОП-ФП - передвижной (самоходный) аппарат, разработанный во ВНИИ Трансмаш - организации, которая известна созданием шасси для «Лунохода». Предна- значен для проведения научных исследований на поверхности Фобоса в различных ее точках по трассе передвижения зонда. Для перемещений аппарата в условиях сверхмалой гравита- ции выбран принцип передвижения прыжками. Для проведения научных измерений на аппарате уста- новлен комплекс научных приборов: - пенетрометр СА ПРОП-ФП для определения физи- ко-механических свойств грунта Фобоса (разработчик - ВНИИ Трансмаш); - устройство измерения ускорений для определения па- раметров динамики и соударения СА ПРОП-ФП с поверхно- стью (ВНИИ Трансмаш); - автоматический рентгено-флюоресцентный спектро- метр (АРС) для определения элементного состава грунта (ГЕОХИ); - магнитометр МФП для определения параметров маг- нитного поля Фобоса (ИЗМИРАН). ДАС - долгоживущая автономная станция, предназначен- ная для проведения комплекса научных исследований в месте посадки на поверхности Фобоса со сроком работы не менее 366
Глава 5 трех месяцев. ДАС отделяется от ОБ в конце участка его за- висания над поверхностью Фобоса. Относительная скорость сближения ДАС и Фобоса составляет несколько метров в се- кунду. Чтобы посадка была ориентированной, станция после отделения от космического аппарата закручивается вокруг своей продольной оси. После посадки она активно закрепля- ется на поверхности Фобоса при помощи щупа, заглубляе- мого пиромеханическим устройством. После закрепления на поверхности станция приводится в рабочее состояние. Над платформой, прижатой к поверхности, поднимается рама с научной и служебной аппаратурой, над которой размещена поворотная платформа с солнечными батареями, антеннами, оптическими датчиками и телекамерами. Наиболее значимым в реализации научной программы КА «Фобос-1» стали результаты экспериментов, выполнен- ных при помощи солнечного телескопа «Терек». Ученые смогли одновременно наблюдать наименее изученные до этого времени слои солнечной атмосферы - хромосферу, корону и переходный слой. Получена уникальная информа- ция о структуре и динамике этих слоев. На изображениях, полученных с помощью регистрирующей системы, отчет- ливо видна сложная структура плазменных образований в солнечной атмосфере. Новые данные позволили понять динамику (от нескольких минут до месяца) различных обра- зований в атмосфере Солнца при температурах от десятков тысяч до десятков миллионов градусов. Программа была выполнена частично. КА нового поколения «Фобос - Грунт» С целью реализации миссии «Фобос - Грунт» в НПО им. САЛавочкина в приоритетном порядке создается одно- именный космический комплекс, который был запущен 9 но- ября 2011 г. Основная цель проекта - доставка на Землю об- разцов вещества, образующего поверхностный слой Фобоса. Для проведения научных исследований в процессе перелета и на поверхности Фобоса на перелетном модуле будет раз- мещена также многоинформативная научная аппаратура, с помощью которой планируется провести около 20 научных экспериментов. Это приборы по исследованию на месте свойств грунта (спектрометрические исследования, опре- деление его оптических, механических свойств, глубинное просвечивание), а также оборудование для дистанционного Схема полета космического комплекса «Фобос - Грунт» 367
История развития отечественных автоматических космических аппаратов изучения Марса и окружающего пространства. Научные исследования начнутся уже с момента подлета станции к планете. Будет проведено дистанционное глобальное из- учение Марса с орбиты его искусственного спутника с целью выбора районов, наиболее перспективных с точки зрения последующих контактных исследований. На борту аппарата также предусматривается установка дополнительной полез- ной нагрузки. Основой конструктивно-силовой схемы комплекса (АМС) «Фобос - Грунт» является призматическая кон- струкция перелетного модуля - восьмигранный каркас из сотовых панелей, снабженных тепловыми трубами для обе- спечения теплового режима аппаратуры. На этих панелях размещается бортовая научная и служебная аппаратура, ра- ботать которой предстоит в условиях открытого космоса. К сожалению, вывести АКК «Фобос - Грунт» на траекторию перелета не удалось. КА для астрофизических исследований С начала космической эры, рождение которой было определено в СССР запуском первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 г., были продемонстрированы огромные возможно- сти, реализующиеся космической техникой в научном, социально-экономическом и оборонном направлениях. В частности, это позволило создать новое направление фун- даментальных исследований - внеатмос- ферную астрономию. Первая отечественная астрофизическая космическая обсерватория «Астрон» была запущена более 30 лет назад - 23 марта 1983 г. Наш и зарубежный опыт показал, что создание таких обсерваторий - весьма слож- ная научно-техническая и дорогая задача, и в настоящее время она может решаться только Россией, США и Евросоюзом. «Астрон» положил начало в нашей стране созданию внеатмосферных обсерва- торий. 1 декабря 1989 г. была запущена на орбиту обсерватория «Гранат», работающая в рентгеновском и гамма-диапазонах из- лучения. 18 июля 2011 г. запущена обсерва- тория «Радиоастрон». На ближайшую пер- спективу готовятся к запуску «Спектр-РГ» и «Спектр-УФ». В НПО им. С.А.Лавочкина ведется проектирование перспективных ав- томатических космических аппаратов «Гам- ма-400» и «Спектр-Миллиметрон». Эти аппараты созданы или создаются в НПО им. САЛавочкина. Современные космиче- ские обсерватории строятся на одной много- функциональной орбитальной платформе «Навигатор», подтвердившей свою эффективность в соста- ве аппаратов «Электро-Л» № 1 и «Спектр-Р». Предметом астрофизики является исследование фи- зических процессов во Вселенной. Основным источником информации об удаленных космических объектах служит приходящее от них электромагнитное излучение. В астро- физике также возникли новые прикладные направления, из которых для нас представляет наибольший интерес изучения солнечно-земных связей, что существенно влияет на косми- ческую погоду и, следовательно, на всю жизнь Земли. Космический аппарат «Астрой» («1А») Космический аппарат «Астрон» («1А») предназначен для проведения астрофизических исследований галактиче- ских и внегалактических источников космического излуче- ния. «Астрон» стал первым отечественным автоматическим космическим аппаратом, специализированным под каче- ственно новую научную программу, включающую в себя: - исследование в ультрафиолетовом диапазоне волн не- подвижных звездных объектов и наблюдения протяженных или перемещающихся по небу источников излучения; КА «Астрон» в полете 368
Глава 5 - исследование рентгеновских источников и проведение обзора небесной сферы в рентгеновском диапазоне; - одновременное проведение наблюдений в ультрафио- летовом и рентгеновском диапазонах волн. Основная цель - восприятие (с выявлением нюансов) и регистрация, в т.ч. в динамике, космических электромагнит- ных излучений вне искажающего влияния на них земной ат- мосферы. Комплекс научных исследований, проводимых с помощью КА «Астрон» в ультрафиолетовой и рентгеновской областях электромагнитного излучения, обеспечил решение следующего круга проблем: - исследование межзвезд- ной среды; - изучение молодых звезд большой массы; - изучение перемешивания вещества в звездах, установле- ние места протекания ядерных реакций; - изучение нестационарных ядер галактик; - изучение круговорота ма- терии (звезды - межзвездная среда-звезды); - обнаружение сверхтяже- лых элементов у горячих звезд; - поиск короткоживущих элементов у звезд; - определение содержания элементов кислородной группы у звезд; - изучение состава звездных хромосфер и корон и др. Запуск КА «Астрон» осуществлен 23 марта 1983 г. Особые требования предъявлялись к формированию рабочей орбиты космической обсерватории. Програм- ма предполагала возможность проведения исследований практически в любой области небесной сферы, но суще- ствовал ряд вполне обоснованных ограничений, лишь при оптимальном соблюдении которых задача становилась вы- полнимой. Требование минимального времени нахождения КА в радиационных поясах Земли (т.е. ниже 40000 км) и в ее тени диктовалось условиями работы научной аппаратуры. Для «Астрона» в качестве рабочей выбрана высокоэл- липтическая орбита с высотой в перигее 2000 км, высотой в апогее 200000 км, наклонением 51,5 ° и периодом обра- щения 5880 мин. Орбита подвержена значительным эволю- циям, позволяющим свыше 90 % времени вести измерения вне тени Земли и ее радиационных поясов, и оптимальна с точки зрения остальных ограничений В качестве базового аппарата для «Астрона» выбран служебный модуль космических аппаратов серии «Венера» («4В», «4В1», «4В1М»). Такой выбор способствовал успеш- ному решению многих проблем, в т.ч.: - служебные модули КА этой серии надежно функци- онировали в космосе, следовательно, качественно новая и достаточно сложная научная программа реализовыва- лась на хорошо зарекомендовавшей себя космической технике; - сократилось время подготовки нового эксперимента и снизилась стоимость проекта. Конструкция и структура служебного модуля «Астрона», по сравнению с базовым, существенно изменена. Внеатмосферная астрофизическая обсерватория «Астрон» 369
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Ультрафиолетовый телескоп а - конструкция УФТ: 1 - бленда УФТ 2 - крышка УФТ с приводом 3 -узел вторичного зеркала 4 - вторичное зеркало УФТ 5 - фторлоновый герметизирующий корпус 6 - бленда главного зеркала 7 -корпус УФТ 8 - камера опознавания звездного поля 9 - коническая проставка 10 - главное зеркало УФТ 11 - датчик положения звезды (офсетной) 12 - датчик положения звезды (центральной) 13-ультрафиолетовый спектрометр б - оптическая схема УФТ: 14 - выходные щели УФ-спектрометра (3 щели -0,05x10 мм; 1 щель - 0,5 х 10 мм) 15-входнаящель УФ-спектрометра (0,04мм) 16 - дифракционная решетка УФ-спектрометра 17-ФЭУ1 18-ФЭУ2 19-ФЭУЗ Научная аппаратура внеатмосферной астрофизической обсерватории «Астрой» Оля выполнения вышеперечисленных научных задач на борту КА установлен двухзеркальный ультрафиолетовый телескоп «Спика» и комплекс рентгеновских спектрометров СКР02М. Главный научный прибор космической обсервато- рии - ультрафиолетовый телескоп «Спика», установленный на опорном цилиндре. Визирная ось телескопа направлена вдоль оси +Х космического аппарата. Работая с внеатмосферной обсерваторией «Астрон», отечественные исследователи космоса впервые обрели богатый опыт длительных астрофизических наблюдений с борта непилотируемого космического аппарата. По своей результативности этот космический проект считается одним из самых успешных Всего исследовано более 200 объектов, в рентгенов- ском диапазоне - свыше 70 различных источников. Часть источников наблюдалась одновременно в рентгеновском и УФ-диапазонах (в частности, Сверхновая 1987а). Были по- лучены спектры нескольких сотен звезд, нескольких десятков галактик и галактических эмиссионных туманностей, фоно- вых областей нашей Галактики, а также нескольких комет. С 1985 по 1986 г. наблюдалась динамика комы кометы Галлея, в конце февраля 1987 г. зафиксирована вспышка Сверхновой в Большом Магеллановом Облаке, а 23 дека- бря 1983 г. выполнены наблюдения симбиотической звез- ды в созвездии Андромеды. Исследовались звезды, в т.ч. с необычным химическим составом, новые и сверхновые звезды, в частности, Сверхновая 1987 года в Большом Ма- геллановом Облаке, другие галактики, газовые туманности и кометы. Проведены многочисленные наблюдения распределе- ния энергии в спектрах звезд, записаны профили спек- тральных линий, измерены потоки излучения во многих эмиссионных линиях в спектрах диффузионных галакти- ческих туманностей. Проведены уникальные исследования подвижных объектов, таких как кометы Галлея, Вилсона, Соррелса и Бредфильда. Получены многочисленные спек- тры газовой комы кометы Галлея и ее фотометрические разрезы на разных расстояниях от ядра (в линии гидрок- сила). В течение пяти лет с борта «Астрона» проводились также исследования астрообъектов с помощью комплекса рентгеновской аппаратуры. Часть представляющих особый интерес источников излучения подвергалась наблюдениям неоднократно. Исследованы 8 барстеров, 15 рентгеновских пульсаров, 21 сильно переменный источник, 25 слабых ис- точников (в их число входит Сверхновая 1987а, которая на- блюдалась в 17 сеансах). Космический аппарат «Гранат» («1АС») Космический аппарат «Гранат» («1 АС») - вторая из соз- данных в СССР астрофизических внеатмосферных непило- тируемых обсерваторий. Он предназначен для проведения астрофизических исследований галактических и внегалак- тических источников космического излучения в рентгенов- ском и гамма-диапазонах электромагнитного излучения Его задачей является проведение детальных исследований компактных и протяженных космических источников рент- геновского и мягкого гамма-излучений. 370
Глава 5 Обсерватория задумана как работающий на орбите ИСЗ комплекс приборов, воспри- нимающий излучения в широчайшем диапазо- не - от 2 кэВ до 100 МэВ. Ее появление от- крывало новые возможности для определения температуры тепловой плазмы в скоплениях галактик, рентгеновских пульсарах, аккре- ционных дисках вокруг черных дыр, для вы- явления космических объектов, где работают нетепловые механизмы излучения. Научная программа КА «Гранат» включает: - построение изображения с высоким разрешением и высокой чувствительностью участков небесной сферы в гамма- и рентге- новском диапазонах, локализацию дискрет- ных источников рентгеновского и гамма-из- лучений; - исследование спектральных характе- ристик излучения космических источников в рентгеновском и гамма-диапазонах длин волн и поведения их во времени; - измерение линейной поляризации излу- чения рентгеновских источников; - исследование фонового рентгеновского излучения Вселенной, его мелкомасштабной изотропии; - патрульное слежение за небесной сфе- рой с целью обнаружения и изучения источни- ков рентгеновского и гамма-излучений. Программой полета предусмотрено про- ведение научных исследований в течение восьми месяцев. Запуск КА «Гранат» осущест- влен 1 декабря 1989 г. Начальные параметры рабочей орбиты КА «Гранат» выбраны с та- ким расчетом, чтобы удовлетворить все тре- бования со стороны разработчиков научной аппаратуры, служебных систем и наземных средств управления. Поскольку основа бортовой научной ап- паратуры - комплекс рентгеновских при- боров (телескопов), которые могут работать только вне радиационных поясов Земли (Н > 80000 км), орбита «Граната» должна обе- спечивать его нахождение в течение наиболее длительного времени вне влияния этих по- ясов, т.е. иметь максимально возможную по полетным условиям высоту апогея. Выбрана высокоэллиптическая орбита с высотой в перигее 2000 км, высотой в апогее 200000 км, наклонением 51,5 °, аргументом перигея 285 °, долготой восходящего узла 25 ° и периодом обращения 5880 мин (-4 сут.). Выбранная орбита позволяет космической об- серватории находиться вне пределов земной магнитосферы в течение трех (из четырех) КА «Гранат» в полете Схема полета КА «Гранат» 371
История развития отечественных автоматических космических аппаратов суток и проводить круглосуточные на- блюдения в условиях относительно по- стоянного фонового излучения. Кроме того, она обеспечивает большой срок баллистического существования (реаль- но -9,5 лет). В состав КА «Гранат» входят орби- тальный модуль и комплекс научной аппаратуры. При создании астрофизи- ческой обсерватории «Гранат» за основу взят служебный модуль КА «Астрон», конструкция которого была доработана. Научная аппаратура внеатмосфер- ной астрофизической обсерватории «Гранат» Для выполнения программы астро- физических исследований с участием ученых СССР, Франции, Дании и Бол- гарии на борту КА «Гранат» установлен комплекс научной аппаратуры. Уже первые наблюдения, проведенные об- серваторией «Гранат», дали сенсаци- онные научные результаты. Изображе- ния центра Галактики, построенные по информации, полученной с телескопов АРТП и «Сигма», позволили определить местонахождение и идентифициро- вать мощный источник излучения высоких энергий. То, что этот источник (1Е174029) не совпадает с динамическим центром Галактики, а расположен от него в 40 угловых минутах, представляло собой информацию первостепен- ной важности. В дальнейшем наблюдение области центра Галактики проводилось многократно и продолжительное время. Заемный лагчнк 1ис1£мы ориен1ацин ( олнечныи дз1чнк сис1емы ориенгании Внеатмосферная астрофизическая обсерватория «Гранат» Научные результаты, полученные КА «Гранат», вошли в историю мировой астрофизики. Среди них - открытие излучения в линии аннигиляции электронов-позитронов в спектрах двух рентгеновских источников - кандидатов в черные дыры; открытие квазипериодических осцилляций рентгеновского потока от кандидатов в черные дыры; откры- тие трех ярчайших рентгеновских Новых, общепризнанных ныне кандидатов в черные дыры; построение уникальных карт Центральной области нашей Галактики в рентгеновских Размещение научной аппаратуры на борту КА «Гранат» 1 -гамма-телескоп «Сигма» 2 - звездный датчик телескопа «Сигма» 3 - комплекс телескопов на поворотной платформе «Подсолнух» 4 - комплекс рентгеновских телескопов АРТС 5 - спектрометр высоких энергий «Фебус» 6-детектор гамма-всплесков «Конус» 7 - обзорный детектор рентгеновских всплесков «Вотч» 8 - обзорный детектор рентгеновских всплесков «Вотч» 9 - монитор заряженных частиц КС1814 10-детектор гамма-всплесков «Конус» 11 - обзорный детектор рентгеновских всплесков «Вотч» 12 - комплекс рентгеновских телескопов АРТ-П 372
Глава 5 и гамма-лучах; открытие первого источника в нашей Галак- тике, дающего направленные выбросы, видимая скорость движения которых превышает скорость света. Были открыты более двух десятков неизвестных ранее рентгеновских источников. Собрана замечательная коллек- ция спектров излучения черных дыр и нейтронных звезд - рентгеновских пульсаров и барстеров. Зарегистрировано более 250 космических гамма-всплесков. КА «Гранат» про- водил патрульное слежение за активностью нашего Солнца, им был зафиксирован синтез дейтерия в ядерных реакциях на его поверхности во время ярчайших солнечных вспышек. Проводился обзор неба в жестких рентгеновских лучах. Результаты исследований характери- зуют источники рентгеновского и гам- ма-излучений, расположенных в области составляющей -80 % небесной сферы. Реализация в конце 1980-1990-х гг. про- ектов «Астрон» и «Гранат» позволила России не только сравняться по уровню с западными странами, но и выйти в лидеры в области астрофизических ис- следований. Космические аппараты для изучения солнечно-земных связей и магнитосферы Земли Космические аппараты серии «Прогноз» Космические аппараты серии «Про- гноз» - специализированные спутники Земли с возможностью установки на каждом из них комплекса научных при- боров, отличающегося от предыдущих. Они обладают возможностью проводить длительную непрерывную передачу дан- ных в реальном времени; предназначены для проведения астрофизических иссле- дований, изучения солнечной активности и природного механизма солнечно-зем- ных связей. Серия состоит из 12 автоматиче- ских космических аппаратов (КА «Про- гноз-1» - «Прогноз-12»), запущенных в разные календарные сроки - с 1972 по 1996 г. Аппараты дважды модернизиро- вались. Для каждого из аппаратов серии «Прогноз» предусмотрена своя научная программа, в основе которой заложено решение следующих фундаментальных научных проблем: - изучение физических характеристик солнечной плазмы, частиц солнечных космических лучей, межпланетного магнит- ного поля, не возмущенных земной магнитосферой, а также длительная регистрация электромагнитного излучения Солнца; - изучения процессов, происходящих внутри магнитос- феры и на ее границе. При выборе параметров орбит спутников «Прогноз» при- нимались во внимание следующие основные требования: - обеспечение возможности выполнения научной про- граммы; - обеспечение возможности продолжительной связи на- земных измерительных пунктов со спутником для управле- КА «Прогноз» в полете 373
История развития отечественных автоматических космических аппаратов штанга антенна приемника низкочастотного излучения Модернизированный аппарат СОМ серии «Прогноз» ния бортовыми системами, получения траекторной, научной и оперативной информации, а также для продолжительных сеансов радиосвязи при регистрации данных научных при- боров в реальном времени; - обеспечение длительного времени существования ор- биты без проведения коррекции ее параметров; - использование для выведения спутников на орбиты находящихся в эксплуатации PH и отработанных трасс их по- лета (использование ранее разработанных ракет-носителей и наземных средств существенно сократило финансовые и материальные затраты на создание ракетно-космического комплекса). Выведение искусственных спутников Земли на высокоапо- гейные орбиты является сложной задачей. Следует отметить, что обеспечение устойчивости существования орбиты путем соответствующего выбора даты и времени запуска позволило отказаться от разработки и установки на спутнике сложной и имеющей большой вес системы автономной коррекции. КА «Прогноз» выводился ракетой-носителем «Мол- ния» вначале на промежуточную орбиту, а затем разгонным ракетным блоком «Луна» - на начальную расчетную орбиту со следующими параметрами: апогей - 500 км, перигей - 235 км, наклонение орбиты - 65 °. С течением времени параметры орбиты претерпевают некоторые изменения под влиянием поля тяготения Луны и Солнца. Конструктивно спутник «Прогноз» выполнен в виде гер- метичного контейнера цилиндрической формы диаметром 1500 мм и высотой 1200 мм, закрытого с обеих сторон сферическими днищами. Снаружи на крышке размещена рама, на которой крепятся датчики научной аппаратуры, оптический прибор солнечной ориентации, антенны радио- комплекса. На цилиндрической части корпуса расположены четыре панели солнечных батарей и рамы с установленными на них научными приборами. При разработке и создании конструкции спутни- ка и его систем была решена поставленная перед НПО им. САЛавочкина задача, в результате которой был соз- дан универсальный спутник, позволяющий устанавливать на нем научную аппаратуру в различной комплектации без проведения повторных наземных испытаний (статических, вибрационных, тепловых и др.). Это значительно сократило финансовые и материальные затраты. Благодаря своей универсальности спутники «Прогноз» широко использовались для проведения научных исследо- ваний по программе «Интеркосмос». Особенно плодотвор- ными были совместные эксперименты с научными учреж- дениями ЧССР, Венгрии, Франции и Швеции, что позволило освоить и использовать новую научную методику, улучшить технологию изготовления научных приборов, использовать научную аппаратуру, изготовленную другими странами. КА «Прогноз-1» КА «Прогноз-1» запущен 14 апреля 1972 г. с кос- модрома Байконур. Параметры рабочей орбиты; высота в перигее - 956 км, высота в апогее - 201000 км, наклоне- ние - 65 °, период обращения - 97 ч. Масса космического аппарата - 845 кг. Задачи научных исследований: - получение данных о радиационной активности Солнца с целью обеспечения необходимой информацией службы радиационной безопасности; - изучение физики солнечных вспышек и солнечных космических лучей; - изучение свойств межпланетной среды и взаимодей- ствия солнечного ветра с магнитосферой Земли. КА «Прогноз-2» КА «Прогноз-2» запущен 29 июня 1972 г. с космодрома Байконур. Параметры рабочей орбиты: высота в перигее - 374
Глава 5 551,4 км, высота в апогее - 201000 км, наклонение - 65 °, период обращения - 97 ч. Масса космического аппара- та - 845 кг. Задачи научных исследований те же, что для КА «Прогноз-1». Дополнительно установлены приборы французского производства для проведения эксперимен- тов по изучению характеристик солнечного ветра внешних областей магнитосферы - прибор «Калипсо», а также по исследованию гамма-излучения Солнца и поиску нейтронов солнечного происхождения - прибор «Снег-1». КА «Прогноз-3» КА «Прогноз-3» запущен 15 февраля 1973 г. с космо- дрома Байконур. Параметры рабочей орбиты: высота в пе- ригее - 590 км, высота в апогее - 200270 км, наклонение - 64,98 °, период обращения - 96 ч. Масса космического аппарата - 836 кг. Задачи научных исследований те же, что для КА «Прогноз-1». КА «Прогноз-4» КА «Прогноз-4» запущен 22 декабря 1974 г. с космо- дрома Байконур. Параметры рабочей орбиты: высота в пе- ригее - 634 км, высота в апогее -199000 км, наклонение - 65 °, период обращения - 95,66 ч. Масса космического аппарата - 893 кг. Задачи научных исследований те же, что для КА «Прогноз-1». Существенно увеличено количество научных приборов и расширены научные исследования. КА «Прогноз-5» КА «Прогноз-5» запущен 25 ноября 1976 г. с космо- дрома Байконур. Параметры рабочей орбиты: высота в перигее - 498 км, высота в апогее -195120 км, наклоне- ние - 65 °, период обращения - 95,2 ч. Масса космическо- го аппарата - 896 кг. Задачи научных исследований те же, что для КА «Прогноз-1». Установлена модернизированная, более точная научная аппаратура, позволившая проводить более тонкие измерения. КА «Прогноз-6» КА «Прогноз-6» запущен 22 сентября 1977 г. с космодрома Байконур. Параметры рабочей ор- биты: высота в перигее - 495,5 км, высота в апо- гее - 197885 км, наклонение - 65,4 °, период обращения - 94,8 ч. Масса космического аппара- та - 894 кг. Задачи научных исследований те же, что для КА «Прогноз-1». Широко проводилась спектрометрия рентгеновских лучей, протонов и ядер в релятивистской области, УФ-излучения, электронов в области высоких энергий с по- мощью французских приборов «Жемо-С2» и «Снег-2МП», гамма-спектрометров. КА «Прогноз-7» КА «Прогноз-7» запущен 30 октября 1978 г. с космодрома Байконур. Параметры рабочей орбиты: высота в перигее - 467 км, высота в апогее -199300 км, наклонение - 65 °, период обраще- ния - 95,74 ч. Масса космического аппарата - 940 кг. За- дачи научных исследований те же, что для КА «Прогноз-1»: продолжение исследований радиационной активности Солнца, солнечной плазмы и межпланетной среды, про- ведение совместных экспериментов СССР по программе «Интеркосмос» с ЧССР (приборы «Плазмаг», РФ-2П), ВНР (прибор «Плазмаг»), Францией (приборы «Снег-2МП», «Жемо-С2», «Галактика»), Швецией (прибор «Промикс»). Увеличен состав научных приборов. КА «Прогноз-8» КА «Прогноз-8» запушен 25 декабря 1980 г. с кос- модрома Байконур. Параметры рабочей орбиты: высота в перигее - 556,5 км, высота в апогее -198770 км, наклоне- ние - 65 °, период обращения - 95,39 ч. Масса космическо- го аппарата - 934 кг. Основной научной задачей комплекса экспериментов являлось исследование тонкой структуры ударной волны и магнитопаузы, а также некоторые вопросы физики магнитосферы и солнечной активности. КА «Прогноз-9» КА «Прогноз-9» запущен 1 июля 1983 г. с космодрома Байконур. Параметры рабочей орбиты: высота в перигее - 361 км, высота в апогее - 727620 км, наклонение - 65,3 °, период обращения - 25,46 сут. Масса космического аппа- рата - 933 кг. Научная программа в рамках международного проекта «Реликт» проводилась в следующем объеме: - картографирование небесной сферы в диапазоне волн 8 мм; - регистрация всплесков космического гамма-излуче- ния в диапазоне энергий 20 кэВ -1 МэВ; - измерение рентгеновского излучения Солнца в диапа- зоне энергий 2-160 кэВ; - измерение магнитных полей с напряженностью 0,2-60 гамм; - исследование ультрафиолетового излучения; 2 Автоматический космический аппарат ‘Прогноз-9» 1 - панель солнечной батареи 2 - датчик солнечной ориентации 3 - радиотелескоп «Реликт» 375
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - регистрация временных и спектральных характеристик сол- нечных рентгеновских всплесков и другие исследования. Время перелета в окрест- ность L2 - примерно 100 суток, количество коррекций в течение одного года-около 12. КА «Прогноз-10» КА «Прогноз-10» запу- щен 26 апреля 1985 г. с космо- дрома Байконур. Параметры рабочей орбиты: высота в пе- ригее-400 км, высота в апогее - 200000 км, наклонение - 65 °, период обращения - 4 сут. Масса космического аппарата - 933 кг. Научная программа выполня- лась в рамках международного проекта «Интершок». Основная цель - исследование структуры и характеристик ударной волны и магнитопаузы, возникающих при взаимодействии сол- нечного ветра с магнитосферой Земли. В ходе полета была получена важная информация о радиационной обстановке в околоземном пространстве. КА «Прогноз-11» («Интербол-1») и КА «Прогноз-12» («Интербол-2») Еще два аппарата серии «Прогноз» - КА «Прогноз-11» («Интербол-1») и КА «Прогноз-12» («Интербол-2»), соз- данные на базе С0-М2, стали основой для реализации уникального международного проекта «Интербол», описа- ние которого приводится ниже. КА «Прогноз-11» («Интер- бол-1») запущен с космодрома Плесецк 3 августа 1995 г. КА «Прогноз-12» («Интербол-2») запущен с космодрома Пле- сецк 29 августа 1996 г Проект «Реликт-2». Схема эксперимента Миссия «Интербол» Реализация миссии «Интербол» (КА «Интербол-1» и «Интербол-2»), по признанию мировой научной обще- ственности, является выдающимся вкладом в исследова- ние физики околоземного пространства и солнечно-зем- ных связей. Главной ее целью было изучение физических механизмов, которые ответственны за передачу энергии солнечного ветра в магнитосферу, ее накопление там и по- следующую диссипацию в хвосте и авроральных областях магнитосферы, в ионосфере и верхней атмосфере во время магнитосферных суббурь. Уникальность проекта связана с тем, что, наряду с из- учением глобальных, крупномасштабных явлений в око- лоземном космическом пространстве, исследуется тон- кая, мелкомасштабная структура явлений, что возможно на основе со- поставления данных, по- лученных от основных аппаратов и их субспут- ников. Для реализации проекта «Интербол» предусмотрена органи- зация одновременной работы четырех ИСЗ. Одна пара в составе ос- новного КА «Интербол» и субспутника «Магн- он», запускаемого вме- сте с основным, затем отделяемого от него, 376
Глава 5 Схема научного эксперимента миссии «Интербол» работает на высокоэллиптической орбите, апогей которой проходит через хвостовую область магнитосферы на расстоянии более 100000 км от Земли, другая пара - на орби- те с высотой апогея 20000 км, пересекающей авроральную область магнитосферы Земли над овалом полярных сияний. Космические аппараты «Интербол-1» и «Интербол-2» близки по конструкции, отличаются только установленными на их борту комплексами научной и вспомога- тельной аппаратуры. Первый КА проекта - «Интербол-1» (хвостовой зонд) - с его субспутником «Магион-4» запущен на орбиту с апогеем 193000 км и наклоне- нием 62,8 °. Второй КА - «Интербол-2» (авроральный зонд) - с субспутником «Магион-5» запущен на орбиту с апогеем 20000 км и наклонением 62,8 °. Выведение космических аппаратов на рабочие орбиты осуществлено с помощью ракет-носителей «Молния». Отделение субспутников произ- водилось через 4 сут. после старта. Используя спутники «Прогноз», уче- ные сумели охватить измерениями три существенно раз- личающиеся по своим свойствам области околоземного пространства: собственно магнитосферу, непосредственно прилегающую к ней межпланетную среду, на которую влия- ние геомагнитного поля практически не распространяется, и пограничную, подверженную наибольшим возмущениям область взаимодействия солнечной плазмы с магнитос- ферой. Исследования позволили сформулировать ка- чественную, а в ряде случаев и количественную картину физических процессов, протекающих в околоземном про- странстве на расстояниях в десятки и сотни земных ради- усов, их связи с процессами и межпланетной среде. Стало Проект «Интербол» ясно, что ионосфера Земли - лишь самая нижняя часть ее обширной плазменной оболочки. Выше лежит магни- тосфера. заполненная плазмой, которая постоянно «под- питывается» солнечным ветром - истекающим от Солнца потоком плазмы. Очень интересные результаты получены в ходе реали- зации на спутнике «Прогноз-10» советско-чехословацкого эксперимента «Интершок». Главной задачей этого проекта стало исследование тонкой структуры фронта околоземной ударной волны, границ магнитосферы, разрывов в пара- метрах межпланетной среды, связанных с выбросами ве- щества во время солнечных вспышек. Этим в значительной 377
История развития отечественных автоматических космических аппаратов степени определялся и выбор для проведения эксперимента спутника «Прогноз». Апогей его орбиты составлял около 200000 км, а фронт околоземной ударной волны распо- ложен на расстоянии 100000-150000 км. Таким образом, спутник не только пересекал его, но и достаточно длитель- ное время находился в невозмущенном солнечным ветром пространстве перед фронтом ударной волны. Многократная регистрация сильной околоземной волны и более слабых межпланетных ударных волн позволила исследовать их характеристики в различных условиях и в зависимости от параметров потока плазмы солнечного ветра. Исследования магнитосферы Земли способствовали возникновению и утверждению ряда важнейших физиче- ских идей. К главным из них, по-видимому, можно отнести формирование взгляда на плазму как среду, динамика кото- рой определяется не только входящими в ее состав ионами и электронами, но и широким спектром присущих плазме волновых движений. В результате изучения на протяжении 11-летнего цикла солнечной активности космическим аппаратом «Прогноз» получены важные научные результаты, часть из которых ис- пользована при создании модели космоса, для составления каталогов возрастаний солнечного рентгеновского и уль- трафиолетового излучений, каталогов солнечных вспышек, карт небесной сферы в 8-мм радиодиапазоне, а также для составления требований по радиационной стойкости вновь разрабатываемых космических аппаратов различного на- значения. По мнению виднейших ученых, за всю историю иссле- дований солнечно-земных связей в Советском Союзе и России многоспутниковый проект «Интербол» стал одной из самых успешных миссий по изучению физических про- цессов в околоземном космическом пространстве. г4Л1.3ота&, т4.Д.Лева)ь, Ъ.С.Лобанов, 4.i4.'Романов, >4.в.'Шпак., ШАЮрьев ФГУП «ЦНИРТИ им. А.И.Берга» КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РАДИОЭЛЕКТРОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ «ЦЕЛИНА» /С4 «Целина-О» В период с 1964 по 1970 г. была создана первая си- стема КРЭН «Целина-О» (обзорная), которая состояла из двух функционально различных комплексов: специального, решающего целевые задачи приема, обработки и представ- ления информации, и ракетно-космического, обеспечиваю- щего выведение КА ракетой-носителем на целевую орбиту и управление КА. Головным по ракетному комплексу стало КБ «Южное» (генеральный конструктор - В.М.Ковтуненко), а головным по созданию системы и специального комплекса - ЦНИРТИ (главный конструктор - М.Х.Заславский). Главным кон- структором комплекса обзорного радиотехнического на- блюдения был назначен С.Ф.Ракитин. В создании КРТН при- нимали участие Я.Л.Певзнер, Ю.Н.Молотов, И.В. Николаев, Л.Н.Табачников, Ю.Н.Харитонов, Н.С.Ежов, Е.В. Кирюшин, З.Л.Копциовский, Л.С.Бененсон, Я.НЛевин, С.И.Орлов, Ю.А. Гаврилов, Е.Т.Гавриленко, Ю.Г.Ряховский. Система «Целина-О» позволяла в обзорном режиме в широком диапазоне частот производить прием, анализ и определение типов сигналов. На борту КА была установ- лена аппаратура радионаблюдения К-41 (К-41М), которая, Космический аппарат 11Ф616М комплекса «Целина-О» 378
Глава 5 по сравнению с ранее созданной аппаратурой К-12 и К-40, имела расширенный в 2 раза диапазон наблюдения и отли- чалась повышенной чувствительностью. Для обеспечения частотного перекрытия диапазона частот в соотношении 36:1 было разработано приемное устройство с перестраива- ющимися в широком диапазоне частот гетеродинами. Для уменьшения массы и габаритов бортовой аппара- туры были разработаны и использованы плоские модули. Информация, принимаемая с КА с помощью аппарату- ры «Трал-ИК1» (ОКБ МЭИ, директор - А.Ф.Богомолов), передавалась на наземный пункт, где она обрабатывалась на ЭВМ типа «Клен». Аппаратура радионаблюдения К-41 и аппаратура передачи информации «Трал-ИК1» устанавливалась на КА 11Ф616М, разработанный в КБ «Южное». КА имел вес 430 кг и выводился на круговую орбиту высотой около 530 км с наклонением в плоскости экватора 740 и периодом обращения на орбите примерно 85 мин. Срок активного су- ществования - 6 мес. Летные испытания комплекса «Целина-О» начались в январе 1968 г. и завершились в 1970 г. С 1971 по 1984 г. система «Целина-О» применялась по целевому назначению Министерством обороны. В ходе эксплуатации комплекса «Целина-О» бортовая аппаратура К-41 была модернизи- рована (К-41М), в результате чего был в 2 раза расширен частотный диапазон (до соотношения 70:1). Всего за период с 30 октября 1967 г. по 31 марта 1982 г. с космодрома Пле- сецк на космическую орбиту было выведено 39 космических аппаратов 11Ф616М («Целина-О»). КА «Целина-Д» С 1965 по 1974 г. с некоторым сдвигом по времени по отношению к созданию системы «Целина-О» проводились разработка и испытания системы «Целина-Д» (детальная), перед которой ставилась сложнейшая задача - проводить не только анализ сигналов излучения, но и определять географические ко- ординаты источников излучения, а также оценивать работоспособ- ность бортовой аппаратуры. Для решения указанных за- дач в ЦНИРТИ была разработана бортовая аппаратура радиона- блюдения «Бриг», а для пере- дачи информации на наземный пункт приема и обработки ин- формации - бортовая аппара- тура «Трал-ИК2» (ОКБ МЭИ). Указанная аппаратура разме- щалась на КА 11Ф619, который разрабатывался в КБ «Южное». КА имел вес 1750 кг и выводился на круговую орбиту высо- той 600-700 км с наклонением в плоскости экватора 82 ° и периодом обращения на орбите около 98 мин. Время актив- ного существования - 6 мес. Разработкой комплекса «Целина-Д» и бортовой ап- паратуры «Бриг» руководил главный конструктор А.Г. Ра- попорт. Под его руководством работали А.В. Панфилов, Л.И.Зорин, А.А.Лебедь, В.С.Ионов, которые разработали моноимпульсный фазовый радиопеленгатор, позволяю- щий с высокой точностью определять местонахождение источника излучения. Для стабилизации положения КА 11Ф619 на орбите в процессе его полета на нем дополнительно устанавлива- лись гравитационная система стабилизации и астросистема индикации положения. Информация о пеленге источника из- лучения, о положении КА на орбите и направлении его осей давали возможность определять географические координа- ты источника излучения. Эти и другие данные передавались на наземный пункт, где с помощью программно-алгоритми- ческого обеспечения производилось определение не толь- ко географических координат источников излучения, но и оценка работоспособности бортовой аппаратуры. Над соз- данием спецматобеспечения под руководством Л.И.Зайд- мана работали Е.М.Сыроелов, В.Ф.Блохина, З.И. Бобко- ва и другие специалисты. В работе по созданию бортовой аппаратуры также принимали активное участие Г.И. Пивко, Г.И.Орлов, В.Г.Федоров, А.М.Максимов, Е.Е. Фридберг, И.Ф.Иванов, В.А.Торгованов, Л.И.Левковский, П.А. Марков, Ю.Г.Ряховский. Летные испытания комплекса «Целина-Д» начались в конце 1970 г., а в 1974 г. система КРЭН «Целина-Д» была принята в эксплуатацию, которая продолжалась до 1993 г. Всего с 18 декабря 1970 г. по 25 декабря 1992 г. с космодро- ма Плесецк на космическую орбиту было выведено 70 кос- мических аппаратов 11Ф619 («Целина-Д»). Космический аппарат 11Ф619 комплекса «Целина-Д» 379
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космический аппарат 11Ф644 комплекса «Цел*па-2» 1 - гравитационный стабилизатор 2 - антенна аппаратуры «Куб-Контур» 3 - астроблок СИП 4 - солнечная батарея 5 - панели спецантенн 6 - антенна ретранслятора 7 - антенна аппаратуры « Трал-ИК-3» Создание системы «Целина-2» явилось дальнейшим шагом в развитии систем КРЭН. Система «Целина-2», соз- дававшаяся в 1976-1988 гг., совмещала в себе функции об- зорного и детального радионаблюдения, позволяла переда- вать данные с КА на наземные пункты приема и обработки информации как непосредственно (напрямую), так и через KA-ретранслятор «Гейзер», что существенно повышало опе- ративные характеристики системы. Кроме того, в бортовой специальной аппаратуре «Корвет» был в 3 раза расширен диапазон наблюдения, повышена точность определения ко- ординат источников излучения и параметров принимаемых сигналов. Для передачи информации с КА на наземные пун- кты приема и обработки использовалась бортовая аппаратура запоминания и передачи информации «Трал-ИКЗ», разрабо- танная ОКБ МЭИ (директор - академик А.Ф.Богомолов). Срок активного существования КА и его бортовой аппа- ратуры был увеличен до одного года. В связи с выводом КА 11Ф644 на более высокую орбиту (высотой 870 км и наклонением 71 °), увеличилась полоса обзора детального наблюдения. КА 11Ф644 имел вес 3200 кг (при массе бор- тового комплекса 1120 кг). В наземном сегменте системы «Целина-2» использовалось два наземных пункта приема и обработки информации. Главным конструктором комплекса «Целина-2» был назначен М.Х.Заславский, а главным конструктором бор- товой аппаратуры - АГ.Рапопорт. Основными исполни- телями работ по бортовой аппаратуре «Корвет» были Ю.Н. Харитонов, Л.И.Зорин, Е.С. За- харов, Л.И.Левковский, В.Г. Федоров, В.В. Кустов, ПАМарков, В.М. Сары- чев, А.И.Доронин, В.С.Ионов, В.М. За- рицкий, Ю.Г. Ряховский. Для вывода КА 11Ф644 на орби- ту в КБ «Южное» разрабатывалась PH среднего класса 11К77. В связи с задержкой создания PH 11К77 («Зенит-2»), первые два запуска КА 11Ф644 были осуществлены с по- мощью PH «Протон-К», а последую- щие - уже с помощью PH 11К77. Летные испытания системы «Це- лина-2» начались 28 сентября 1984 г., а в 1988 г. система была принята в эксплуатацию. Всего с 28 сентября 1984 г. с космодрома Бай- конур на космическую орбиту было выведено 17 космических аппаратов 11Ф644 («Целина-2»), два из которых выведены PH «Протон-К», а остальные - PH «Зенит-2». 29 июня 2007 г. был произведен последний, 17-й, за- пуск КА 11Ф644 системы «Целина-2», который на момент написания данной статьи (при гарантийном сроке активного существования 2 года) успешно используется по своему це- левому назначению. Особенностью последнего КА 11Ф644 является то, что в бортовой аппаратуре «Корвет» была уста- новлена бортовая вычислительная машина с цифровой об- работкой принятых сигналов. Наземный специальный комплекс По теме «Байкал» для приема информации с КА систем «Целина-О», «Целина-Д», «Целина-2» начиная с 1974 г. специально создавался наземный специальный комплекс, в состав которого входили два пункта приема информации (объекты «Крона» и «Байкал»), а также Центр обработки информации. Объекты «Крона» и «Байкал», приняв ин- формацию с космических аппаратов, передавали ее по системе передачи данных с использованием аппаратуры «Резеда» в Центр обработки информации. Центр обра- ботки информации производил обработку информации, поступающей с наземных объектов, планирование работы бортовой аппаратуры в интересах решения целевых задач, готовил программы управления космическими аппаратами 380
Глава 5 и средствами ИСК, а также обеспечивал представление результатов окончательной обработки потребителю. На- земные объекты были обо- рудованы новейшей вычис- лительной техникой ЕС ЭВМ. Было разработано общее и специальное программное обеспечение по обработке информации. Ю.Н.Мажоров Главным конструктором был назначен В.Н.Байков, а впоследствии - Э.Ф. Мешков. Заместителями главно- го конструктора по направлениям являлись САКозаков, А.И. Зотов, О.М.Дымов. Коллектив по разработке специаль- ного программно-алгоритмического обеспечения возглав- лял Л.И.Зайдман. Активное участие в создании ИСК прини- мали АВ.Шапкин, К.Г.Бабаджанян, В.М.Рогов, В.И.Швецов, ГИ.Бобовников, В.М.Коршиков, Б.И.Борисов, В.М.Сарычев. Следует также подчеркнуть, что созданный ИСК прора- ботал в таком виде до 2003 г., когда он претерпел модер- низацию, которая заключалась в переходе от использования вычислительных машин серии ЕС ЭВМ к более производи- тельным и менее габаритным персональным вычислитель- ным машинам серии IBM PC. Было полностью переработа- но общее и специальное программное обеспечение приема, обработки и представления информации. Модернизирован- ный наземный комплекс прошел государственные испыта- ния в ноябре 2003 г. и совместным решением Генерального заказчика и ЦНИРТИ от 15 декабря 2003 г. был рекомендо- ван к принятию в эксплуатацию. За большой личный вклад в создание космиче- ских средств и систем радионаблюдения «Куст-12(40)», «Целина-О», «Целина-Д» и «Целина-2» сотрудникам ин- ститута Ю.Н.Мажорову, ПАМаркову, Г.И.Пивко, П.С. Пле- шакову, А.Г.Рапопорту была присуждена Ленинская премия, а В.Н.Байков, Е.Т.Гавриленко, А.В.Загорянский, М.Х. Заслав- ский, П.С.Плешаков, С.Ф.Ракитин, А.Г.Рапопорт, Л.М. Табач- ников, В.Г.Федоров, Е.Е.Фридберг были удостоены Государ- ственной премии. За разработку комплекса программ обработки спе- циальной информации космического радионаблюдения ЕМ.Сыроелов, В.Ф.Блохина, З.И.Бобкова, В.М.Заславский, Л.Е.Моргунова, Е.И.Дудукина, В.В.Захарова были удостое- ны премии Ленинского комсомола. Большая группа разра- ботчиков системы и ее составных частей была награждена медалями и орденами. Поисковые работы по созданию перспективных систем КРЭН Параллельно с созданием системы «Целина-2» ЦНИРТИ, совместно с предприятиями кооперации, проводил работы по исследованию путей создания перспективных образ- цов средств и систем космического радиоэлектронного наблюдения, направленных на расширение диапазона на- блюдения, повышение чувствительности бортовой при- емной аппаратуры, повышение точности определения гео- графических координат и объектовой привязки источников излучения, увеличение скорости передачи информации с космических аппаратов и расширение круга потребителей информации. В соответствии с выполненными проработками было выпущено решение Генерального заказчика от 27 авгу- ста 1981 г., в соответствии с которым на смену системы «Целина-2» должна была прийти система «Целина-3», а в соответствии с решением Генерального заказчика от 25 марта 1983 г. было предусмотрено создание КА «Целина-P» для ведения радионаблюдения узкополос- ных сигналов. КА «Целина-P» был создан на базе КА «Целина-Д», на котором вместо приемной аппаратуры «Бриг» была установлена бортовая аппаратура приема радиосвязных сигналов, разработанная НИИ «Вектор» (генеральный директор - В.И.Щемель, впоследствии - В.И.Бочков). Главный конструктор разработки бортовой аппаратуры радионаблюдения - В.И.Зубков. В 1986-1993 гг. было запущено четыре космических аппарата «Целина-P» под названием «Космос» (№№ 1805, 2058, 2151, 2242). По- лученные результаты подтвердили возможность эффек- тивного наблюдения из космоса за сигналами радиосвя- зи и позднее были использованы при создании системы «Лиана». С 1984 г. в соответствии ТЗ на разработку технических предложений, утвержденным Генеральным заказчиком в 1983 г., фактически началось проектирование перспек- тивной системы «Целина-3». По результатам рассмо- трения инженерной записки в 1986 г. вышло новое ТЗ, утвержденное Генеральным заказчиком, в котором пред- усматривалась разработка Дополнения к техническому проекту в связи с необходимостью уточнения концептуаль- ных подходов к созданию системы и ее составных частей. По результатам рассмотрения Дополнения к техническим предложениям на создание системы «Целина-3» было разработано и утверждено Генеральным заказчиком ТТЗ на разработку эскизного проекта, который был выполнен в 1990 г. Важным требованием Генерального заказчика было создание космической системы радиоэлектронного на- блюдения как сухопутных территорий земного шара, так и морских (океанских) акваторий в интересах различных по- требителей. Возможность создания такой системы была показана в эскизном проекте и одобрена Генеральным за- казчиком. Однако распад СССР в 1991 г. привел к закры- тию работ по созданию системы «Целина-3», т.к. было принято решение, запрещающее создание систем воен- ного назначения за рубежом или с участием зарубежных компаний. 381
История развития отечественных автоматических космических аппаратов C.C.Ko&cmul, Д.Л.Кхитжсмж, 'IH.Hq6ujco£ ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ Начало работ по созданию космических средств радио- электронного наблюдения относится к августу 1960 г., когда впервые была поставлена задача разработки в интересах Министерства обороны СССР первого экспериментального космического аппарата ДС-К8 с целевым назначением от- работки методов и средств определения параметров радио- локационных сигналов РЛС систем оборонного назначе- ния. Проведенные исследования с помощью аппаратуры, установленной на космическом аппарате ДС-К8, показали необходимость и целесообразность создания более совер- шенной специальной аппаратуры и специализированных КА для ее размещения. Было принято решение о реализации двухэтапной схемы развертывания опытно-конструкторской работы по созданию космических средств радиотехническо- го наблюдения за радиолокационными системами. Первым этапом предусматривались разработка, с учетом опыта создания унифицированных космических аппаратов модификаций ДС-У1 и ДС-У2, и запуск двух эксперименталь- ных космических аппаратов ДС-К40, на которые устанавли- валась специальная аппаратура, модернизированная в части чувствительности, габаритов и весовых характеристик. Запу- ски обоих аппаратов ДС-К40, состоявшиеся в 1965-1966 гг., оказались неудачными из-за аварий ракеты-носителя. Вторым КА «Целина-О» этапом развития направления явилось создание космических аппаратов радиотехнического наблюдения как элементов системы «Целина» на базе значительно облегченной специ- альной аппаратуры, выполненной на микроэлементной базе. КА «Целина-О» Назначение аппарата - обзорное радиотехническое на- блюдение. Постановщики целевой задачи - организации Министерства обороны и Министерства радиоэлектронной промышленности СССР. В ходе эксплуатации системы «Целина-О» была выпол- нена модернизация космического аппарата «Целина-О». Новой комплектации аппарата было присвоено обозна- чение «Целина-OK». Всего выведено на орбиту 35 косми- ческих аппаратов «Целина-О» и 3 космических аппарата «Целина-OK». Все аппараты запущены с космодрома Плесецк. КА «Целина-Д» Назначение аппарата - детальное радиотехническое наблюдение. Постановщики целевой задачи - организации Министерства обороны и Министерства радиоэлектронной промышленности СССР. В общей сложности на орбиту с космодрома Плесецк выведено 70 аппаратов «Целина-Д». Планирование за- пусков космических аппаратов осуществлялось из условия построения и поддержания орбитальной группировки за- данного состава и конфигурации. Космические аппараты «Целина-О» и «Целина-Д» входи- ли в состав системы «Целина», разработка которой началась в 1964 г. Космический аппарат «Целина-О» предназначался для проведения обзорных радиотехнических на- блюдений. Он был неориентируемый, оригиналь- ной конструкции, с использованием некоторых узлов ранее созданных космических аппаратов, с солнечными источниками питания. Целевым назначением космического аппарата «Целина-Д» являлось ведение детальных радио- технических измерений с помощью бортовой ап- паратуры путем приема, анализа и высокоточной привязки к местности источников радиотехниче- ских сигналов. Этот космический аппарат относит- Основные характеристики КА «Целина-О» Масса-434 кг Масса аппаратуры бортового специального комплекса -190 кг Расчетные параметры орбиты: -высота-550км - наклонение орбиты -74° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель-11К65М 382
Глава 5 КА «Целина-Д» КА «Целина-Р» Основные характернстнкн КА «Целина-Д» Масса -1750 кг Масса аппаратуры бортового специального комплекса -630 кг Расчетные параметры орбиты: - высота - 600-700 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Время активного существования - более 6 мес. Ракета-носитель - 8А92М, «Циклон-3» ся к классу ориентируемых в орбитальной системе координат и отличается от ранее разработанных КА более сложным ком- плексом специальной и обеспечивающей аппаратуры. Опыт эксплуатации космических аппаратов «Целина-О» и «Целина-Д» в составе системы «Целина» продемонстри- ровал высокую эффективность выполнения целевых задач, обусловленную принятыми техническими решениями, а так- же позволил установить потенциальные возможности даль- нейшего совершенствования комплексов радиотехнического наблюдения. На основе результатов анализа функциониро- вания системы «Целина» и перспектив развития бортовой специальной и обеспечивающей аппаратуры был определен ряд основополагающих технических решений применитель- но к космическому аппарату следующего поколения «Цели- на-2», принятому к разработке в 1972 г., а именно: - совмещены в одном космическом аппарате функции обзорного и детального наблюдения; - расширен частотный диапазон; - расширена полоса обзора детального наблюдения; - улучшены характеристики периодичности и оператив- ности наблюдения (в частности, предусмотрена передача специальной информации на Землю через космический аппарат-ретранслятор); Основные характернстнкн КА «Целина-Р» Масса-1750 кг Масса аппаратуры бортового специального комплекса -350 кг Расчетные параметры орбиты: - высота - 600-700 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Время активного существования - более 6 мес. Ракета-носитель - «Циклон-3» - выбрана квазисинхронная орбита, обеспечивающая повышение эффективности контроля за изменением радио- технической обстановки; - выбраны состав и функции бортового комплекса управления с учетом использования его в структуре авто- матизированной системы управления космическим аппа- ратом; - увеличено время активного существования космиче- ского аппарата; - существенно возросли такие показатели космическо- го аппарата, как масса аппаратуры бортового специального комплекса, объем информации, точность ориентации, мощ- ность системы электроснабжения. КА «Целина-Р» Назначение аппарата - наблюдение источников радио- излучений. Постановщики целевой задачи - организации Министерства обороны, Министерства радиоэлектронной промышленности и Министерства промышленности средств связи СССР. Всего выведено на орбиты с космодрома Пле- сецк четыре аппарата «Целина-Р». 383
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Целина-2» КА «Целина-2» Назначение аппарата - обзорное и детальное радиотехни- ческое наблюдение. Постановщики целевой задачи - организа- ции Министерства обороны и Министерства радиоэлектронной промышленности СССР. Всего до сентября 1998 г. выведено на орбиты с космодрома Байконур 19 аппаратов «Целина-2». Основные характеристики КА «Целина-2» Масса-3250 кг Масса аппаратуры бортового специального комплекса -1120 кг Расчетные параметры орбиты: - высота - 870 км - наклонение орбиты -71° Время активного существования - более 1 года Ракета-носитель -8К82К, «Зенит-2» В1980-е гг. на основе космического аппарата«Целина-Д» была создана комплектация аппарата «Целина-P», оснащен- ная специальной аппаратурой для наблюдения источников радиоизлучений. Ввод космического аппарата «Целина-Р» в эксплуатацию обеспечил решение задач радиоэлектронного наблюдения в необходимом объеме. В конструктивно-аппаратурном плане космический аппарат «Целина-2» подобен аппарату «Целина-Д», но имеет существенно более высокие тактико-технические и эксплуатационные характеристики. Успешные запуски КА «Целина-2» на носителе «Протон» проведены 28 сентя- бря 1984 г. и 30 мая 1985 г. Летно-конструкторские испы- тания этих КА были продолжены, уже с использованием ракеты-носителя «Зенит», с октября 1985 г. В процессе летных испытаний практически началась эксплуатация системы «Целина-2» в интересах Заказчика (МО СССР). Ракета-носитель и космический аппарат были приняты на вооружение в составе космической системы «Це- лина-2» в 1990 г. и эксплуатировались по заказам МО РФ до 2012 г. Всего выведено на орбиты 19 аппаратов «Целина-2». Обсуждение проектов космических аппаратов 384
Глава 5 С.С.Кси^шн, i4.i4.Комиса, ab, 'IH.Ka^ucc'Q ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ПРИРОДОРЕСУРСНОГО НАПРАВЛЕНИЯ В конце 1970-х гг. КБ «Южное» совместно с учеными ряда институтов АН СССР и АН УССР, а также ЦНИИмаш стало развивать новое, очень перспективное направление, связанное с созданием средств дистанционного зондиро- вания и исследования Мирового океана. Анализ состава задач исследований природных ресурсов, проработанных к тому времени в ряде российских и украинских академи- ческих и ведомственных институтов, а также в структуре Гидрометеослужбы СССР, показали целесообразность по- иска быстрых путей создания космической платформы, уже увязанной с недорогой по тому времени ракетой-носителем «Циклон-3», с тем чтобы форсировать отработку средств и методов зондирования Земли и океана из космоса и выйти на создание эксплуатационной системы. Задание на развитие направления работ по использо- ванию средств космической техники для решения приро- доресурсных задач было впервые сформировано на госу- дарственном уровне в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 5 мая 1977 г., предусматривающем раз- работку и создание государственной космической эксплуа- тационной системы исследования природных ресурсов Зем- ли «Ресурс». КБ «Южное» этим постановлением поручено создание космической подсистемы «Океан» для проведе- ния комплексного изучения океана в интересах разработки теории долгосрочного прогноза погоды и климата, внедре- ния ее в практику народного хозяйства, создания теоретиче- ских основ рационального использования биологических и минеральных ресурсов океана и обеспечения всесторонней хозяйственной деятельности на шельфе и отдельных аквато- риях, обеспечения оптимального и безопасного плавания, контроля за загрязнением океана. КА «Океан-Э» № 1 Назначение аппарата: - проверка и отработка принципов построения аппарату- ры активного зондирования поверхности океана из космоса; - отработка методов комплексной обработки информа- ции бортовых приборов и контактных данных; - отработка взаимодействия потребителей информации и средств получения и обработки данных. Постановщики экспериментов - Конструкторское бюро «Южное», Морской гидрофизический институт Основные характеристики КА «Океан-Э» № 1 Масса -1700 кг Расчетные параметры орбиты: - высота - 647 км - наклонение орбиты -82° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К68 АН УССР, Институт радиоэлектроники АН СССР, Особое конструкторское бюро Московского энергетического ин- ститута. Запуск космического аппарата осуществлен с космодро- ма Плесецк («Космос-1076»). Успешные испытания косми- ческого аппарата подтвердили правильность всех принципи- альных решений, заложенных при разработке. КА «Океан-Э» N- 2 Назначение аппарата: - совершенствование методик и алгоритмов автома- тизированной обработки дистанционных и контактных данных; - проверка и отработка базовой исследовательской ап- паратуры; - отработка методов комплексной обработки информа- ции различных приборов и контактных данных; - отработка взаимодействия потребителей информации и средств получения и обработки данных. Постановщики экспериментов - Конструкторское бюро «Южное», Морской гидрофизический институт АН УССР, Институт радиоэлектроники АН СССР, Особое конструктор- ское бюро Московского энергетического института. 385
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Аппарат выведен на орбиту с космодрома Плесецк («Космос-1151»). Построены карты температур Северной Атлантики. Определен возраст льдов с оценкой в две-четыре градации и индекса цвета водной поверхности в шести из- мерительных каналах в видимой области спектра КА «Океан-ОЭ» КА «Океан-Э» №2 Основные характеристик КД «Океан-3» г 2 Масса -1900 кг Расчетные параметры орбиты -высота-690 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К68 Назначение аппарата: - оперативное обеспечение потребителей регулярной информацией о ледовой обстановке в полярных областях; - накопление потребителями данных по использованию дистанционного зондирования с помощью космических средств; - отработка исследовательской аппаратуры; - совершенствование методов и средств дистанционного зондирования ледовых полей. Постановщики экспериментов - Конструкторское бюро «Южное», Морской гидрофизический институт АН УССР, Институт радиотехники и электроники АН УССР, Институт радиоэлектроники АН СССР, Особое конструкторское бюро Московского энергетического института, Научно-исследова- тельский институт космического приборостроения. Были успешно выведены на орбиту с космодрома Плесецк два космических аппарата «Океан-ОЭ» («Кос- мос-1500» и «Космос-1602»). Фактический срок активно- го существования космического аппарата в несколько раз превысил расчетное значение. Результаты работы косми- ческого аппарата показали, что он может успешно решать практические народно-хозяйственные задачи. Это послу- жило основанием для подготовки решения о принятии кос- мического аппарата в опытную эксплуатацию под индексом «Океан-01». Осиошые ирмтерктаи КА «0кеаи-03 Масса-1950 кг Расчетные параметры орбиты: -высота-680км -наклонение орбиты-82 ° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К68 КА «0кеан-01» Назначение аппарата: - оперативное обеспечение потребителей регулярной информацией о ледовой обстановке в полярных областях; - накопление потребителями опыта по использованию данных дистанционного зондирования с помощью космиче- ских средств; - отработка исследовательской аппаратуры; - совершенствование методов и средств дистанционного зондирования ледовых полей; - построение температурных карт северной и экватори- альной Атлантики; - изучение неоднородностей открытых акваторий Миро- вого океана. Заказчик - Государственный комитет по гидрометеоро- логии СССР. Всего выведено на орбиту шесть космических аппаратов «Океан-О1» («Космос-1766», «Космос-1869», последую- 386
Глава 5 Основные характеристики КА «Океан-О1» Масса-1960 кг Расчетные параметры орбиты: - высота - 600-700 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель - 11К68 щие запуски регистрировались под наимено- ванием «Океан»), Все запуски осуществлены с космодрома Плесецк. Полученная инфор- мация использовалась для решения важных научно-хозяйственных задач, в т.ч.: - регулярное составление кратковремен- ных и долгосрочных прогнозов ледовой об- становки в Арктике при планировании мор- ских операций; - освещение ледовой обстановки при про- водке судов в экстремально тяжелых условиях осенне-зимней навигации; - определение влажности почв и влагозапаса, контроль паводковых ситуаций, анализ геологических структур в на- правлении выявления газо- и нефтеносных площадей и т.п. Создание подсистемы «Океан» началось с проведе- ния в 1979-1982 гг. научно-методических эксперимен- тов с использованием космических аппаратов «Океан-Э» и АУОС-З-Р-П-ИК («Интеркосмос-20», «Интеркосмос-21»). Космические аппараты «Океан-Э» («Космос-1076», «Кос- мос-1151»), созданные на модернизированной конструк- тивно-аппаратурной базе серийного аппарата «Целина-Д» разработки КБ «Южное», были оснащены комплексами радиофизической, оптико-электронной и радиопередающей аппаратуры, а также системой сбора информации с буйко- вых платформ. Основными задачами экспериментов явились отработка методик синхронных дистанционных измерений физических параметров океана и атмосферы, разработка ме- тодов калибровки данных дистанционного зондирования на основе данных подспутниковых измерений, создание методик, алгоритмов и программ обработки данных спутниковых изме- рений и др. В целом поставленные задачи были выполнены. В ходе экспериментов отработаны методы измерений гидрофизических параметров в микроволновом, инфра- красном и видимом диапазонах спектра электромагнитно- го излучения поверхности океана. На основе полученного материала подтверждена возможность картографирования крупномасштабного распределения температуры поверхно- сти океана, скорости ветра, границ и сплоченности ледового покрова, водозапаса облаков и др. Положительные резуль- таты были получены и в экспериментах с системой сбора и передачи информации. В 1983-1986 гг. были реализованы крупномасштаб- ные натурные работы с экспериментальными спутниками «Океан-ОЭ» («Космос-1500», «Космос-1602»), в которых приняли участие организации - потребители информации заинтересованных ведомств: Государственный комитет ги- КА «Океан-О1» дрометеорологии, Министерство рыбного хозяйства, Ми- нистерство морского флота, Академия наук СССР. На ука- занных космических аппаратах впервые в отечественной и мировой практике реализован режим комплексного наблю- дения, обеспечивающий одновременное получение радио- локационных, радиотепловых и оптических изображений в совмещенной полосе обзора, а также оперативную передачу этих данных с борта космического аппарата в центры прие- ма и непосредственно потребителям на автономные пункты приема. Информация от этих космических аппаратов ис- пользовалась при решении важных народно-хозяйственных задач, в т.ч. для регулярного составления средне- и долго- срочных прогнозов ледовой обстановки в Арктике в инте- ресах обеспечения морских операций, освещения ледовой и гидрометеорологической обстановки для проводки судов в экстремально тяжелых условиях (в районе острова Врангеля в 1983 г., в Охотском море и Татарском проливе в 1985 г.), в Антарктике (в 1985 г.) и в районах работы научно-иссле- довательских и научно-экспедиционных судов (в частности, обеспечение вывода из ледового плена в Антарктике судна «Михаил Сомов») и др. При наблюдении суши космические аппараты давали полезную информацию в части геологи- ческих и почвенных структур, степени увлажненности почв, динамики развития ледового покрова на внутренних морях, озерах и реках, контроля динамики паводковых процессов. За время работы космических аппаратов «Космос-1500» и «Космос-1602» в 1983-1985 гг. 74 организациям-потреби- телям передано более 20000 дубль-негативов и 30000 фото- отпечатков. Результаты эксплуатации космических аппаратов позволили принять решение о стабилизации состава бортовой исследовательской аппаратуры последующих комплектаций и о создании эксплуатационной подсистемы «Океан-01». Все- го было изготовлено и запущено 6 космических аппаратов «Океан-О1»; этот же аппарат в дальнейшем стал базовой основой первого украинского космического аппарата Сйч-1. 387
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Основные характеристики КА «Океан-О» Масса заправленного космического аппарата - 6360 кг Расчетные параметры орбиты: - высота - 685 км - наклонение орбиты - 98,5 ° Время активного существования - до 3 лет Ракета-носитель - «Зенит-2» КА «Океан-О» Назначение аппарата - изучение Миро- вого океана и суши в интересах народно- го хозяйства и наук о Земле, обеспечение глобальной оптической и микроволновой съемки с низким, средним и высоким разре- шением. Данные дистанционных измерений предназначены для использования при ре- шении следующих прикладных и фундамен- тальных задач: - составление морских гидрометеороло- гических и специализированных прогнозов; - обеспечение безопасности судоходства и выбора оптимальных маршрутов судов; - обнаружение районов загрязнения по- верхности морей и океанов; - изучение деятельного слоя в океане; - изучение континентального шельфа; - определение и прогнозирование дина- мического и термодинамического состояния Мирового океана; - определение поля ветров по дрейфу облаков; - определение водозапаса облаков, гра- ниц зон осадков и их интенсивности; - определение физического состояния ледового покрова (разрушенность, возраст, заснеженность, торосность); - распознавание типов или лесов; - контроль за состоянием растительности и почвы; - определение лесных и степных пожаров; - экологический и кризисный мониторинг; - исследования физико-геологических структур; - сбор контактных данных с платформ и передачи их в центры обработки. Заказчики - Национальное космическое агентство Украины, Российское космическое агентство Полученный опыт дал возможность с го- раздо большим пониманием подойти к фор- мированию требований к эксплуатационной системе второго этапа, основывающейся на КА «Океан-О» Сборка КА «Океан-О» 388
Глава 5 использовании космического аппарата «Океан-О». Разра- ботка этого уникального аппарата, объединяющего на одном борту радиолокационную, радиометрическую, оптико-элек- тронную (видимого и инфракрасного диапазонов) иссле- довательскую аппаратуру, широкополосную радиолинию, аппаратуру сбора и передачи информации, была выполнена в 1980-1990-е гг. После распада СССР дальнейшая разработка была воз- обновлена в конце 1990-х гг. как совместный российско- украинский проект. КА был запущен ракетой-носителем «Зенит» 19 июля 1999 г. Это самый крупный из разрабо- танных КБ «Южное» аппаратов массой около 6,5 т. В его составе 13 уникальных исследовательских приборов, позво- ляющих проводить комплексные синхронные исследования в видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах, а также синхронные (космос-Земля) наблюдения с исполь- зованием данных с наземных и морских платформ. Две радиолокационные станции с правосторонним и левосто- ронним обзором позволяют осуществлять полное покры- тие земной поверхности радиолокационной (всепогодной) съемкой. Информация радиолокаторов и сканеров малого разрешения, кроме традиционного «сброса» в центры при- ема, оперативно передавалось потребителям по радиолинии 137 МГц (более 1000 приемных станций в мире). Управление спутником в полете осуществлялось из Цен- тра управления, созданного в ЦНИИмаш (г. Королев Москов- ской обл.), прием и обработка информации осуществлялась в г. Обнинске (Россия) и г. Чернигове (Украина). Спутник успешно проработал на орбите более два с половиной года (при гарантийном сроке один год) и передал большое коли- чество ценной информации. КА «Океан-О», в отличие от предыдущих разработок, выполнен по конструктивно-компоновочной схеме с гори- зонтальным расположением продольной оси в полете. Ха- рактерной особенностью является расположенная в верхней полусфере крупногабаритная панель фотопреобразовате- лей солнечной энергии (площадью около 32 м!) с одной сте- пенью вращения. Все системы бортового обеспечивающего комплекса, как и конструкции КА, разработаны вновь или же подвергались глубокой модернизации. Разнообразие типов исследовательской аппаратуры (радиолокаторы, радиометры, сканеры видимого и ИК-диа- пазонов), широкий диапазон пространственных разреше- ний аппаратуры, большие функциональные возможности обеспечивающего комплекса придали КА «Океан-О» уни- кальный характер и позволили получить исключительно ценные результаты при проведении комплексных натурных экспериментов, позволили решить большой круг задач по планированию и осуществлению хозяйственной деятельно- сти, выявлению природных ресурсов, экологическому мо- ниторингу и др. Дальнейшее развитие природоресурсное направление работ КБЮ получило в рамках Общегосударственной (наци- ональной) космической программы Украины (космическая система С1ч). 'H.fV.llecmHUJcad, Л.Ъ.Смарцчг^скмЛ ОАО «ВПК «НПО машиностроения» КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОРБИТАЛЬНОЙ СТАНЦИЕЙ «АЛМАЗ-Т» В мире уже давно созданы многочисленные оптические системы для космической разведки и наблюдения. В Совет- ском Союзе также были созданы космические аппараты с использованием оптических систем. В частности, в ЦКБМ была разработана орбитальная пилотируемая станция в со- ставе ракетно-космического комплекса «Алмаз», на кото- рой был установлен длиннофокусный фотоаппарат «Агат» и другие фотоаппараты. ОПС «Алмаз» успешно работала под индексами «Салют-3» и «Салют-5». В «ЦСКБ-Прогресс» были разработаны и долгое время эксплуатировались кос- мические аппараты фоторазведки серии «Зенит». Но опыт космических полетов показывает, что около 70-80 % поверхности Земли по трассе полета спутника на каждом витке покрыто облаками. В связи с этим постоян- ный оптический мониторинг невозможен. Предпочтение отдается именно съемкам в радиоспектре электромагнит- ных волн. Постоянный мониторинг доступен только этому методу. Применение его не зависит от времени суток и ме- теорологических условий. Радиолокаторы синтезированной апертуры обладают уникальной чувствительностью к шеро- ховатости подстилающей поверхности. В ЦКБМ радиодиапазон был использован еще при раз- работке в 1960-х гг. системы морской космической раз- ведки и целеуказания с космическим аппаратом «УС-А». В качестве средства наблюдения использовался радиоло- катор бокового обзора, обеспечивающий круглосуточное и всепогодное обнаружение целей. Такая система с КА «УС-А» была принята на вооружение в 1975 г. и находилась в экс- плуатации до 1988 г. Космическая съемка привела к принципиально новым подходам и особенностям в изучении природных ресурсов, создании топографических и общегеографических карт, ин- вентаризации лесных массивов, прогнозировании урожай- ности сельхозугодий, наблюдении за состоянием ледовой обстановки Арктики и Антарктики. Новые подходы стали применяться при экологическом мониторинге, контроле стихийных бедствий и чрезвычайных ситуаций, изучении различных процессов Мирового океана, а также при про- ведении разведки в интересах Министерства обороны наи- более важных и малоразмерных объектов. 19 января 1976 г принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, а 30 января того же года под- писан приказ Министерства общего машиностроения о создании автоматических космических систем разведки и наблюдения. Этим постановлением головным разработ- 389
История развития отечественных автоматических космических аппаратов чиком было определено ЦКБМ (генеральный конструк- тор - В.Н.Челомей). Предусматривалось создание на базе пилотируемой станции «Алмаз» автоматических станций «Алмаз-Т» для ведения радиолокационной разведки и станций «Алмаз-К» для фотографической разведки с от- правкой материалов фотосъемки на Землю спускаемыми капсулами. Постановлением поручалось изготовить три станции «Алмаз-Т» для этапа ЛКИ и шесть - для штатной эксплуатации системы. Выведение на орбиту должно быть осуществлено ракетой-носителем УР-500К («Протон-К»), Для станции «Алмаз-Т» имелся серьезный задел, т.к. в рамках работ по ОПС «Алмаз» МНИИП (ныне АО «Кон- церн «Вега») была разработана радиолокационная система для разведки наземных и морских объектов «Меч-А». Пред- усматривалась установка радиолокатора с синтезированной апертурой еще на очередной пилотируемой орбитальной станции комплекса «Алмаз» № 0104, но она так и не была реализована. Эта разработка легла в основу аппаратуры «Меч-К» для станции «Алмаз-Т». Аппаратура «Меч-К» представляла собой радиолокатор с синтезированной апертурой с двумя крупногабаритными ан- тенными решетками, закрепленными по бортам станции. Кро- ме того, на борту станции размещалась аппаратура для веде- ния телевизионной разведки «Лидер» (ВНИИ!) и ИК-съемки (ГИПО), записи целевой информации на видеомагнитофон и передачи данных на пункт приема информации, специально построенный для комплекса «Алмаз» в Подмосковье. Основные системы ОПС нашли свое применение в стан- ции «Алмаз-Т»: корпус, системы ориентации и стабилизации, двигательная установка, система терморегулирования. Снятие систем жизнеобеспечения экипажа, пультов пилота, интерье- ра, системы стыковки позволило разместить большой объ- ем спецаппаратуры для наблюдения, накопления и передачи специнформации. Для энергопитания этой аппаратуры по- требовались солнечные батареи большой мощности, которые были разработаны в ЦКБМ, их раскрытие и функционирова- ние было всесторонне отработано на специальных стендах. В связи с установкой на «Алмазе-Т» новых систем на- блюдения и необходимостью решения расширенных задач конструкторы НПО машиностроения предусмотрели суще- ственные доработки ОПС «Алмаз» практически по всем бортовым системам. По сравнению с ОПС «Алмаз», на станции «Алмаз-Т» был внесен ряд изменений. На внешней поверхности гермокорпуса (диаметр 4,1 м) слева и справа установили по трехсекционному антенному устройству радио- локатора (15 х 1,5 м). Солнечные батареи большей площади (86 м2 вместо 48 м2 на ОПС), разместились на гермокорпусе (диаметр 2,9 м). Существенной доработке была подвергнута двигательная установка. Она имела больший запас топлива для обеспечения длительного автономного полета станции (увеличенный ресурс полета и более частые коррекции орби- ты): к имеющимся восьми бакам добавили еще шесть и две связки ЖРД. Была разработана модернизированная радио- линия, установлены два механизма «Аист» с передающими антеннами для передачи отснятой информации на ППИ при пролете аппарата в зоне непосредственной радиовидимости приемного пункта. Управление станцией осуществлялось ко- мандной радиолинией «Графит» (НИИ «Альтаир»). Изготовление и стендовая отработка станции «Алмаз-Т» развернулись с 1976 г. Генеральный конструк- тор В.Н.Челомей поручил координацию работ по этой теме главному ведущему конструктору М.Б.Гуревичу. В состав его группы вошли Н.П.Белогруд, И.Ю.Постников, ЛАФедоров, Л.В.Влодавский, О.И.Козлов, Г.А.Сребродольский. В даль- нейшем, после прекращения работ по ОПС «Алмаз», к этим работам в части организации производства, наземной и лет- ной отработки станции «Алмаз-Т» была подключена группа главного ведущего конструктора ВАПоляченко. Для наземной отработки были переоборудованы и вновь построены 6 орбитальных блоков, 3 двигательных установки (в 14-баковом исполнении), в т.ч. для стендовых огневых испытаний в НИИ Химмаш (г. Загорск), 3 комплекта солнечных батарей, комплект антенн РЛС «Меч-К», а также механизмы, блоки, узлы для конструкторских испытаний. На заводе им. М.В.Хруничева проводились работы по изготовлению и сборке трех КА для ЛКИ: №№ 0303, 0304 и 0305. Первая станция «Алмаз-Т» (№ 0303) была закон- чена отработкой на заводе им. М.В.Хруничева, отправлена на космодром 27 ноября 1980 г.; на технический комплекс космодрома Байконур она прибыла 4 декабря 1980 г. К этому времени были подготовлены ППИ с антенной П-100, приемными средствами, машиной оптической обработки информации и Центр управления в Евпатории. 26 апреля 1981 г. на техническом комплексе полигона были проведены гермоиспытания станции, 30 июня 1981 г. - комплексные электроиспытания. Изделие № 0303 было подготовлено к необратимым операциям - заправке топли- вом 8 июля 1981 г. Возглавлял экспедицию на полигоне по подготовке станции «Алмаз-Т» № 0303 В.Н.Вишневский, его заме- стителями были ВАПоляченко и ВАШишкин. На заседа- нии Госкомиссии, которую возглавляли ее председатель первый заместитель Главкома РВСН генерал-полковник М.Г.Григорьев и технический руководитель - генеральный конструктор В.Н.Челомей, было принято решение обратить- ся в Военно-промышленную комиссию Совета Министров СССР за разрешением на запуск орбитальной станции «Алмаз-Т» (№ 0303) в середине июля 1981 г. Однако, не- смотря на доказательства В.Н.Челомея и М.Г.Григорьева о готовности системы к запуску, по указанию министра оборо- ны Д.Ф.Устинова полностью подготовленная к пуску станция была оставлена на Земле. Постановлением от 19 декабря 1981 г. все работы в НПО машиностроения по космической тематике и орбитальным станциям «Алмаз» были прекращены с указанием «исполь- зовать научно-технический задел при создании орбитальных станций, космических кораблей и аппаратов». Законсерви- рованная и зачехленная, с установленными пиротехниче- скими средствами станция «Алмаз-Т» была подготовлена к хранению и оставлена на рабочем месте в лабораторном 390
Глава 5 корпусе площадки № 92 космо- дрома Байконур (находилась она там до 1986 г.). В 1985 г., после смерти В.Н. Челомея и Д.Ф.Устинова, возглавивший НПО машиностро- ения генеральный конструктор ГА. Ефремов начал кампанию за продолжение работ по стан- ции «Алмаз-Т». В конце января 1985 г. по указанию генерального конструктора на полигон «Байко- нур» была направлена группа со- трудников НПО машиностроения под руководством И.Ю. Постни- кова. Ей было поручено на месте определить внешнее состояние космического аппарата и средств технического комплекса. Группа доложила генераль- ному конструктору о положи- тельном заключении. В НПО машиностроения были приве- зены акты, которые послужили началом работ по возрождению станции «Алмаз-Т». Была под- готовлена техническая записка «Задачи исследований и экспе- риментов с РЛС «Меч-К» при натурной отработке на объекте «Алмаз-Т», где была показана роль и место станции «Алмаз-Т» в деле отработки и создания от- ечественных космических радио- локационных средств разведки, а также то, что две станции из- готовлены, прошли полный цикл наземной отработки. Первая станция (изд. «0303») законсер- вирована и с 1981 г. находится на полигоне Байконур, а после выхода директивных докумен- тов может быть подготовлена Байконур. Космический аппарат «Алмаз-Т» №0303 с головным обтекателем в процессе стыковки с PH «Протон-К» «Алмаз-Т» № 0304 в МИК Байконура к запуску в течение 8-9 месяцев. Документ подписали крупные ученые, генеральные и главные конструкторы ВАКотельников, ГАЕфремов, А.Ф.Богомолов, А.В.Чуркин, Г.Я.Гуськов, ЮАКозко, П.О.Салганик. В марте 1985 г. вопрос о запуске станции «Алмаз-Т» был рассмотрен у министра общего машиностроения О.Д.Бакланова, где ГАЕфремов доложил о состоянии стан- ции и свои предложения по дальнейшим работам. Присут- ствовали руководители МОМ: Ю.Н.Коптев, А.С.Матренин, А.И.Дунаев, В.С.Михайлов. Несмотря на серьезное проти- водействие со стороны некоторых участников совещания, окончательное решение министра было положительным, последовало поручение 1 ГУ МОМ и НПО машиностроения готовить решение Комиссии Совмина СССР по военно-про- мышленным вопросам. В это же время после совещания у министра обороны С.Л.Соколова было фактически полу- чено согласие Минобороны, Генштаба, ГУКОС. Работы по изготовленным радиолокационным станциям «Алмаз-Т» были возобновлены Решением ВПК при Совете Министров СССР от 12 апреля 1986 г. Первый пуск станции «Алмаз-Т» (№ 0303) состоялся 29 ноября 1986 г, однако, вследствие отказа системы разде- ления первой и второй ступеней ракеты-носителя УР-500К, станция не была выведена на орбиту. 391
История развития отечественных автоматических космических аппаратов PH «Протон-К» с КА «Алмаз-Т» № 0304 на стартовом комплексе. Июль 1987 г. КА «Космос-1870». Радиолокационный снимок Москвы В сборочном цехе Машзавода им. М.В. Хру- ничева находились еще два космических аппарата «Алмаз-Т» (№ 0304 и № 0305). 25 июля 1987 г. на орбиту был выведен космический аппарат «Алмаз-Т» № 0304. В прессе «Алмаз-Т» на- звали «Космос-1870». Эта станция «Алмаз-Т», в течение двух лет передавала на Землю радио- локационные снимки высокого для того времени разрешения (25-30 м). Полет автоматической станции «Алмаз-Т» («Космос-1870») вызвал широкий отклик меж- дународной общественности. Например, аме- риканская газета «Вашингтон тайме» 21 августа 1987 г. опубликовала статью под заголовком «Новый советской спутник вызывает подозри- тельность». В ней, в частности, говорилось: «Официальные лица с любопытством и не- которой тревогой наблюдают за большим спут- ником, запущенным Советским Союзом в конце прошлого месяца для подробного фотографи- рования поверхности Земли, из-за его примене- ния в военной и гражданской областях. Однако некоторые неправительственные специалисты полагают, что этот спутник может использоваться для обнаружения американских подводных лодок - носителей ядерных ракет, на- ходящихся в подводном положении. Радиолокатор позволяет получать изобра- жения, напоминающие фотоснимки, обнаружить мельчайшие изменения на поверхности океана, которые могут указывать на то, что в этот мо- мент непосредственно под поверхностью воды проходит подводная лодка! Это свидетельствует о повышении каче- ственного уровня советской техники в той об- ласти, где Запад традиционно занимал домини- рующие позиции. Аналогичный американский космический аппарат будет запущен не раньше, чем через 8 лет». Французский журнал «Air et Cosmos» писал: «Сообщение о запуске советского спутника, оснащенного радиолокатором, произвело в НАСА, а также в Белом доме впечатление разорвавшейся бомбы. Вновь американцы в соревновании за го- сподство в космосе остались позади...» Радарные снимки заинтересовали зару- бежных потребителей Последовали много- численные лестные отзывы и предложения о сотрудничестве, например, в журнале «Aviation Week & Space Technology» от 20 но- ября 1989 г. Для повышения качества радиолокацион- ных снимков была проведена глубокая мо- дернизация следующей орбитальной станции, которая была выведена на орбиту 31 марта 392
Глава 5 Посещение Машиностроительного завода им. М.В.Хруничева делегацией ЮНЕСКО. Третий слева - ГАЕфремов, рядом И.Ю.Постников На заднем фоне - «Алмаз-Т» № 0305 Идет наземная отработка антенн с АФАР для передачи радиолокационной информации с «Алмаза-Т» № 0305 на наземный пункт приема информации Сборка станции «Алмаз-Т» на Машиностроительном заводе им. М.В.Хруничева 393
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Радиолокационные снимки различных участков земной поверхности, полученные с борта автоматического КА «Алмаз-1» («Алмаз-Т» № 0305, разрешение 12-15 м) Радиолокационный снимок, на котором видны Московская кольцевая автодорога (1), город Реутов (2), ОАО «ВПК «НПО машиностроения» (3). На аэродроме в поселке Черное (4) видны уголковые Россия. Вулканы Камчатки отражатели, специально установленные для съемок из космоса Ледовая обстановка в Антарктиде в районе судна «Михаил Сомов». Полярная ночь Турция. Пролив Босфор. Стамбул. Видны загрязнения поверхности Мраморного моря и характер течений 1991 г. уже под собственным названием «Алмаз-1». В тот период станция «Алмаз-1»имела наивысшее разрешение радиолокационной информации (12-15 м), цифровую систему передачи информации через спутник-ретран- слятор «Гейзер» (НПО «Элае», Г.Я.Гуськов) и цифровой комплекс обработки радиолокационной информации на Земле. Космический аппарат «Алмаз-Т» № 0305 («Алмаз-1») эксплуатировался до 17 октября 1992 г. Почти двухлетняя работа станции «Алмаз-1»на орбите позволила сформи- ровать уникальную базу радиолокационных изображений подстилающей поверхности при различных условиях на- блюдения. К анализу этих снимков привлекались заинте- ресованные ведомства России и многие зарубежные фир- мы. Некоторые снимки передали американским фирмам «Хьюз», Space Commerce Corporation и др. Они начали де- лать заявки на съемки. Проявили свою заинтересованность ряд компаний Италии и Франции. 394
Глава 5 Группа инженеров НПО машиностроения во главе с Г.А.Ефремовым у технологического «Алмаза-Т». ВДНХ. Апрель 1991 г. Вывод был один: изображения радиолокатора с синте- зированной апертурой обладают высокой информативно- стью, а при дальнейшем улучшении разрешающей способ- ности приближаются к оптико-электронному изображению, обладая при этом такими важными преимуществами, как всепогодность и независимость от солнечного освещения снимаемой поверхности. Космическая станция «Алмаз-1»принимала участие в спасении судна «Михаил Сомов», вывозившего полярни- ков из Антарктиды и блокированного тяжелыми льдами в условиях антарктической ночи. В течение полутора месяцев обработанная радиолокационная информация регулярно передавалась в штаб при Госкомгидромете (руководил спа- сательной операцией известный советский исследователь Арктики и Антарктики крупный ученый-океанолог Артур Ни- колаевич Чилингаров). Это позволяло производить деталь- ную оценку ледовой обстановки в районе нахождения судна и, в итоге, вывести его из ледового плена. Работа по космическим аппаратам «Алмаз-Т» воз- главлялась первым заместителем генерального конструк- тора В.В.Витером и координировалась группой главного ведущего конструктора И.Ю.Постникова, в которую входили А.Ф.Шевченко, В.В.Янченко, З.С.Субботин, Г.А. Сребро- дольский, Н.П.Мазов. Следует отметить большой вклад в дело создания радиолокационных аппаратов «Алмаз-Т» на- чальника отдела Я.И.Губанова, заместителя начальника от- дела В.М.Вальца, начальников секторов Е.А.Ксенофонтова, Ю.С.Прокофьева, А.М.Глухова и В.П.Саранцева. Проектные работы по созданию системы и КА «Алмаз-Т» возглавлял талантливый конструктор, начальник сектора Ю.В.Беляев. Техническим руководителем по подготовке станции «Алмаз-Т» к запуску был назначен Н.П.Белогруд, а его за- местителем - В.А.Шишкин. Для обработки поступающей информации в НПО маши- ностроения под руководством ПАШирокова был создан спе- циальный центр, оснащенный самым современным оборудо- ванием и укомплектованный высококвалифицированными специалистами. Центр управления космическим аппаратом находился в Евпатории. Руководителем главной оперативной группы управления был назначен Л.Н.Петров, а его замести- телями - Н.Н.Урядов, А.Н.Горбатов и Ю.С. Душелихинский. В разработке и испытаниях КА «Алмаз-Т» принимали также участие сотрудники НПО машиностроения Б.М. Ев- докимов, Л.М.Манкевич, О.А.Зинчук, М.Е. Петрулевич, В.Х.Хурумов, В.В.Котиков, Ю.Н.Семенков, М.Г. Красно- горский, И.В. Елизаветин, Е.А.Ханин, А.М.Динец, Е.К. За- журило, И.А. Кочнев, А.В.Туманов, В.В. Виленский, И.И. Бу- тусов, О.П. Аристархов, Г.С. Евтушенко, В.В.Крамаренко, В.А. Афанасьев, В.А. Ветрова, О.В. Судаков, А.В.Бобров, ГАИванько и др. 395
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Дальнейшего продолжения программа «Алмаз-Т» не имела, т.к. практически полностью была использована материальная часть, пригодная для летной эксплуатации, а вследствие сложившихся после 1991 г. условий возоб- новление ее производства стало практически невозмож- ным. Время тяжелых аппаратов ДЗЗ массой 12-18 т с запу- ском на PH «Протон», и даже массой 7-8 т, безвозвратно прошло. Те же самые задачи начали реализовываться на малых космических аппаратах легкого класса весом 700— 1100 кг. На повестке дня появились уникальные заявки по разрешающей способности аппаратуры наблюдения - один метр и менее. НПО машиностроения предложило для запусков ма- лых космических аппаратов использовать недорогие PH «Стрела», созданные на базе снимаемых с боевого дежур- ства баллистических ракет УР-100Н УТТХ (SS-19). 27 июня 2013 г. этой ракетой-носителем ОАО «ВПК «НПО маши- ностроения» осуществило запуск радиолокационного КА «Кондор-Э» («Космос-2487»), После длительного переры- ва Россия вернулась в строй стран, ведущих радиолокацион- ное наблюдение из космоса.
ГЛАВА 6 РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ в 1992-2015 гг. КА «ГОНЕЦ», «ГОНЕЦ-Д1», «ГОНЕЦ-М» НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ МКА«ЗЕЯ», «МОЖАЕЦ», «ЮБИЛЕЙНЫЙ», «МИР» КА «МОЛНИЯ-ЗК», «МЕРИДИАН» КА «ГАЛС», «ЭКСПРЕСС», «ЭКСПРЕСС А», «ЭКСПРЕСС АМ» КА СВЯЗИ И ТЕЛЕВЕЩАНИЯ SESAT КА «ЯМАЛ-300К» КА «ЭКСПРЕСС-АМ5», «ЛУЧ-2», «ЛУЧ-5» КА «ГЛОНАСС-М» И «ГЛОНАСС-К», «ГЛ0НАСС-К2», «ЭТАЛОН» КК «ОРЛЕЦ» КОМПЛЕКСЫ «РЕСУРС-ДК1», «РЕСУРС-П» КА «НАУКА», «ЭНЕРГИЯ», «ЭФИР», «БИОН», «АИСТ», «ФОТОН»,«АИСТ-2Д» КА«МЕТЕОР-М» МКА «УНИВЕРСИТЕТСКИЙ - ТАТЬЯНА-2» КК «КАНОПУС-В», КА «ЛОМОНОСОВ», «ИОНОЗОНД», «ИОНОСФЕРА», «ЗОНД» ПРОЕКТ EXPRESS, КА «МОНИТОР-3», KAZSAT, KAZSAT-2 КА «БАУМАНЕЦ», «БАУМАНЕЦ-2» МКА «КОНДОР-Э» ИСПЫТАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ «ОКО-1» КК «СПЕКТР-Р», «ЗЛЕКТРО-Л», «ЗОНД-ПП», «РЭЛЕК» КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА «ЛИАНА». КА «ЛОТОС», «ПИОН» СПУТНИКИ СВЯЗИ «ЯМАЛ-100», «ЯМАЛ-200», КА «БЕЛКА» КА «ЦИКЛОН-О», «СФЕРА» ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ КОМПЛЕКС «МИР-2», КА «НАДЕЖДА», «ОБЗОР», «ФАЙСАТ-2В», «МОЖАЕЦ-4», «УНИВЕРСИТЕТСКИЙ - ТАТЬЯНА», «МОЖАЕЦ-5», МКА «СТЕРХ» КАГП «КБ «ЮЖНОЕ» ВКЛАД ЦНИИМАШ В СОЗДАНИЕ И РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ КА
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КЛЖеапсгдоб Космический аппарат «Гонец-Д1» АО «ИСС» НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ КК ДЛЯ ГЛОБАЛЬНОЙ МНОГОУРОВНЕВОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СПУТНИКОВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ Низкоорбитальные КА гражданской персональной связи Космический аппарат «Гонец» Социально-экономические изменения в СССР 1980- 1990-х гг. привели страну и отрасль в тяжелое состояние, к отсутствию бюджетных заказов, вынуждали искать новые формы и способы реализации коммерческих (внебюджет- ных) проектов. Одним из логичных шагов на этом пути был поиск вариантов реализации персональной спутниковой связи на относительно недорогостоящих низкоорбитальных КА типа «Стрела», по которым у НПО ПМ был накоплен большой (наибольший в мире) опыт. В 1989 г. по предло- жению «Союзмединформ» было принято решение о до- работке КА типа «Стрела» и создании гражданской низко- орбитальной системы связи - системы «Гонец». Работы по системе «Гонец» проводились в НПО ПМ - по КА, в НИИ точных приборов - по бортовому радиотехническому ком- плексу и наземному комплексу связи. Для демонстрации возможности организации связи с мобильными и стацио- нарными терминалами, расположенными на территории РФ и за рубежом, 13 июля 1992 г. вместе с четырьмя штат- ными КА типа «Стрела» были выведены на орбиту два КА- демонстратора «Гонец-Д». Эксперимент с КА «Гонец-Д» дал обнадеживающие ре- зультаты, и было решено таким же эволюционным путем создавать низкоорбитальную систему связи «Гонец-Д1>» на базе средств функционирующей с 1985 г. эксперимен- тальной системы. Система «Гонец-Д1»предназначалась для отработки технологий организации связи, для обеспечения помехозащищенной конфиденциальной связью государ- ственных структур до создания системы «Гонец», а также для проведения маркетинговой кампании и предоставления свободных ресурсов связи коммерческим организациям. Создание, развитие и эксплуатация системы были по- ручены сначала дочернему предприятию НИИ точных при- боров, а позднее - созданному под эгидой Роскосмоса АО «Спутниковая система «Гонец», которое должно было изыскивать дополнительные внебюджетные источники финансирования системы. Вопреки надеждам, несмотря на предпринимаемые усилия, серьезных инвесторов не на- шлось, поскольку наступило время «быстрых и коротких» денег. Кроме того, организация не смогла умерить ценовые запросы изготовителей компонентов системы, а Роскосмос не выделял требуемых средств на развитие. Первый запуск КА «Гонец-Д1» НПО ПМ удалось обе- спечить 19 февраля 1996 г. Но после запусков двух троек спутников «Гонец-Д1» в 1996-1997 гг. в построении орби- тальной группировки (до запланированных 12 космических аппаратов) наступила пауза. После 2,5 лет эксплуатации на двух спутниках отказала целевая аппаратура. Зато два кос- мических аппарата этого типа проработали на орбите более 15 лет при заданном сроке службы 1,5 года. В 2000 г. из-за аварии PH «Циклон» были утрачены сра- зу шесть космических аппаратов, из них три - «Гонец-Д1». И только в 2001 г. орбитальная группировка была пополнена еще тремя спутниками. Таким образом, системе спутнико- Основные характеристики КА «Гонец-Д1» Масса-225 кг Мощность СЭП-100 Вт Габариты корпуса: - диаметр каркаса БС -0,88 м - высота каркаса БС -1,5 м Тип СОС - магнито- гравитационная Заданный срок службы -1,5 пет Высота орбиты -1500 км Количество КА в системе - 6 Средство выведения КА-PH«Циклон-3» КА «Гонец-Д1» 398
Глава 6 вой связи «Гонец-Д1», даже несмотря на ее явную деше- визну в сравнении с другими системами спутниковой связи, в полноразмерной орбитальной группировке функциониро- вать не довелось. Тем не менее, в феврале 2002 г. она была принята Межведомственной комиссией в опытную эксплу- атацию. Основные задачи системы «Гонец-Д1» - обмен данны- ми между абонентами (оснащенными переносными терми- налами), находящимися в любой точке земного шара, опре- деление и передача координат подвижных объектов, сбор и передача информации для различных видов мониторинга (например, от автоматической датчиковой аппаратуры, до- оснащенной тем же компактным абонентским терминалом), доставка циркулярных сообщений группам абонентских тер- миналов. Хорошие возможности решения этих задач были продемонстрированы и многократно подтверждены в ходе летных испытаний и опытной эксплуатации. При этом, на- ходясь в общей зоне радиовидимости спутника (примерно 4000 км), абоненты обменивались сообщениями в течение 1-2 мин. Для системы «Гонец» создавался модельный ряд серий- но выпускаемых абонентских терминалов: стационарный, перевозимый, обслуживаемый, автономный (необслужи- ваемый), которые могут комплектоваться различными ан- теннами: турникетными, резонаторными, мобильными. Это достаточно малогабаритные устройства, весом до 2 кг (в со- ставе блока приема-передачи, антенны и кабеля снижения). В связной комплекс системы кроме бортовой аппаратуры на КА (БРТК) и земных абонентских терминалов входят также региональные земные станции (в Москве, Железногорске, Южно-Сахалинске), которые, распределяя ресурсы системы между закрепленными группами пользователей, организо- вывая сеансы связи, при одном канале «Земля - КА», од- ном канале «КА-Земля» и при низкой технической скоро- сти в этих каналах обеспечивают максимальную пропускную способность одного космического аппарата до 15 Мбит/сут. О размерах рабочих зон станций можно судить хотя бы по тому, что железногорская региональная станция при обслу- живании Федеральной сетевой компании РАО ЕЭС обеспе- чивала связь 44 электрических подстанций, расположенных на территории от Читы до Вятки, с их диспетчерскими цен- трами в Красноярске, Екатеринбурге и Камне-на-Оби. Система достаточно успешно применялась в условиях Севморпути, Австралии, Южной Америки, Антарктиды (экс- педиция НИИ Арктики и Антарктики на станции «Восток»), Даже представители соседней антарктической американ- ской станции не раз отправляли сообщения через систему «Гонец», особенно в период, когда вышло из строя обору- дование спутниковой системы связи «Инмарсат», привезен- ное ими. В период сезонной экспедиции данной системой постоянно пользовались ученые из Полярной геолого-раз- ведочной экспедиции для обмена научной информацией со своей организацией в Санкт-Петербурге. Потребителями системы в разные периоды летных испытаний и опытной эксплуатации стали более 40 го- сударственных и коммерческих структур, которым было поставлено около 600 абонентских терминалов разных модификаций. Среди них информационные службы, под- разделения Росатома, Главный Радиометеорологический центр, морской флот, пограничные службы, арктические авиаотряды, НИИ космических исследований, Федеральная сетевая компания РАО ЕЭС. До сих пор полученный опыт создания и применения глобальной низкоорбитальной системы связи «Гонец-Д1» остается для Российской Федерации уникальным и ценным. При самых скромных затратах в течение длительного пе- риода были апробированы технологии предоставления по- требителям таких услуг связи, которые пока не реализуемы другим способом. Убедительно показано, что «Гонец» как система массового обслуживания может быть привлека- тельной для пользователей, но только при полномасштаб- ной резервированной орбитальной группировке и штатной наземной инфраструктуре, которые необходимо создавать параллельно, в кратчайшие сроки и под полным контро- лем заинтересованных, ответственных юридических лиц со стороны государства. Система «Гонец» фактически готова была стать компактным «модельным» государственно- частным партнерством. Создание низкоорбитальных КА гражданской персональной связи «Гонец-М» Новое поколение спутников для системы «Гонец» соз- давалось не просто, но к концу 2005 г. первый КА нового поколения был изготовлен НПО ПМ, и 21 декабря 2005 г. с помощью испытанной сибирской PH «Космос-ЗМ» он был выведен на круговую приполярную орбиту высотой немно- гим более 1400 км. Запуски на эту орбиту (блоками по шесть КА на PH «Циклон») начались еще в 1985 г„ и это был уже 28-й групповой пуск в продолжение ранее начатой работы. КА «Гонец-М» создавались в рамках Федеральной космической программы РФ до 2015 г. для решения ряда задач: обеспечения связью государственных структур (пре- имущественно с труднодоступными районами и районами со слаборазвитой инфраструктурой связи); передачи данных о состоянии и местоположении объектов, в т.ч. подвижных, и, как следствие, контроля грузопотоков (морские и речные суда, автомобильный и железнодорожный транспорт); эко- логического и промышленного мониторинга - автоматиче- ского сбора данных с обслуживаемых и необслуживаемых объектов (электроподстанции, нефтепроводы, газопроводы и др.), с различного типа датчиков охранной или пожарной сигнализации, экологических датчиков и др.; срочной меж- региональной доставки информации, связи в чрезвычайных ситуациях; телемедицины; сбора гидрометеорологической информации и т.д. Внешне КА «Гонец-М» сохранил все основные черты облика КА «Гонец-Д1», но существенно отличается функ- ционально, а также своим внутренним аппаратным и про- граммным содержанием. Новый БРТК «Садко», созданный 399
История развития отечественных автоматических космических аппаратов НИИТП, обладает увеличенной примерно в 40 раз пропуск- ной способностью. На КА «Гонец-М» применена автома- тическая пассивная комбинированная система ориентации третьего поколения. В отличие от своего ближайшего ана- лога, СОС КА которого в прошлом продемонстрировала высокое качество и надежность при натурной бездефектной эксплуатации 136 космических аппаратов в составе косми- ческой группировки низкоорбитальной спутниковой связи, модернизированная система ориентации имеет улучшенные точностные характеристики для класса пассивных систем ориентации. Это достигнуто за счет внедрения в конструк- цию магнитного успокоителя оригинального диамагнитного подвеса и установки вокруг гравитационной штанги длиной 16 м гибкого теплозащитного экрана для исключения неже- лательных температурных деформаций. В контур управле- ния системой ориентации введена БЦВМ, входящая в состав Основные характеристики КА «Гонец-М» Стартовая масса - до 280 кг Мощность СЭП -200 Вт Диапазоны частот бортового ретранслятора- 0,2/0,3; 0,3/0,4 ГГц Скорость передачи информации. - на борт-2,4; 2,7; 4,8; 9,6 кбит/с -с борта-2,4; 2,7; 4,8; 9,6; 32; 64 кбит/с Срок службы - 5 лет Средства выведения - «Космос-ЗМ» (два КА) или «Рокот/Бриз-КМ» (три КА) КА «Гонец-М» Персональная спутниковая связь л 26 КА СТРЕЛА-2 360 КА СИ>ЕЛА-2М СТРЕЛА-3 КОСМОС-2416 1965 1970 1985 9 2005 е 3 КА 49 КА 133 КА 3 КА 1960 1970 1980 1990 2000 Космические аппараты персональной связи ОАО «ИСС» 400
Глава 6 целевой аппаратуры КА. Бортовое программное обеспе- чение ООО, разработанное НИИТП (г. Москва) по заданию НПО ПМ, позволяет сделать работу системы полностью ав- тономной как в штатных режимах работы, так и при аварий- ных ситуациях без привлечения НКУ. Впервые в отечественной и зарубежной космонавтике на КА с пассивной системой ориентации предусмотрена коррекция орбиты для равномерной расстановки КА на ор- бите. Выполнение этой задачи реализовано с применением серийно изготавливаемых составных частей системы ори- ентации, газореактивных двигателей и введением в контур управления системы обеспечения коррекции той же БЦВМ, входящей в состав целевой аппаратуры КА. Бортовое про- граммное обеспечение СОК позволяет выполнять не только программные действия, но и парировать возможные неис- правности и аварийные ситуации при работе системы. Последующие запуски низкоорбитальных КА персо- нальной связи нового поколения: 6 июля 2009 г. - «Кос- мос-2453»; 8 сентября 2010 г. - «Гонец-М» № 2 и «Кос- мос-2468»; 28 июля 2012 г. - «Гонец-М» № 3 и № 4, «Космос-2481»; 15 января 2013 г. - «Космос-2482, -2483, 2484»; 12 сентября 2013 г. - «Гонец-М» №№ 5, 6, 7. КА «Гонец-М» № 8, 9, 10 были запущены 3 июля 2014 г., а 31 марта 2015 г. запуском КА № 11,12,13 было завершено формирование штатной орбитальной группировки. Среди потребителей услуг системы «Гонец» - Росатом, Росэнергоатом, пограничные подразделения, НИИ Арктики и Антарктики, ВМФ (например, корабль «Адмирал Виногра- дов», выполнявший миссию в Аденском заливе, в течение месяца передал 3461 пакет информации (по 800 байт) и получил 5505), АО «ФЦНИВТ «СНПО «Элерон», ФГУП КЦ «Атомбезопасность» и др. - всего более 30 крупных ор- ганизаций и ведомств. Дальнейшие перспективы развития персональной спутниковой связи открываются с переходом на новый КА «Гонец-М1». Низкоорбитальные экспериментально- образовательные малые КА Создание экспериментального низкоорбитального КА «Зел» и выведение его на орбиту конверсионной PH «Старт-1» с космодрома Свободный Малый экспериментальный КА «Зея» (радиолюбитель- ское обозначение РС-16) был создан в НПО ПМ как про- должение ряда КА типа «Радио», созданных в 1980-е гг. при участии радиолюбительских организаций, и был назван по имени дальневосточной реки Зеи, вблизи которой располага- лась бывшая ракетная база, объявленная новым российским космодромом Свободный. Спутник создавался в кратчайшие сроки и должен был стать первым полезным грузом, выво- димым конверсионной PH «Старт-1» с нового космодрома. КА «Зея» PH «Старт» - конверсионная версия мобильной сухопутной твердотопливной многоступенчатой МБР «Тополь». Помимо радиолюбительской аппаратуры, на КА «Зея» впервые было установлено дополнительное бортовое обо- рудование нового назначения - три системы координатоме- трии: традиционный передатчик сигналов для определения координат спутника земными станциями, бортовая аппара- тура спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS (АСН), а также отражатели для точного определения координат спутника наземными лазерными измерительными средствами. За основу конструкции была взята платформа КА «Стрела-1 М». На борту все управляющие функции вы- полнялись с помощью микроконтроллеров, дополнительно ввели передатчик диапазона 435 МГц и приемник диапазона 145 МГц. Традиционные для спутников типа «Радио» пере- датчик на 29 МГц и приемник на 145 МГц сохранились. Раз- работчикам удалось заметно снизить энергопотребление бортовой аппаратуры. Дополнительно к Калужскому пункту управления, откуда велось управление всеми отечественными радиолюбитель- скими спутниками, для спутника «Зея» в целях оперативного проведения научных экспериментов был развернут пункт в Голицыно-2. КА «Зея» был запущен 4 марта 1997 г. и активно функционировал значительно дольше расчетного срока - до самого входа в плотные слои атмосферы 25 октября 1999 г. Космический аппарат «Можаец» Еще одним примером удачного конверсионного ис- пользования платформы типа «Стрела-1 М» (для обучения курсантов - будущих военнослужащих Военно-космических сил, привлечения их к процессу создания специализирован- 401
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Основные характеристики КА «Можаец» Масса-69 кг Мощность СЭП-16 Вт Диаметр каркаса БС - 0,8 м Высота каркаса БС -0,75 м Тип СОС - магнитно-гравитационная Заданный срок службы -1 год Высота орбиты - 700 км Средство выведения - PH «Космос-ЗМ» (попутно) ного малого спутника и управления реальным КА в полете как части образовательной и исследователь- ской работы) стал КА «Можаец». При разработке КА «Можаец» роль ВКА им. А.Ф.Можайского в поста- новке и решении учебных и иссле- довательских задач существенно возросла. В системе ориентации малого КА «Можаец» (также обозначаемый ранее РВСН-40; международный позывной - RS-20), а позднее и малого КА «Юбилейный» были применены основные принципиальные решения, заимствованные с автоматической пассивной ком- бинированной системы ориентации КА типа «Гонец-Д1». Новый малый учебно-исследовательский (образова- тельно-научный и экспериментально-радиолюбительский) спутник «Можаец» был выведен 28 ноября 2002 г. с кос- модрома Плесецк с помощью PH «Космос-ЗМ» на орбиту высотой 680 км одновременно с первым алжирским (также малым) КА Alsat-1. КА был назван в честь известной воен- ной учебно-научной организации, в течение многих десят- ков лет осуществляющей подготовку кадров для проведения научных исследований, создания, обслуживания, эксплуата- ции РКТ, управления КА, КС различного назначения в ин- тересах Минобороны и всей страны - Военно-космической академии им. А.Ф.Можайского (г. Санкт-Петербург). Тем са- мым была отмечена выдающаяся роль ВКА им. Можайского (из стен которой вышло более 70 тыс. выпускников, которые несли службу на всей территории России от Петербурга до Камчатки и даже за ее пределами) в обеспечении военно- космической деятельности, и ее богатая история взаимодей- ствия с предприятиями промышленности, в т.ч. с НПО ПМ. К работам подключились известная радиолюбительская организация НИЛАКТ (РОСТО, г. Калуга) и Новосибирский госуниверситет. На момент готовности к запуску КА «Мо- жаец» включал всенаправленный каркас солнечных батарей, бортовую химическую батарею, навигационную аппаратуру потребителя спутниковой системы ГЛОНАСС, систему для испытаний элементной базы «Призма», аппаратуру для ис- следования электрического поля, создаваемого самим КА, БРТК разработки НИЛАКТ, БРТК «КРАБ», магнито-грави- тационную систему ориентации (точность удержания поло- жения относительно местной вертикали 5 °), одну антенну навигационной аппаратуры системы ГЛОНАСС (диапазон 1600 МГц), антенны БРТК НИЛАКТ (два-диапазона 145 МГц и три - 435 МГц), антенны БРТК «КРАБ» (два - диапазона 150 МГц и два-200 МГц). В 1995-2000 гг. был создан учебный наземный ком- плекс управления малыми и сверхмалыми КА. Он состо- ит из Учебно-исследовательского центра управления КА, размещенного в академии, и Учебно-исследовательского отдельного командно-измерительного комплекса в п. Лех- туси вблизи г. Санкт-Петербурга. В состав Учебно-иссле- довательского центра управления КА входили пункт управ- ления; баллистический центр, учебно-исследовательский телеметрический центр, центр обработки и анализа научной информации комплекса аппаратуры «Призма», центр об- работки навигационной информации, получаемой от НАЛ. В дальнейшем опыт создания такого учебного наземного контура управления спутниками был использован для соз- дания аналогичной образовательной структуры в граждан- ском вузе - в Сибирской аэрокосмической академии име- ни академика М.Ф.Решетнева (СибГАУ, г. Красноярск), но ведущую роль и основную помощь здесь оказывало уже не Минобороны, а НПО ПМ. Полет «Можайца» еще раз подтвердил высокую эффек- тивность конверсионного использования малых КА, созда- ваемых в кратчайшие сроки при минимальных затратах и с высокой успешностью в результате тесного взаимодействия заказывающих ведомств с промышленностью, в первую очередь с предприятиями, обладающими многолетним уни- кальным опытом поддержания в эксплуатации многоспут- никовых систем на низких орбитах, такими как ОАО «ИСС». В развитие этой же темы 27 сентября 2003 г. был вы- веден на орбиту КА «Можаец-4» (РС-22), в котором исполь- зовались все те же элементы старой спутниковой платфор- мы, а для запуска - все та же сибирская PH «Космос-ЗМ». 402
Глава 6 Конструкция и задачи КА «Можаец-4» и его предшествен- ника КА «Можаец» во многом схожи. Он предназначался для сбора данных об электрических и радиационных полях, оказывающих действие на работу приборов и систем КА, а также для проведения экологического мониторинга Земли. Работа с этим КА была включена в учебный процесс Военно- космической академии им. А.Ф.Можайского. Создание нового поколения низкоорбитальных экспериментальных КА «Юбилейный», «МиР» Малые КА чрезвычайно выгодны и эффективны для отработки, летной квалификации новых технологий и аппа- ратуры, применимых в дальнейшем на больших КА. В этой связи показателен проект малого экспериментального КА нового поколения «Юбилейный». В декабре 2004 г. Роскосмосом, Космическими войска- ми и Центральным советом РОСТО (ДОСААФ) было принято совместное решение о создании и запуске в 2007 г. (в честь 50-летия космической эры) юбилейного радиолюбительского ИСЗ. Создание этого КА было поручено Научно-исследова- тельской лаборатории аэрокосмической техники, г. Калуга. Для координации работ по проекту юбилейного КА была соз- дана общественная комиссия, в состав которой вошли пред- ставители Роскосмоса, Космических войск, РОСТО, РВСН, РАН, МАИ, Ассоциации космонавтики и Союза ветеранов КВ РФ. В 2007 г. председатель общественной комиссии об- ратился в НПО ПМ с просьбой оказать помощь в части раз- работки и изготовления системы ориентации, солнечной батареи спутника «Юбилейный», проведения работ по его адаптации с PH. В НИ ПАКТ уже был изготовлен блок бортовой аппаратуры управления ДОКА и разработана конструктивно- компоновочная схема КА. Было график работ по завершению создания и запуску «Юби- лейного». Все работы по проектированию, изготовлению и испытаниям спутника были возложены на НПО ПМ. Сроки создания КА были беспрецедентно сжатыми. Если проект- ные работы начались в июне 2007 г„ то уже в августе была выпущена вся конструкторская документация и начато из- готовление КА. Была создана инженерная модель для от- работки прочности и режимов отделения от PH, а также имитатор массы спутника. В октябре 2007 г. в соответствии с утвержденным графиком работ КА был полностью из- готовлен, а в ноябре проведены его электрические испыта- ния. И уже спустя 6 месяцев после начала работ КА подго- товили к отправке на космодром. Нетрадиционной была и экономическая сторона проекта. Поскольку КА создавался на «общественных началах», специальное финансирова- ние не предусматривалось. КА «Юбилейный» разработан, изготовлен, выведен на орбиту как бы «вскладчину» - за счет собственных средств организаций и предприятий-со- исполнителей проекта. В процессе создания «Юбилейного» специалисты НПО ПМ разработали и изготовили новую перспективную многофункциональную негерметичную платформу, кото- рая в дальнейшем станет базовой для КА НПО ПМ массой 30-100 кг. Многие предприятия и организации российской космической отрасли внесли свой вклад. В частности, при- боры ориентации на Солнце и Землю для спутника созданы НПП «Геофизика-Космос». ОАО «Сатурн» разработало и изготовило солнечные батареи. НПО им. САЛавочкина по- ставило фотопреобразователи из арсенида галлия. Рамен- ское приборостроительное КБ поставило малогабаритный магнитометр МА-6. Научные сотрудники и студенты Си- бирского государственного аэрокосмического университета им. М.Ф.Решетнева создали аппаратуру РАДЭК с новыми принято решение о запуске КА «Юбилейный» на PH «Рокот» совместно с КА, созданными НПО ПМдля МОРФ. В июле 2007 г. руковод- ством Роскосмоса и Косми- ческих войск был утвержден Основные характеристики КА «Юбилейный» Масса -48 кг Мощность СЭП-30 Вт Габариты КА: -высота-0,73 м - диаметр каркаса БС -0,62 м Тип СОС - магнитно- гравитационная Заданный срок службы -1 год Высота орбиты -1500 км Средство выведения - PH «Рокот» (попутно) 403
История развития отечественных автоматических космических аппаратов нанопокрытиями для радиационной защиты электронных компонентов КА. Благодаря слиянию науки, образования и производства, спутник, изначально задуманный как аналог первого ИСЗ массой до 10 кг и слабой энергетикой, в ре- альности получился современным, многофункциональным и конструктивно достаточно сложным. Успешный запуск КА «Юбилейный» 23 мая 2008 г. и его полет открыли новую страницу в истории разработки малых КА ОАО «ИСС». Успешная эксплуатация «Юбилейного» на орбите подтвердила правильность принятых технических решений. Получили летную апробацию такие новые прибо- ры и компоненты, как широкоугольные приборы разработки ОАО «НПП «Геофизика-Космос» для ориентации КА, маг- нитометр разработки ОАО «РПКБ» для контроля углового положения КА в полете, радиационная защита бортовой ап- паратуры разработки СибГАУ и др. На орбите спутник уже проработал срок, в 3 раза превышающий заданный. Таким образом, в ОАО «ИСС» была создана основа, позволяющая одновременно с основной тематической деятельностью ре- гулярно, 1-2 раза в год или даже чаще, проводить на малых КА научно-технические орбитальные исследования, экспе- риментальные миссии в космосе, отрабатывать бортовое оборудование. Дальнейшим развитием совместных работ ОАО «ИСС» с другими промышленными предприятиями и научно-об- разовательными организациями в области малого экспери- ментального спутникостроения стал проект создания серии малых спутников типа «МиР» («Михаил Решетнев»; перво- начальное рабочее название - «Юбилейный-2»), Первый КА типа «МиР» массой 65 кг, как и «Юби- лейный», создавался на основе новой негерметичной со- топанельной (пятого поколения) малой платформы при все более активном участии студентов СибГАУ, под руко- водством ОАО «ИСС» (отдел общего проектирования КА и КС, начальник отдела - А.В.Яковлев). В ресурсном центре СибГАУ студенты, аспиранты и молодые уче- ные разработали блок управ- ления полезной нагрузкой, оригинальный уголковый ла- зерный отражатель, создали для оснащения КА две малые веб-камеры и камеру для на- блюдения Земли. В апреле 2011 г. КА «МиР» прошел термобаланс- ные испытания в термобаро- камере ТБК-120, в июне КА прошел электрические испы- тания в цехе 38, а в июле был завершен последний этап на- земной экспериментальной отработки. КА «МиР» успешно выведен на орбиту 28 июля 2012 г. и функционирует более года. С КА получено множе- ство снимков различных регионов планеты с разрешением, превышающем расчетное значение. Создание высокоэллиптического КА специальной связи «Молния-ЗК» Оставаясь мировым лидером по созданию и поддержа- нию в эксплуатации больших многоспутниковых орбиталь- ных группировок на ВЭО, НПО ПМ продолжало работы по новым спутникам связи этого типа и в 1980-х, и в 1990-х гг. В интересах ЕССС-2 на смену КА «Молния-3» дол- жен был прийти КА «Меридиан». Но в связи с задерж- кой его разработки было принято решение о создании КА «Молния-ЗК» - модификации КА «Молния-1Т». Новые разработки в полной мере испытали на себе давление не только привычных проблем научно-технического иннова- ционного процесса, но и внезапно пришедших извне тягот общеэкономической и политической перестройки в стране: резкое снижение темпов разработки, а затем и неизбежные потери в качестве бортовых систем, элементов, связанные с нестабильностью заказов и производства. В1992 г. НПО ПМ был выпущен комплект исходных дан- ных на КА «Молния-ЗК». При разработке в соответствии с требованиями Заказчика на КА были установлены дополни- тельные приемная и передающая антенны ДЦВ-диапазона. Конструкторам пришлось использовать весь возможный арсенал технических решений при компоновке КА в услови- ях ограниченного объема, в котором необходимо было по- местить аппаратуру. После того, как АО «МНИИРС» в 1998 г. 404
Глава 6 Основные характеристики КА «Молния-ЗК» Масса — 1780кг Габариты КА: -высота -3,8м - размах панелей СБ - 8,3 м Мощность СЭП -1470 Вт Заданный срок службы - 5 лет Высота орбиты - 550х 40000 км Средство выведения КА - PH «Молния-М» утратило роль головного по системе с ретранслятором «Омега» и головным в этих вопросах был назначен УГП НПЦ «Спурт», было принято решение о создании нового РТР «Омега-С» вместо раз- работанного АО МНИИРС «Омега». Новый ретрансля- тор имел при тех же энерго- массовых и габаритных параметрах значительно лучшие вы- ходные характеристики, в т.ч. срок службы 5 лет. Реализации плана ОКР по созданию КА мешало недостаточное финан- сирование. Например, в 1998 г. выделено ассигнований на ОКР «Молния-ЗК» лишь 44 % от необходимого. КА «Молния-ЗК» был создан НПО ПМ в целях развития действующей космической системы на базе ранее запущен- ных спутников этого же типа. КА «Молния-ЗК» от предше- ственников отличался повышенной пропускной способно- стью каналов связи и увеличенным ресурсом. КА должен был обеспечивать проведение сеансов связи длительностью до 13 ч в сутки и до 7,5 ч на витке. Внутренние изменения коснулись практически всех бортовых систем КА. Для системы ориентации разработа- ны приборы ориентации на Солнце и Землю на новых ком- плектующих элементах, создан микропроцессорный блок управления (вычислитель), позволяющий гибко реализовать самодиагностику системы и парирование неисправностей. Для системы коррекции разработана новая двухкомпонент- ная ДУ с двигателем НИИмаш, обеспечивающая высокую точность и имеющая повышенный ресурс. Первоначально на «Молнии-ЗК» предполагалось ис- пользование КДУ 11Д414А - такой же, какая применялась на «Молнии-1» и «Молнии-2». Однако «Красмаш» (изго- товитель ДУ) известил НПО ПМ о том, что для изготовления очередной товарной партии в количестве 4 шт. требуется проведение работ общей стоимостью 40 млрд руб., и товар- ная партия могла быть поставлена только через 3 года. В ре- зультате интенсивных проработок был выбран новый вари- ант двухкомпонентной ДУ разработки НИИмаш с серийным двигателем тягой около 1,5 кг. Для того, чтобы изменения конструкции КА были минимальными, новая ДУ была вы- полнена в виде моноблока, близкого по габаритам к старой КА «Молния-ЗК» ДУ. Двигательная установка 11Д414НС имела больший, по сравнению со старой, срок эксплуатации и ряд других пре- имуществ. Но она эксплуатировалась только на одном КА «Молния-ЗК» и на двух КА «Молния-3» (№ 64 и № 65). Для новой СЭП КА «Молния-ЗК» были разработаны никель-водородные аккумуляторы с регламентированным самозарядом, фотопреобразователи с легирующими добав- ками, а также комплекс автоматики управления источника- ми энергии и стабилизаторов напряжения нагрузки. Также на борту был создан более мощный и современный ком- плекс управления, повышающий гибкость и автономность функционирования КА. Ретранслятор также был разработан на перспективной отечественной элементной базе. В целом при разработке и изготовлении КА использова- лись технические решения, реализованные и отработанные на геостационарных спутниках НПО ПМ нового поколения. Это делало новую «Молнию-ЗК» более эффективным спут- ником: сравнительно недорогим и относительно простым в эксплуатации. В процессе летных испытаний и после- дующей эксплуатации управление спутником предусма- тривалось из ЦУП Минобороны РФ, оснащенного новым, мощным и гибким для того времени аппаратно-программ- ным комплексом на базе персональных компьютеров типа Pentium-2 в среде Windows NT4. Функции, реализуемые в комплексе, были отработаны при управлении геостацио- нарными спутниками НПО ПМ типа «Экспресс» и позволяли решать задачи автоматизированного планирования, выдачи на борт командно-программной информации, обработки и представления телеметрической информации в удобном для оператора ЦУП виде (мнемоника, результаты ситуаци- онно-диагностического контроля и др.). Для возможного решения коммерческих задач управление КА допускалось с использованием пунктов управления народно-хозяй- 405
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ственного назначения в Гусь-Хрустальном и Нудоле. Пред- усмотренные схемой управления КА решения, заложенные в бортовой и наземный комплексы управления, обеспечивали достаточно высокую гибкость управления при относительно небольших затратах на управление при эксплуатации. КА «Молния-ЗК» был выведен на орбиту 20 июля 2001 г. с космодрома Плесецк на PH «Молния-М». Начало летных испытаний КА «Молния-ЗК» было отмечено рядом замечаний и неисправностей. Тем не менее, несмотря на возникавшие сложности, работа со спутником «Молния-ЗК» показала, что на нем были реализованы хорошие возмож- ности по устранению возникающих в полете неисправностей на борту, поддержанию качества его функционирования, была подтверждена эффективность многих новых техниче- ских решений. 21 июня 2005 г. состоялся пуск КА «Молния-ЗК» № 2 с помощью PH «Молния-М» с космодрома Плесецк. Однако полет PH был прекращен на 298-й секунде после аварийного отключения двигательной установки PH в соответствии с ло- гикой работы системы управления - из-за нештатной рабо- ты одной из четырех камер сгорания второй ступени. После этого программа изготовления «Молний» была закрыта в связи с переходом к новым спутникам - на тех же высоких эллиптических орбитах, но уже нового поколения. Создание нового поколения многофункциональных высокоэллиптических КА специальной связи «Меридиан» 24 декабря 2006 г. НПО ПМ запустило с космодрома Пле- сецк с помощью РКН «Союз-2.1 А»/«Фрегат» новый КА свя- зи «Меридиан» для использования на ВЭО. По аналогичным орбитам с близкими положениями наземной трассы движутся также КА «Молния-1», запущенные в 1997- 2004 гг., и спутник «Молния-ЗК», выведенный на орбиту в 2001 г. Мак- симальный интервал между про- ходящими по общей трассе КА не превышает 7,5 ч. Работы по новым КА в КБ ПМ практически не останав- ливались с 1970-х гг. То же относит- ся и к проектам создания спутников Основные характеристики КА «Меридиан» Масса-2100 кг Мощность СЭП - 3000 Вт Тип СОС - активная Заданный срок службы КА-7 лет Высота орбиты -1000 х 40000 км Средства выведения КА-PH «Союз-2» с РБ «Фрегат» по конструктивно-компоновочным схемам, отличающим- ся от «молниевской». Так, КА такого типа под названием «Меридиан» начинали разрабатываться еще в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 5 апреля 1972 г. «О создании Единой спутниковой систе- мой связи...» и в связи с возросшими потребностями поль- зователей. Исходный эскизный проект КА «Меридиан» был выпущен в первой половине 1978 г. Защита проводилась в апреле 1979 г. Однако после ЭП работы по КА «Меридиан» были приостановлены и возобновились в 1983 г. В 1990-е гг. при разработке КА «Меридиан» НПО ПМ преодолело целый ряд финансовых, организационных и технических проблем. Космодром Байконур оказался за границей, в суверенном Казахстане. Стало ясно, что КА «Меридиан» не может быть создан в принятой ранее ко- операции. Были подготовлены предложения о разработке и изготовлении в НПО ПМ принципиально новой модифика- ции КА под старым названием «Меридиан», которая могла быть запущена с единственного российского космодрома Плесецк с помощью новой модификации отечественной PH среднего класса «Союз-2» с РБ «Фрегат». Поскольку новая РКН выводила на ВЭО массу до 2100 кг, и то лишь по апо- гейной схеме, был предложен новый вариант конструкции КА. В нем была предусмотрена трехосная ориентация кор- пуса КА на Землю, что выгодно отличало его от всех ранее созданных модификаций КА «Молния» на базе платформ «КАУР-2». В основу новой модификации взяли платформу «КАУР-4», включающую принципиально новые элементы: трехосную ориентацию и БЦВМ. В начале 1995 г. были выпущены исходные данные на раз- работку конструкторской документации. Но процесс констру- ирования и отработки шел не просто. В1998 г. разработчиком ретрансляционной системы для нового «Меридиана» был определен РНИИ КП. При согласовании ТЗ на РТР выясни- ла «Меридиан» 406
Глава 6 КА связи ОАО «ИСС» на ВЭО лось, что РНИИ КП вынужден был использовать импортную элементную базу из-за отсутствия подходящей отечествен- ной. Несмотря на известные недостатки такого решения, за счет этого удалось снизить массу и энергопотребление РТР в 2 раза. Тогда же родилась идея совместить функции КА «Ме- ридиан» и «Молния-ЗК». Система КА «Меридиан» должна была заменить группировки трех различных связных КА: «Молния-3», «Молния-1», «Циклон-Б». Как многофунк- циональная система, она должна обеспечивать потребности разных ведомств и типов потребителей. Основные отличия потребительских свойств нового КА «Меридиан» от своих предшественников - это увеличенный более чем в 2 раза рас- четный срок службы (у заменяемых им КА расчетный срок службы был от 1 до 3 лет); гибридная полезная нагрузка, за- меняющая полезные нагрузки трех указанных КА; увеличен- ная более чем в 3 раза мощность СЭП (на предыдущих КА - менее 1 кВт, на «Меридиане» - 3 кВт). В 2000 г. было выпущено утвержденное Заказчиком «Решение по корректировке ТТТ в части РТР». В состав БРТК КА «Меридиан» были включены три ретранслято- ра. Выпуск КД пришелся на сложную вторую половину 1990-х гг. Особые трудности были преодолены при разра- ботке и изготовлении антенного блока, который включал более десяти антенн различных типов: рупорных, ориен- тируемых параболических, спиральных цилиндрических, антенную решетку, а также раскрывающиеся по диаметру и высоте спиральные антенны. Рупора на КА «Меридиан» имеют большие габариты В этой связи было принято решение использовать для изготовления собственно рупора углепластик, а фланец крепить отдельно. Был организован весь цикл сквозного изготовления рупоров и отработки их по специальной про- грамме. Теперь предметом гордости наших специалистов является то, что в настоящее время на предприятии изго- тавливается более десяти видов рупоров: как пирамидаль- ных, так и конических, - для разных космических аппара- тов ОАО «ИСС». Прибористы НПО ПМ для КА «Меридиан» разработали целый ряд новых приборов, блоков управления бортовы- ми системами КА. В числе важных новых разработок на борту КА «Меридиан была введена новая система наведе- ния антенн с безредукторной цифро-аналоговой следящей системой на базе бесконтактного двигателя постоянного тока со стабилизацией угловых скоростей выходного вала в диапазоне от 0,1 7мин до 40 7мин. Но и без ее исполь- зования механика обеспечивала погрешность отработки угла не более 2,5' в диапазоне рабочих углов до 30 ° по двум координатам. Отсутствие редуктора в составе при- вода существенно повысило его надежность и обеспечило ресурс не менее 50000 ч. Исполнительные электродвигате- ли - типа ДБМ-105 разработки и производства НПО ПМ. В качестве конструктивно-компоновочной схемы блока механического была принята схема «привод на приводе». Оригинальное компоновочное решение механического 407
История развития отечественных автоматических космических аппаратов блока симметричной конструкции позволило минимизи- ровать температурные и механические деформации в про- цессе эксплуатации в составе КА. Первый КА «Меридиан» нового типа для использования на ВЭО предполагалось запустить в 2004 г., но отсутствие фи- нансирования в 1990-х и начале 2000-х гг. привело к задерж- ке разработки и изготовления ретрансляторов. Первый запуск состоялся 24 декабря 2006 г., когда в России вывод на орбиты новых типов отечественных КА почти остановился. По ряду причин за время разработки КА «Меридиан» НПО ПМ не удалось создать достаточный научно-техниче- ский и технологический задел для применения самых но- вых спутниковых платформ в негерметичном исполнении. Это отразилось и на результатах летных испытаний перво- го КА «Меридиан», на котором была отмечена разгерме- тизация космического аппарата. Далее КА «Меридиан» запускался: № 2 - 20 мая 2009 г. (выведен на нештатную орбиту, но использовался по целевому назначению вне системы); № 3 - 2 ноября 2010 г.; № 4 - 4 мая 2011 г„ №5-24 декабря 2011 г. (аварийный пуск с потерей КА), №6-14 ноября 2012 г. В настоящее время интерес к использованию в РФ и в международных проектах спутников на ВЭО возрастает и проявляется на новом уровне. В частности, о планах исполь- зования таких спутников для целей радиовещания заявляло ФГУП «Космическая связь». А для комплексного геоин- формационного обслуживания новых типов потребителей (осваивающих полезные ископаемые российско- го Севера и углеводородные запасы на шельфе в Северном Ледовитом океане) в рамках ФКП до 2015 г. предприятиями Роскосмоса предла- галась новая космическая система «Арктика». Предложения по участию в таких проектах разра- батываются ОАО «ИСС» - ведущим предприяти- ем в мире по использованию спутников на ВЭО. За этим стоит уникальный, более чем 40-летний опыт непрерывного поддержания в эксплуата- ции многочисленной группировки спутников. Создание геостационарного КА непосредственного телевещания второго поколения «Галс» В1991 г. в НПО ПМ началось создание ново- го поколения КА НТВ - космического аппарата типа «Галс», который предназначался для ра- боты в новом диапазоне частот Ku. В пределах зон обслуживания спутник «Галс» должен был доставлять ТВ-программы непосредственно на достаточно недорогие и компактные индивиду- альные приемные устройства с антеннами-та- релками диаметром 1,5 м и даже до 0,6-1,0 м. Первоначально предполагалось, что спутник «Галс» будет обеспечивать государственную про- грамму НТВ по заказу Минсвязи СССР (и до конца 1991 г. программа финансировалась из госбюджета), а предпо- лагаемыми потребителями услуг будут республики СССР. Однако с распадом СССР многое изменилось. Создание спутника продолжалось с учетом социально-экономических перемен и сопровождалось немалыми сложностями техни- ческого, экономического и организационного характера. На КА «Галс» НПО ПМ наряду с использованием отра- ботанных надежных элементов платформы ряда «КАУР-4» были введены не только новая полезная нагрузка, но и множество новых технических решений в бортовых обслу- живающих системах. В частности, введена бортовая систе- ма коррекции орбиты для удержания спутника по широте и долготе с точностью до ±0,1 °. Для этого использовалась электрореактивная двигательная установка, апробированная на КА «Поток». В ОКБ «Факел» по заданию НПО ПМ была разработана двигательная установка коррекции 14Д61. В ДУ входили восемь двигателей, из них четыре - для коррекции в направлении «запад-восток» и четыре - для коррекции в направлении «север-юг». Использовались двигатели М-100, представляющие собой модернизацию двигателей М-70 в части повышения мощности и ресурса. Для ДУ 14Д61 (затем 202Е) «Полюс» создал СПУ17М220. С точки зрения накопления опыта использования ЭРДУ на борту КА «Галс» стал важной вехой не только в отечественном, но и мировом космическом двигателестроении. Применение ЭРДУ, при уменьшении массы заправленной системы коррекции до ве- ка «Галс» на вибростенде 408
Глава 6 Основные характеристик» КА «Галс» Масса-2500кг Мощность СЭП -2400Вт Высота КА-6.6 м Размах панелей БС - 21 м Заданный срок службы -5 лет Средства выведения - PH «Протон-К» с РБ «ДМ» КА «Галс» личины 10-12 % от массы КА, позволило реально довести срок службы сибирских спутников на ГСО до 5-7, а затем до 10-12 лет. От принятия решения о создании спутника «Галс» до его пуска прошло чуть более 3 лет. Срок был рекордным с учетом всех обстоятельств того времени: полгода полного отсутствия финансирования на этапе изготовления и ком- плектации КА, возгорание в стапеле первого летного об- разца, трехмесячное ожидание очереди на пуск в суровых полигонных условиях того времени, падение, деформация элементов конструкции КА, выход из строя некоторой аппа- ратуры в процессе подготовки КА к стыковке с РБ и после- дующий ремонт. На КА «Галс» впервые в стране успешно началась экс- плуатация системы коррекции наклонения орбиты, КА впервые управлялся из нового гражданского ЦУП г. Же- лезногорска, впервые в заводских и полигонных условиях использовалась автоматизированная система наземных ис- пытаний, впервые наши специалисты создали антенны для такого высокого диапазона частот, с узкими (порядка 1 °) диаграммами направленности, впервые система наведения антенн, кроме прокачки по двум осям, могла осуществлять и поворот антенны, впервые из эксплуатационной точки стояния была проведена орбитальная юстировка систе- мы наведения антенн. Конструкция и основные решения по механическим системам КА «ГАЛС» были положены в основу создания модуля служебных систем, на базе кото- рого проектировались в дальнейшем спутники «Экспресс» и «Экспресс-А». После многих сложностей изготовления, испытаний и подготовки на полигоне 20 января 1994 г. КА «Галс» все же был успешно выведен на орбиту и начал летные испыта- Космические аппараты НТВ ОАО «ИСС» 409
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ния. В 1996 г. был запущен на орбиту второй КА. Несмотря на некоторые неисправности, спутники «Галс» проработали на орбите 7,5 лет и 7,8 лет соответственно. По официальным публикациям и оценкам специали- стов, участвующих в эксплуатации спутников «Галс», в цен- тре луча обслуживаемой зоны характеристика мощности излучения (ЭИИМ) составляла 56-57 дБВт, что значительно превышало значения мощности спутникового сигнала, необ- ходимого для приема на 60-см «тарелку». Фирма «Нижтех- пром» (г. Нижний Новгород) использовала даже наземную антенну размером 35 см. Антенны для приема сигнала КА «Галс» размером менее 40 см начали изготавливать также предприятие «Супрал» (г. Ульяновск) и другие фирмы. На основе КА «Галс» в НПО ПМ была предпринята по- пытка создания современного и конкурентоспособного многоствольного КА «Галс-Р16», предназначенного для обслуживания территорий. Однако его создание было пре- кращено на этапе экспериментальной отработки опытных образцов из-за нехватки средств. Создание геостационарного многофункционального гражданского КА связи и телевещания «Экспресс» В связи с необходимостью замены КА «Горизонт» (с 1992 г. производство этих КА в НПО ПМ прекращено) по- требовалось создать новый многофункциональный теле- коммуникационный спутник, отвечающий более высоким, современным требованиям. Таким спутником должен был стать КА «Экспресс», имеющий примерно в 2 раза большую пропускную способность, значительно больший срок служ- бы (ресурсы всех бортовых систем), отвечающий требовани- ям по точности удержания своего положения на орбите как по долготе, так и по наклонению. Первый КА «Экспресс» № 11 был выведен на орбиту 13 октября 1994 г. и размещен в точке над 14 °з.д. Косми- ческий аппарат «Экспресс» № 12 был запущен 26 сентября 1996 г. и размещен в точке стояния 80 °в.д. Запуск «Экс- пресса» № 12 проводился согласно Постановлению Пра- вительства РФ № 508 от 23 апреля 1996 г. «Об обеспече- нии устойчивого функционирования спутниковой системы связи». Постановление предусматривало запуск в 1996 г. КА «Горизонт» № 44 и «Экспресс» № 12, а в 1997 г. - КА «Горизонт» № 45 и «Экспресс» № 13 и № 14. План 1996 г. был выполнен, но в 1997 г. не был запущен ни один из трех названных спутников. Причин было несколько. Первая - не- хватка денег. Вторая (связанная с первой) - при эксплуатации первых двух «Экспрессов» были выявлены недостаточные надежность КА и эффективность целевого использования ретрансляционных комплексов. На двух запущенных «Экс- прессах», вместе взятых, к началу 1998 г. вышли из строя 5 ретрансляторов из 24. Так, «Экспресс» № 12 среди про- чих услуг связи позволил начать спутниковое ТВ канала «НТВ Плюс» в Ки-диапазоне на Уральский регион, однако вскоре ретрансляторы диапазона Ku «сгорели», и вещание пришлось перенести на старый «Горизонт», а потом прекра- тить совсем. Традиционные отечественные поставщики бортовых ре- трансляторов к этому времени не могли предложить доста- точно эффективные решения, и выпуск спутников семейства «Экспресс» был прекращен. После пусков первых «Галсов» и «Экспрессов» стало ясно, что НПО ПМ и смежные пред- приятия могут выживать и в условиях дальнейшего обостре- ния конкуренции, но при этом они должны многое изменить и в технической, и в маркетинговой политике, причем суть, содержание этих изменений были во многом определены, проверены на практике, реально «нащупаны». Создание гражданских геостационарных КА связи и телевешания «Экспресс-А» с использованием зарубежных ретрансляторов для экстренного восполнения отечественной гражданской орбитальной группировки по заказу ГП «Космическая связь» На фоне «бумажного» спутникостроения 1990-х гг., в котором пытались участвовать многие фирмы, показа- тельным примером успешного реального, ответственного и значимого сотрудничества для решения насущных (на- ционального уровня) проблем стал проект спутниковой си- стемы на базе телекоммуникационного КА «Экспресс-А» - первого в России с зарубежным ретранслятором на борту. Проект был реализован НПО ПМ в кратчайшие сроки и с убедительным результатом. Начало не предвещало легкого успеха. Специалистам НПО ПМ и обновленной кооперации приходилось в срочном порядке исправлять ошибки в долгосрочном планировании и инвестиционной политике. Фактически НПО ПМ оказалось в почти проигранной ситуации, и предстояло решить почти невыполнимую задачу как по достижению выходных харак- теристикам КА, так и по срокам создания и ввода спутников в строй на ГСО. Даже имевшийся в НПО ПМ задел в части спутниковой платформы не служил 100 %-й гарантией до- стижения на спутнике 7-летнего срока службы, поскольку но- вая зарубежная полезная нагрузка на спутнике «Экспресс-А» вносила большие инновационные риски. Еще большие вопро- сы вызывали сроки, в которые должна была быть выполне- на работа: в такие сжатые сроки такого уровня сложности и надежности спутники не смог бы сделать никто не только в России (особенно в условиях реформ второй половины 1990-х гг.), но и за рубежом. Но НПО ПМ взялось за работу. На базе платформы КА «Экспресс» было предложено решение установить ретранслятор иностранного производ- ства. В наше время такое решение стало почти стандартным для многих российских и зарубежных спутниковых про- ектов. Однако тогда это решение вызвало немало сомне- ний у сторонних наблюдателей. В первой половине 1997 г. представители ГПКС, НПО ПМ и Российского космическо- го
Глава 6 Основные характеристики КА «Экспресс» Масса-2500 кг Мощность СЭП - 2400 Вт Габариты КА: - высота-6,1 м - размах панелей БС-21м Заданный срок службы - 5 лет Средства выведения - PH «Протон-К» с РБ «ДМ» Основные характеристики КА «Экспресс-А» Масса-2600 кг Мощность СЭП -2540 Вт Габариты КА: - высота-6,1 м - размах панелей БС - 21 м Заданный срок службы - 7 лет Средства выведения - PH «Протон-К» с РБ «ДМ» го агентства провели серию переговоров с основными производителями спутнико- вых ретрансляторов в мире. Наибольший успех имели переговоры с французской фирмой Alcatel Espace. КА получил название «Экспресс-A», где буква «А» означала производителя ретрансляционного комплек- са - французскую фирму Alcatel. Планировалось, что три спутника «Экспресс-A» будут изготовлены и запущены с интервалом в 3 месяца, причем первый из них намечалось изготовить уже в марте 1999 г. и вывести в точку стояния 80 °в.д. в апреле-мае 1999 г. За- тем за ним должны были последовать «Экспрессы-А» № 2 и № 3 соответственно в точки 11 °з.д., 53 °в.д. КА «Экспресс-A» был предназначен для телефонной, телеграфной, фототелеграфной связи на территории РФ, передачи программ центрального ТВ и радиовещания, орга- низации межправительственной связи, телефонного, теле- графного, фототелеграфного обмена в интересах между- народного сотрудничества. Часть каналов на «Экспрессе-А» должна была использоваться Федеральным агентством правительственной связи и информации. В сентябре 1998 г. решением Государственной комиссии по радиочастотам при Госкомсвязи РФ Государственному предприятию «Космиче- ская связь» были выделены дополнительные полосы радио- частот для спутниковой системы, было разрешено исполь- зовать полосы радиочастот 5725-6525 и 14000-14500 МГц (Земля - КА), 3400-4200 и 11450-11700 МГц (КА - Земля). КА «Экспресс» КА «Экспресс-А» Конструктивно платформа КА «Экспресс» относится к обновленному четвертому унифицированному ряду КА НПО ПМ («КАУР-4»), который начался космическими аппа- ратами «Поток» и «Луч», запущенными в 1982 и 1985 гг. соответственно. КА этого ряда используют модуль служеб- ных систем, отличающийся, прежде всего, наличием борто- вого комплекса управления на базе БЦВМ и двигательной установки со стационарными плазменными двигателями коррекции СПД-100 и термокаталитическими гидразиновы- ми двигателями ориентации. Две четырехсекционные панели солнечных батарей имели общую площадью 40 м2. Система электропитания полностью обеспечивала энергией все транспондеры при прохождении спутником теневых участков орбиты. Трех- осная система ориентации обеспечивала удержание ориен- тации осей КА с точностью до 0,1-0,2 °. Принципиальным отличием ряда «КАУР-4» была возможность коррекции положения КА на ГСО в направлении «север-юг» (т.е. кор- рекция наклонения орбиты). Бортовая система коррекции позволяла удерживать отклонение КА от номинальной точки 411
История развития отечественных автоматических космических аппаратов стояния в пределах ±0,2 ° как в направлении «север-юг», так и «запад-восток». Наличие на борту КА (помимо фиксированных антенн с глобальным охватом 17 х 17 °) еще и трех перенацеливаемых антенн с диаграммами направленности 5x11 °; 3,5 х 7 °; 5 х 5 ° позволяло гибко использовать КА в различ- ных точках стояния (от 155 °з.д. до 145 °в.д.) в интересах различных потребителей. Создание серии КА «Экспресс-A» шло в очень жестком графике, расписанном буквально по дням. Запуски начались 27 октября 1999 г., но авария на участке работы второй сту- пени PH «Протон» привела к гибели КА «Экспресс-А» № 1. Но, благодаря грамот- ному и своевременному страхованию за- пуска, средства для создания нового КА «Экспресс-А» № 1R (№ 4) взамен утрачен- ного нашлись, вот только время для его соз- дания опять необходимо было отсчитывать заново, по новым контрактам. Последующие успешные запуски КА «Экспресс-А» со- стоялись 12 марта 2000 г., 24 июня 2000 г., 10 июня 2002 г. КА «Экспресс-А2» проработал на орбите более 12 лет, а «Экспресс-AIR» -10. По ха- рактеристикам пропускной способности, базе излучаемого сигнала КА более чем в 4 раза превосходили КА «Экспресс». Созданная на их основе трехспутниковая система успешно решила поставленный перед ней комплекс информационных задач национального мас- штаба. Были не только сохранены рабочие точки на ГСО, но стало возможным расши- рение и внедрение более совершенных новых спутниковых услуг. Например, с 2002 г. на этом спутнике ГПКС начало подачу ТВ-программ в цифровом форма- те. Уже с 2003 г. тарифы на цифровое ТВ были снижены в 4,2 раза по сравнению с действующими тарифами на те же услуги в аналоговом режиме. ГПКС начало помещать все федеральные ТВ-каналы в один транспондер, а сэконом- ленные 30-40 % емкости предлагать для коммерческого использования. Создание первого сибирско-европейского геостационарного КА связи и телевещания SESAT по заказу европейского оператора EUTELSAT с участием зарубежной кооперации Проект создания Сибирско-европейского спутника (Siberia Europa Satellite, SESAT) сложился в результате продолжающихся в НПО ПМ, несмотря на неудачу с про- ектом SovCanStar, поисков новых партнеров, но уже не по ту сторону Атлантики, а по эту - в Европе. Исторически и КА «Экспресс-А» в цехе географически к России всегда были ближе и Франция, и Германия, и это нашло отражение в том, что в середине 1990-х гг. между нами начали складываться своеобразные мостики взаимных интересов. В проекте SESAT вошли в соприкосновение и сложно переплелись противоречи- вые факторы и интересы различных сторон: новые идеи, подчас казавшиеся нереальными; разные, казавшиеся малосовместимыми, технологии; разные культуры про- ектной деятельности, производства и образа жизни, рынков производства и потребления спутниковых услуг; разные страховые и фирменные традиции, подходы к ин- новациям и обеспечению качества; надежды на обретение новых возможностей для самореализации, достижения коммерческих и иных целей, разрешение одних проблем и появление проблем другого рода. Проект сопровождало сложное нагромождение рисков, каждый из которых даже в отдельности мог развалить проект. Поэтому во многом успех проекта основывался на энтузиазме, вере, упорстве и самоотдаче его участников. Проект российского спут- ника под непривычным названием SESAT выстоял и стал 412
Глава 6 Основные характеристики КА SESAT Масса-2572 кг Мощность СЭП - 5300Вт Габариты КА: -высота -6,1м - размах панелей БС - 26,5 м Заданный срок службы -10 лет Средства выведения - PH «Протон-К» с РБ «ДМ» отправной точкой, базисом для последующего развития НПО ПМ и надежной международной спутниковой коопе- рации. Если бы этого проекта не было, многое могло бы пойти в новейшей истории космической деятельности Рос- сии по совсем иному пути, по иному сценарию. Система ориентации для КА SESAT была создана на базе спутников «Поток», «Экспресс». Но вместо приборов ориентации на Землю и Солнце отечественного производ- ства установлены ПОЗ и ПОС французской фирмы Sodern, а вместо двух приборов ориентации на Полярную звезду установлен блок инерциальных гироскопов. Инерциальная система позволяла получать информацию об отклонении КА (в т.ч. по рысканию), которая корректировалась по по- казаниям датчиков Земли и Солнца. Замена ППЗ на БИГ позволила снизить вес системы на 27,4 кг и даже улучшить эксплуатационные характеристики системы. Появилась воз- можность обеспечивать высокоточную прокачку спутника по каналам тангажа и крена для снятия диаграмм направ- ленности бортовых антенн. Также вместо гиростабилиза- тора «Агат-4», установленного на предыдущих КА, был применен ГС «Агат-5». Доработки коснулись и некоторых алгоритмов управления и контроля системы ориентации: введен алгоритм учета переменной тяги двигателей ори- ентации, установленных на этих спутниках (без изменения коэффициентов алгоритмов управления), с падением тяги в течение срока службы с 0,5 до 0,1 Н; изменена кинематика и логика режима начальной ориентации на Солнце в связи с изменением схемы установки солнечных датчиков; в связи с уменьшением постоянной составляющей кинетического момента ГС со 100 до 85 Н м с и ужесточением требований по точности ориентации увеличены коэффициенты усиле- ния по каналам крена и рыскания; введена компенсация возмущающих моментов от двигателей коррекции; проведе- на оптимизация алгоритмов разгрузки ГС по каналам крена и рыскания, что позволило существенно снизить расход ра- бочего тела двигательной установки ДУОС (гидразина); по- вышена автономность системы за счет усовершенствования алгоритмов контроля и диагностики. Было много нововве- дений в бортовых системах, но главную трудность составля- ли совмещение интерфейсов и интеграция всех инноваций и зарубежных технологий полезной нагрузки с отечествен- ными обслуживающими системами, впервые рассчитанны- ми на 10 лет службы. КА SESAT был запущен 18 апреля 2000 г. В кратчайшие сроки, к 13 мая того же года, были завершены с положитель- ным результатом проверки на орбите всех бортовых систем модуля служебных систем. С положительным результатом 15 мая 2000 г. проведены включение на полную мощность 18 стволов бортового ретранслятора в первой конфигурации и первые измерения диаграмм направленности бортовых антенн на реальных зонах обслуживания спутника из точки стояния на геостационарной орбите 39 °в.д. (штатная эксплу- атация велась затем из точки 36 °в.д.). В этой ответственной работе специалистами ЦУП НПО ПМ достигнуто полное вза- имопонимание с говорящими на разных языках коллегами ЦУП EUTELSAT, находящегося в Париже, станций управления в Рамбуйе и в Бельгии, а также российского пункта управ- ления в г. Гусь-Хрустальный. КА SESAT на орбите полностью оправдал возлагаемые на него надежды, успешно отработал в системе на ГСО положенные 10 лет и продолжает использо- ваться по целевому назначению до сих пор - уже более 14 лет. Четвертое поколение телекоммуникаций на геостационарных орбитах Создание геостационарных многофункциональных КА связи и телевещания «Экспресс-АМ» для кардинального обновления отечественной гражданской орбитальной группировки по заказу ГП «Космическая связь» 25 августа 2001 г. было принято Постановление Прави- тельства РФ № 625 о реализации Концепции «О мерах по обеспечению государственной поддержки развертывания и функционирования гражданских спутниковых систем связи и вещания государственного назначения». Для обеспечения глобальной связи и ТВ на всей территории РФ, обновления национальной спутниковой группировки за счет создания и запуска на орбиту телекоммуникационных спутников ново- го поколения «Экспресс-AM» (типа SESAT) НПО ПМ были выданы государственные контракты на разработку, изготов- ление и поставку на орбите пяти спутников «Экспресс-АМ». Они вступили в силу 4 сентября 2001 г. При разработке КА «Экспресс-АМ» система ориентации была заимствована с КА SESAT, но с полной переделкой программного обеспечения, т.к. на этих КА в качестве БЦВК использовалась немецкая машина фирмы Astrium вместо поставляемого из Украины УИВК «Салют-4». К этому вре- мени НПО «Геофизика-Космос» по техническому заданию НПО ПМ уже разработало приборы ориентации на Солнце и на землю с 10-летним сроком активного существования, которые и заменили аналогичные приборы иностранного производства. В течение 5 лет (2001-2005 гг.) НПО ПМ в полном соот- ветствии с условиями заключенных контрактов разработа- ло и изготовило КА «Экспресс-АМ22, -АМН, -АМ1, -АМ2, -АМЗ». Первый спутник серии «Экспресс-АМ» под обозна- чением «АМ22» был запущен 23 декабря 2003 г. Далее без заминок были введены в строй на ГСО еще четыре КА этой 413
История развития отечественных автоматических космических аппаратов серии. С введением в эксплуатацию пятого по счету спутника серии национальная группировка гражданских космических аппаратов связи и вещания была успешно обновлена КА но- вого поколения «Экспресс-AM». Новые мощные спутники позволили сохранить за Россией выделенный орбитально- частотный ресурс, более чем в 3 раза увеличили пропуск- ную способность гражданской национальной спутниковой телекоммуникационной системы. Объемы, доступность, качество связи и телерадиовещания значительно возрос- ли. О техническом прогрессе, достигнутом на спутниках «Экспресс-AM», свидетельствует такой факт: по интеграль- ной пропускной способности КА «Экспресс-АМЗ» пример- но в 3000 раз превосходил КА типа «Молния-1», запущен- ный НПО ПМ в 1967 г., а спутники «Горизонт», запускаемые НПО ПМ с конца 1970-х гг., - более чем в 50 раз. Примечательно, что первые пять спутников типа «Экспресс-AM» строились в жесткие сроки и вводились в орбитальную группировку с интервалом от 3 до 6 ме- сяцев. Это было показателем высокой квалификации и мобилизованности производства. Но позднее на орбите на некоторых КА этой серии проявились некоторые еди- ничные дефекты в комплектующих элементах, на уровне приборов и бортовых систем, что отражало типичное для своего времени снижение качества всей продукции отече- К4 «Экспресс-АМ» в цехе НПО ПМ ственного машиностроения. Тем не менее, национальная группировка этих КА была кардинально обновлена на основе собственных разра- боток и сохранила свое фун- даментальное значение для страны до сих пор. Благодаря КА серии «Экспресс-AM», систему свя- зи с КА в позициях на ГСО от 40° в.д. до 140° в.д. удалось наполнить тремя новыми транспондерами L-диапазо- на, 67 новыми транспонде- рами С-диапазона, 70 новы- ми транспондерами Ки-диа- пазона мощностью до 140 Вт и шириной полосы до 72 МГц (т.е. двойной пропускной спо- собности). Весомый резуль- тат, достигнутый в рамках программы «Экспресс-АМ», предопределил ее дальнейшее развитие. 17 сентября 2004 г. меж- ду Мининформсвязи, Рос- космосом, ГПКС и НПО ПМ был подписан новый госу- дарственный контракт на изготовление двух новых геостационарных спутников связи «Экспресс-АМЗЗ» и «Экспресс-АМ44», оснащен- ных транспондерами с по- вышенной энергетикой для решения многих задач муль- тимедиа. Однако по незави- сящим от нас причинам всту- пил в действие он не сразу. Постановлением Прави- тельства РФ № 635 от 22 ок- тября 2005 г. была утверждена 414
Глава 6 новая Федеральная космиче- ская программа РФ на 2006— 2015 гг. И лишь 1 июля 2006 г. вступил в силу госконтракт ФГУП «Космическая связь» с НПО ПМ на КА «Экспресс- АМЗЗ» и «Экспресс-АМ44». А спустя всего 18 месяцев с на- чала работ первый из этих двух новых КА «Экспресс-АМЗЗ» был изготовлен и отправлен на космодром для подготовки к запуску (обычно на разработку и изготовление спутников тако- го класса отводится 27 месяцев и более). 28 января 2008 г. был запу- щен и начал функционировать на ГСО самый мощный на тот момент отечественный телекоммуникационный спутник «Экспресс-АМЗЗ», а 11 февраля 2009 г. - «Экспресс- АМ44». Он мог быть запущен и ранее, но ГПКНЦ им. Хру- ничева запоздал с изготовлением попутного космического аппарата МД1 более чем на год (должен был обеспечить за- пуск своего легкого КА с АМ44 в декабре 2007 г.). КА «Экспресс-АМ» создавались на базе наиболее со- временной из имеющихся в РФ на тот момент геостацио- нарных унифицированных платформ в герметичном испол- нении - платформе «Экспресс-М». Энерговооруженность КА «Экспресс-АМ» значительно увеличена по сравнению с КА связи и вещания серии «Экспресс-А». В изготовлении Табл. 1 Сравнительные характеристики КА «Экспресс-АМ» Характеристика АМ22 АМ11 АМ1 АМ2 АМЗ АМЗЗ АМ44 Всего Позиция, град. 53 в.д. 96,5 в.д. 40 в.д. 80 в.д. 140 в.д. 96,5 в.д. 11 з.д. 7 Дата запуска 29.12.2003 27.04.2004 30.10.2004 30.03.2005 24.06.2005 28.01.2008 11.02.2009 Дата ввода в эксплуатацию 09.03.2004 01.07.2004 01.02.2005 16.06.2005 03.2008 Масса КА, кг 2542 2543 2542 2551 2555,5 2579 2560 Масса ПН, кг 593 598 589,6 599 599 601 575 Количество стволов физическое 24 30 28 29 29 27 27 194 -Ки 24x54 МГц (103,5 Вт) 4x54 МГц (120 Вт) 18x54 МГц (95 Вт) 12x54 МГц (4x140 Вт, 8x101 Вт) 12x54 МГц (4x140 Вт, 8x101 Вт) 16 16x54 МГц (150 Вт) 102 -С 26 1x40 МГц (110 Вт) 25x36 МГц (15x70 Вт, 10x40 Вт) 9 1x40 МГц (120 Вт) 8x36 МГц (40 Вт) 16 4x72 МГц (100 Вт) 1x40 МГц (100 Вт), 11x36 МГц (60 Вт) 16 4x72 МГц (100 Вт) 1x40 МГц (100 Вт), 11x36 МГц (60 Вт) 10 10x40 МГц 87 -L - - 1x0,5 МГц (30 Вт) 1x0,5 МГц (30 Вт) 1x0,5 МГц (30 Вт) 1 1 (85 Вт) 5 Количество стволов в эквиваленте 36 МГц 36 32 -37 -38 -38 -35 -35 -252 415
История развития отечественных автоматических космических аппаратов оборудования спутниковой платформы участвуют россий- ские партнеры НПО ПМ: ОАО «НПЦ «Полюс» (г. Томск), иЭНКИ - НИИ ПМ (г. Москва), ОАО «НПП «Квант» (г. Мо- сква), ОКБ «Факел» (г. Калининград), ОАО ИРЗ (г. Ижевск), ОАО «Сатурн» (г. Краснодар), РНИИ КП (г. Москва), а также зарубежные фирмы Astrium (Германия) и Sodern (Франция). Разработчик и создатель ПН для КА «Экспресс- АМ22, -АМН, -АМ2, -АМЗ, -АМЗЗ, -АМ44» - европейская компания Thales Alenia Space France, совместно с которой НПО ПМ изготовило более дюжины телекоммуникационных КА. ПН для КА «Экспресс-АМ1» был изготовлен японской фирмой NT Space Systems. КА «Экспресс-АМЗЗ» и «Экспресс-АМ44» отлича- ются от предыдущих КА этого семейства более высокой надежностью, наличием ретрансляторов повышенной мощности, позволяющих существенно улучшить связные ха- рактеристики в зонах обслуживания, использованием в Ки- и С-диапазонах только перенацеливаемых антенн, обеспе- чивающих новые возможности для операторов спутнико- вой связи. С целью обеспечения возможности попутного запу- ска КА «Экспресс-МД1» с КА «Экспресс-АМ44» Заказчик (ФГУП «Космическая связь») неожиданно выставил до- полнительное требование - снизить на 40 кг (до 2560 кг) стартовую массу основного КА. Частично задачу можно было решить за счет создания облегченного варианта кон- струкции МПН. ОАО «ИСС» в короткий срок справилось и с этой технической задачей, в результате чего была изго- товлена новая конструкция из сотопанелей, позволяющая выиграть около 22 кг массы. Существенное снижение веса конструкции модуля ПН было получено за счет примене- ния более тонких обшивок для сотовых панелей и изме- нения профиля трубы для жидкостного тракта. Остальная экономия массы была получена за счет использования более совершенного оборудования платформы (замена приводов раскрытия солнечных батарей, использование ЭВТИ с улучшенными массовыми характеристиками, оп- тимизация конструкции приборной рамы и кронштейнов двигателей). Пятое поколение российских телекоммуникаций на геостационарных орбитах «Ямал-ЗООК» и другие спутники на базе платформы «Экспресс-1000» Второй национальный оператор космической связи ОАО «Газпром Космические системы» (ранее «Газком»), уже в 1990-е гг. начинавший операторскую деятельность на отечественном рынке спутниковой связи с использо- ванием КА «Горизонт», в 2008 г. предполагал пополнить свою небольшую орбитальную группировку новыми КА связи типа «Ямал-300». Однако первоначально наме- тившееся сотрудничество по созданию этих КА с РКК «Энергия» разладилось, проект остановился. В связи с этим ОАО «Газпром Космические системы», используя собственные финансовые средства, отдало ОАО «ИСС» заказ на создание нового варианта КА «Ямал-ЗООК» на базе новой платформы средней размерности «Экспресс-ЮООН». КА «Ямал-ЗООК» оператору нужен был как можно скорее, и его хотели запустить в 2010 г., но потом запуск сдвинулся на начало 2012 г. Несколько ранее в ОАО «ИСС» на базе той же платформы пятого поколения «Экспресс-1000» были заказаны и построены два КА для зарубежных компаний-операторов спутнико- вой связи, которые доверили свои инвестиции сибирским спутникостроителям. Запуски КА AM0S-5 по заказу Из- раиля и Telkom-З по заказу Индонезии состоялись 11 де- кабря 2011 г. и 6 августа 2012 г. КА «Ямал-ЗООК» создан ОАО «ИСС» на базе плат- формы типа «Экспресс-ЮООНТ», ПН включает 26 транс- пондеров С- и Ku- диапазонов. Одновременно с КА ОАО «ИСС» создало и НКУ для управления КА. Космический аппарат «Ямал-ЗООК» совместно с КА «Луч-5Б» 3 ноя- бря 2012 г. успешно выведен на орбиту и введен в экс- плуатацию. Основные характеристики КА «Ямал-ЗООК» Масса -1867кг Мощность СЭП - 7600 Вт Габариты КА: - высота-5,1 м - размах панелей БС-25,7 м Заданный срок службы -14,5 пет Средства выведения - PH «Протон-М» с РБ «Бриз-М» КА «Ямал-ЗООК» 416
Глава 6 Основные характеристики КА «Экспресс-АМ5» Масса-3358 кг Платформа - «Экспресс-2000» Габариты КА: - высота -7,7м -размах СБ-33 м Состав полезной нагрузки - 84 транспондера Диапазоны рабочих частот-L, С, Ku, Ка Точность удержания на орбите -±0,05° Мощность СЭП-14200 Вт Площадь солнечных батарей -84 м2 Срок службы на орбите -15 лет Средства выведения на ГСО - РКН «Протон-М»/«Бриз-М» с довыведением на конечную бортовой ЭРДУ КА «Экспресс-АМ5» Гибридные спутники связи для высокоскоростного широкополосного доступа в интернет (HTS) Создание первых отечественных многофункциональных геостационарных КА связи тяжелого класса типа HTS «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМб» по заказу ГП «Космическая связь» на базе платформы нового поколения «Экспресс-2000» Предложения по созданию современных конкуренто- способных КА для предоставления услуг высокоскоростной широкополосной связи, услуг двустороннего доступа в Ин- тернет разрабатывались ОАО «ИСС» в течение многих лет, в частности, в начале 2000-х гг. в проекте «Тройка». Однако реальные потребности и заказы на создание таких мощных телекоммуникационных геостационарных КА в РФ сложи- лись лишь в последнее время. 12 августа 2009 г. ФГУП «Космическая связь» под- писало с ОАО «ИСС» контракт на создание и сдачу в экс- плуатацию под ключ на ГСО самых мощных отечественных телекоммуникационных КА «Экспресс-АМб» и «Экспресс- АМб». ОАО «ИСС» в данном проекте выступало не только генподрядчиком по орбитальной группировке, интеграто- ром КА, но также и изготовителем спутниковой платформы и конструкции модуля полезной нагрузки. В качестве спутни- ковой платформы была выбрана новая, самая современная и мощная платформа ОАО «ИСС» тяжелого класса - «Экс- пресс-2000». Создание полезных нагрузок для данных КА было поручено канадской фирме MacDonald, Detwiller and Associates Ltd. (MDA). По требованиям контракта, канадские партнеры должны передать РФ в лице головного института Минсвязи - НИИ радио - современные технологии произ- водства соответствующих полезных нагрузок. В составе платформы использовались многофункци- ональные композитные сотопанели размерами 2,5 х 5,5 м (впервые в РФ), новое устройство поворота солнечных ба- тарей, новые бортовые приборы управления функциониро- ванием бортовых системам и энергопитанием разработки ОАО «ИСС». На «Экспресс-АМб» впервые в РФ достигнуты беспрецедентно высокие выходные характеристики, кото- рые ставят этот КА в один ряд с самыми современными КА (спутниками типа HTS) США и Европы. КА «Экспресс-АМб» уже начал использоваться для рас- ширения возможностей космической инфраструктуры, обе- спечения населения восточных регионов страны доступным многопрограммным цифровым теле- и радиовещанием, включая телевидение высокой четкости, решения задач под- вижной президентской и правительственной связи, ШПД в Интернет, предоставления пакета мультисервисных услуг (цифровое ТВ, телефония, видеоконференцсвязь, передача данных) и для создания сетей связи на основе технологии VSAT на территории Сибири и Дальнего Востока. Второй КА данного класса «Экспресс-АМб» запущен на орбиту 21 ок- тября 2014 г. Спутниковая телеконференцсвязь, телеобучение, телемедицина Космический аппарат «Луч-2» В силу разных причин использование сложного инно- вационного KA-ретранслятора «Луч», как и КА «Поток», сложилось не вполне удачно. Их технические и эксплуата- ционные возможности оказались на то время не до конца востребованными. КА по своим возможностям обогнали время, т.к. создавались в расчете на высокие темпы, интен- сивность развития космической деятельности, а рыночные 417
История развития отечественных автоматических космических аппаратов /С4 «Луч-2» 11 октября 1995 Г. был выведен на орбиту КА «Луч-2». Бортовая ретран- сляционная аппаратура КА была способна обеспечить значительно большую про- пускную способность. Су- щественным отличием КА «Луч-2» от КАК «Луч» было размещение двух раздельно функционирующих групп стволов, для чего в состав КА были введены две дополни- тельные антенны, приемная и передающая, которые тоже могли перенацеливаться в пределах зоны радиовиди- мости. Такое разделение по- реалии 1990-е гг. в СССР и общий спад на рынках спутнико- вых услуг в мире спутали планы. Поэтому Российским космическим агентством и Воен- но-космическими силами было принято решение о возмож- ности частичного использования спутников ГККРС в ком- мерческих целях. Наряду с экспериментальной радиолинии через КА «Поток» между Москвой и Вашингтоном, НПО ПМ совместно с московским РНИИ КП и дочерней железно- горской компанией «Меркурий ЛТД» была разработана система оперативного сбора и передачи информации через КА «Луч» в рамках советско-американского проекта «Теле- медицина», направленного на оказание экстренной помощи при крупных стихийных бедствиях и катастрофах. Система хорошо зарекомендовала себя в процессе проведения экс- зволяло использовать одну группу стволов исключительно для коммерческих целей, используя для этого все их ресурсы, а другую группу - для работы со станцией «Мир» или орбитальными КА типа «Буран», «Союз», «Прогресс» и РБ типа «ДМ», «Бриз», «Фрегат». При этом имелась возможность использования стволов второй группы также и для решения коммерческих задач (на вторичной основе). Многофункциональная космическая система ретрансляции «Луч-М» Космический аппарат «Луч-5» периментов. КА «Луч-5Б» С 2003 г. НПО ПМ начало разработку Многофункци- ональной космической си- стемы ретрансляции на базе КК «Луч-М» с геостационар- ными КА-ретрансляторами среднего класса «Луч-5». КА серии «Луч-5» создаются ОАО «ИСС» на базе совре- менной собственной спут- никовой платформы нового поколения среднего класса «Экспресс-1000» со сроком службы 10 лет. Основное на- значение МКСР «Луч-М» - обеспечение обменов ин- формацией с летающими на орбитах объектами РКТ со- циально-экономического и, при необходимости, специ- ального назначения. 418
Глава 6 Табл. 2 Характеристики КА «Луч-5» Характеристики «Луч-5А» « Луч-5Б» «Луч-5В» Масса, кг 1150 1350 1150 Габариты: высота / размах панелей СБ, м 6,3x19,4 6,2x20,3 6,3x19,4 Точки стояния на ГСО, град. в.д. 95 -16 167 Средства выведения РКН «Протон-М» / «Бриз-М» (с КА AM0S-5) РКН «Протон-М» / «Бриз-М» РКН «Протон-М» / «Бриз-М» Каждая из двух абонентских антенн «Луч-5А» диа- метром 4,2 м может независимо сопровождать свой низколетящий КА (одна работает в Ku-диапазоне частот, другая - в S-диапазоне). Пропускная способность канала Ku-диапазона -150 Мбит/с, S-диапазона - 5 Мбит/с. Для работы КА с НКУ в S-диапазоне принимается телеметриче- ская информация от низколетящих КА и передается на них командная информация в режиме многостанционного до- ступа. При этом как минимум два низкоорбитальных КА мо- гут одновременно передавать через «Луч-5» информацию и осуществлять вызов НКУ в случае нештатной ситуации на борту вне зоны радиовидимости с территории РФ, а также получать от него необходимую командную информацию. «Луч-5» обеспечивает также прием сигналов системы КОСПАС-SARSAT в P-диапазоне и ретрансляцию этих сиг- налов в L-диапазоне частот на наземный пункт приема ин- формации. В этих же частотных диапазонах предусмотрена возможность сбора и передачи гидрометеорологической ин- формации системы «Планета-С». Кроме того, КА «Луч-5А» обеспечивает прием в Ku-диапазоне частот и сигналов от наземного комплекса закладки и контроля системы диффе- ренциальной коррекции и мониторинга, ретрансляцию их в (.-диапазоне частот на станции потребителей ГНС «Глонасс». Три космических аппарата типа «Луч-5» рассчитаны на эксплуатацию в трех зарегистрированных за РФ для ре- трансляционных спутников точках ГСО: над Атлантическим, КА ретрансляции, созданные НПО ПМ/ОАО «ИСС» 419
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Индийским и Тихим океанами. Масса каждого КА и кон- струкционное исполнение выбирались так, чтобы их можно было запускать с космодрома Байконур РКН «Протон-М» / «Бриз-М» попарно с другими КА среднего класса в разных комбинациях. Бортовые ретрансляционные комплексы для КА «Луч-5» созданы ОАО «ИСС» с участием красноярского НПП «Радио- связь», московских НИИ Радио, РНИИ космического при- боростроения, НИИ прецизионного приборостроения, а так- же с участием зарубежных поставщиков составных частей ретрансляционной аппаратуры. Конструкция и служебные бортовые системы для КА «Луч-5» созданы ОАО «ИСС» со- вместно с кооперацией российских предприятий: бортовой интегрированный вычислительный комплекс - НТЦ «Мо- дуль» (г. Москва), приборы ориентации на Солнце, Землю и звезды - НПП «Геофизика-Космос» (г. Москва), борто- вая аппаратура командно-измерительной системы - «РКС» (г. Москва), солнечная и аккумуляторная батарея - НПО «Сатурн» (г. Краснодар), двигательная установка ориента- ции и коррекции - ОКБ «Факел» (г. Калининград), электро- механический исполнительный орган системы электропита- ния - НПЦ «Полюс» (г. Томск) универсальный контроллер аккумуляторной батареи - Ижевский радиозавод и др. Основные инновационные технические решения, реа- лизованные на спутниках «Луч-5» - новые раскрываемые антенны диаметром 4,2 м, снабженные прецизионными следящими электромеханическими приводами и спицами из композиционных материалов, радиотканью из позоло- ченной микропроволоки, конструкция КА на основе сотовых панелей со встроенными тепловыми трубами; система тер- морегулирования на основе тепловых труб; трехкаскадные фотопреобразователи солнечных батарей на основе ар- сенида галлия (мощность СЭП - 2,2 кВт); в системе ори- ентации - прибор ориентации на Землю статического типа; высокоточный звездный прибор и др. Космические аппараты «Луч-5А», «Луч-5Б», «Луч-5В» запущены 11 декабря 2011 г., 3 ноября 2012 г. и 28 апреля 2014 г. соответственно. Два поколения отечествен- ных KA-ретрансляторов типа «Поток» «Луч», создаваемые в НПО ПМ (в дальнейшем ОАО «ИСС» им. М.Ф.Решетнева) с 1980-х гг. до настоящего вре- мени, выполняют важнейшие миссии в составе националь- ной орбитальной группировки, в течение 30 лет обеспечивают конкурентоспособность РФ в области развития наземно-ор- битальной эффективной и гиб- кой спутниковой инфраструкту- ры ретрансляции информации в интересах различных потре- бителей. Разработка и создание среднеорбитальных КА «Глонасс-М», «Глонасс-К» и «Глонасс-К2» для восполнения и обновления глобальной навигационной системы ГЛОНАСС С 2002 г., после выхода Постановления Правительства РФ № 587 от 20 августа 2001 г. «О Федеральной целевой про- грамме МГНСС ГЛОНАСС», началось адекватное финанси- рование работ по ее восстановлению и модернизации. Вся спутниковая кооперация во главе с НПО ПМ активно присту- пила к созданию нового КА «Глонасс-М» со сроком службы 7 лет и улучшенными ТТХ. Началось возрождение системы ГЛОНАСС. ФЦП «ГЛОНАСС» предусматриваются два этапа в развитии космического сегмента: первый - на основе спутни- ков «Глонасс-М» с 7-летним сроком активного существования, второй - на основе спутников «Глонасс-К» с 10-летним САС. По сравнению со спутниками «Глонасс», на КА «Глонасс-М», кроме уже упомянутых мероприятий (уста- новка аппаратуры межспутниковой информационно-из- мерительной радиолинии (ВАМИ), нового бортового син- хронизирующего устройства «Ракита», увеличения САС спутников до 7 лет), в соответствии с техническими задани- ями и исходными данными, разработанными проектантами, дополнительно: - установлена новая 20-литерная аппаратура БИНС, спектры излучаемых частот в диапазоне 1,6 и 1,25 ГГц у ко- торой сдвинуты соответственно на 4,5 и 3,5 МГц влево; - установлены фильтры, уменьшающие внеполосные из- лучения до рекомендованного МКРЧ уровня; - введен новый узкополосный навигационный сигнал в диапазоне L2 (1,25 ГГц) для гражданских пользователей с целью компенсации ими ионосферных задержек и соответ- ственного повышения точности навигационных определений; - ведена дополнительная информация в навигационных суперкадрах; Навигационный спутник «Глонасс-М- с семилетним САС 420
Глава 6 - с ±5 до ± 2 с доведением до 1 ° повышена точность ориентации панелей солнечных батарей на Солнце, а так- же используется усовершенствованная однокомпонентная ДУ 14Д519, обеспечивающая требуемую высокую герметич- ность. За счет этих мероприятий уровень немоделируемых (неучитываемых), ускорений, действующих на КА, уменьшен до величины 5-10 '° м/с2. В штатном режиме поддерживается непрерывная ори- ентация: - продольной оси КА на Землю - с погрешностью ±0,5 °; - поперечной оси КА в плоскости Солнце - КА - Земля (СОЗ) - с погрешностью ±0,5 °. Высокая точность приведения КА к заданным параме- трам орбиты (±0,05 с по драконическому периоду обраще- ния, ±1 ° по аргументу широты) позволяет удерживать КА в орбитальных позициях с определенной при эскизном про- ектировании требуемой точностью (не хуже ±5 ° по аргумен- ту широты) без коррекций в течение всего семилетнего САС КА. Система электропитания формирует электропитание бортовой аппаратуры с постоянной мощностью до 1450 Вт непрерывно на теневых и солнечных орбитах. Бортовой комплекс управления на основе бортовой UBM «Салют-32» обеспечивает информационную увязку с приборами по шинам MIL-STD-1553B и решает задачи управления, диагностики, обработки информации меж- спутниковой информационно-измерительной радиолинии, расчета эфемеридно-временной информации и формиро- вания ЦИ в навигационных радиосигналах. Температурный режим в термоконтейнере поддерживается прецизионной системой терморегулирования, обеспечивающей стабиль- ность, температуры ±5 °C в целом по термоконтейнеру и ±1 °C в местах установки бортовых стандартов частоты. Первый КА «Глонасс-М» № 11Л, разработанный и изго- товленный в НПО ПМ, выведен на орбиту 10 декабря 2003 г. PH «Протон» с РБ «Бриз-М» в составе комбинированного блока (вместе с двумя КА «Глонасс» (№ 94 и № 95) преды- дущей модификации с трехлетним САС). В начале 2012 г. орбитальная структура ГЛОНАСС была развернута навига- ционными КА «Глонасс-М» до штатного состава. Наиболее узким местом системы ГЛОНАСС в настоящее время все еще остается наземный комплекс управления и, в первую очередь, его оснащение измерительными сред- ствами и оконечной аппаратурой линий связи. Вопрос о не- обходимой модернизации НКУ встал на повестку дня еще в ходе зачетных испытаний ЕКНС «Ураган» со спутниками «Глонасс», т.е. уже тогда было ясно, что имеющихся в то вре- мя в составе НКУ измерительных средств (три станции КИС «Тамань-База-М» и одна станция запросно-беззапросных из- мерений СУИК) для управления и эфемеридно-временного обеспечения КА полностью развернутой орбитальной груп- пировки явно недостаточно, тем более что свой технический ресурс они к тому времени практически уже выработали. Тогда же генеральным Заказчиком (ГУКоС Миноборо- ны) было принято решение начать в РНИИ КП разработку и ввести в состав НКУ три станции БИВС (беззапросные измерительно-вычислительные системы дм-диапазона) на НИП-14 (г. Щелково), НИП-4 (г. Енисейск) и НИП-20 (г. Комсомольск-на-Амуре), а также две запросные закла- дочно-измерительные станции сантиметрового диапазона на НИП-14 и НИП-20. По разным причинам разработка и создание этих средств очень сильно затянулись. К тому же стало очевид- ным, что только с их помощью все равно не удастся обе- спечить возросшие требования к точности и надежности эфемеридно-временного обеспечения. Поэтому НПО ПМ в инициативном порядке в кооперации с красноярским НИИ радиотехники при КГТУ и НПП «Радиосвязь» органи- зовало параллельную разработку и изготовление аппарату- ры беззапросной измерительной системы БИС. Аппаратура разработана на основе навигационного приемника МРК-33, работающего как по «военным», так и по открытым навига- ционным радиосигналам ГЛОНАСС, а также по открытому сигналу американской GPS. Это стало тем более актуальным, что определенные еще на рубеже 1980-1990-х гг. и заложенные в аппаратуру станций сети БИВС характеристики (даже если бы они были достигнуты) в настоящее время уже не удовлетворяют воз- росшим требованиям к точности эфемеридно-временного обеспечения. В настоящее время этой и модернизированной, работа- ющей также и по сигналу L3, аппаратурой БИС оснащаются пункты Наземного командно-измерительного комплекса Минобороны и объекты Военно-космической обороны в районе населенных пунктов Краснознаменск и Щелково Московской области, Воркута, Улан-Удэ, Якутск, Краснодар, Оленегорск (Кольский полуостров) и Нурек (Памир). Кроме того, БИСы устанавливаются на трех российских антарктических станциях; также в состав измерительных средств НКУ планируется ввести три беззапросных измери- теля разработки КБ «Навис», состыкованные с кванто-оп- тическими системами «Сажень-С» на НИП-14 (г. Щелково), НИП-20 (г. Комсомольск-на-Амуре) и в Алтайском оптико- лазерном центре. Расширение сети беззапросных измерительных средств в НКУ «ГЛОНАСС» в перспективе до глобальной, обеспе- чивающей измерения текущих навигационных параметров с каждого спутника на протяженности всего витка и не менее чем с двух-трех беззапросных измерителей одновременно, позволит применить для эфемеридно-временного обеспе- чения более точные разностно-фазовые методы. Реализация этого позволит не только решить вопрос с достижением пер- спективной точности эфемеридно-временного обеспечения, но и осуществлять постоянный ежесекундный контроль до- стоверности навигационных сигналов (по мажоритарному принципу «2 из 3») всех навигационных КА и, при необхо- димости, доводить до пользователей «сигналы тревоги» за 6-10 секунд после возникновения неисправности (обеспечить т.н. целостность навигационного поля, заданную в ТТЗ и ТТТ, оперативным включением «сигналов тревоги» в состав на- вигационных данных, передающихся соответствующим КА). 421
Один их обеспечивающих достижение заданной точности ЭВО вариантов глобальной дислокации наземных измерительных средств НКУ на завершающих этапах модернизации и развертывания системы ГЛОНАСС Ориентировочная дислокация наземных измерительных средств НКУ ГЛОНАСС на завершающих этапах модернизации или в перспективе ★ Измерительные средства на территории РФ и Российских антарктических станций История развития отечественных автоматических космических аппаратов А Предполагаемые места размещения измерительных средств на территории иностранных государств
Глава 6 Следующей (четвертой) модификацией навигацион- ных спутников, в соответ- ствии с ФЦП «ГЛОНАСС», является КА «Глонасс-К» с десятилетним сроком служ- бы. Перед разработчиками этого КА, кроме разработки его в негерметичном ис- полнении и увеличения сро- ка службы до 10 лет, были поставлены еще две труд- носовместимые задачи: в соответствии с ПЗ требова- лось увеличить количество выполняемых им функций, а также почти вдвое умень- шить массу КА с тем, чтобы обеспечить возможность группового выведения шести КА носителем «Протон» с РБ «Бриз-М» или двух КА носителем «Союз-2» с РБ «Фрегат». В соответствии с утвержденным в 2009 г. «Тактико-тех- ническим заданием на ОКР «ГЛОНАСС-МК», на КА этой модификации, кроме наличия на нем аппаратуры меж- спутниковой измерительно-информационной радиолинии (ВАМИ) и аппаратуры и аппаратуры контроля за соблюде- нием договоренностей о запрещении испытаний ядерного оружия, возлагались дополнительные функции: - излучение «открытого» навигационного сигнала с ко- довым разделением в частотном диапазоне L3 (1,2 ГГц); - излучение навигационного сигнала в частотном диа- пазоне (-15 ГГц) для определения специальными потреби- телями поправки курсоуказания (азимута фиксированного направления); - обнаружение и ретрансляция сигналов аварийных радиобуев с объектов, терпящих бедствие. Эскизный проект этого КА и навигационной системы в целом Межведомственной комиссией был рассмотрен в 2002 г., а дополнение к нему - в 2003 г. По ряду суще- ственных оснований МВК признала нецелесообразным рассматривать в дальнейшем вариант выведения одновре- менно шести КА ракетой-носителем «Протон», тем более что к этому времени определилась стратегия развертывания орбитальной группировки спутниками «Глонасс-К», а она предполагает замену ими выработавших ресурс или от- казавших КА предыдущих модификаций. Поэтому вариант с реализацией группового запуска одновременно шести КА «Глонасс-К» не был принят к исполнению. При этом вари- ант запуска двух навигационных КА носителем «Союз-2» с РБ «Фрегат» оставался актуальным. Однако реализация на этих КА, по сравнению с КА «Глонасс-М», дополнительно еще трех упомянутых задач (излучение сигнала в диапазо- не L3, сигнала в частотном диапазоне 15 ГГц и ретрансля- ция аварийных сигналов на частотах 406/1544 МГц) привела к превышению суммарной массы блока из двух КА и энер- гетических возможностей PH «Союз-2» с РБ «Фрегат». Поэтому запуск первого КА «Глонасс-К» был произведен в «одиночном» варианте 25 февраля 2011 г. В настоящее время осуществляются летно-конструкторские испытания этого КА. После выведения на орбиту второго, доработан- ного, КА этого типа 1 декабря 2014 г. начата отработка уже в натурных условиях межспутниковых информационно-из- мерительных радиолиний с использованием бортовой аппа- ратуры межспутниковых измерений. В то же время одним из разделов утвержденной в 2006 г. Минобороны и Роскосмосом «Программы обеспечения и повышения точностных и эксплуатационных характеристик МГНСС ГЛОНАСС на период до 2011 г.» предусматривалась модернизация излучаемых КА радионавигационных сигна- лов в направлении расширения номенклатуры сигналов и повышения их характеристик как в интересах санкциони- рованных (специальных), так и гражданских пользователей. Это нашло отражение и в утвержденных в 2008 г. «Тактико- технических требованиях к ГНС «ГЛОНАСС». В этой связи в 2007 г. РНИИ КП была разработана, согла- сована и в начале февраля 2008 г. утверждена начальником ГШ ВС и руководителем Роскосмоса «Концепция развития навигационных сигналов глобальной навигационной систе- мы ГЛОНАСС». Концепцией предусматривается дополни- тельно к четырем уже излучаемым КА «Глонасс-М» сиг- налам с частотным разделением в диапазонах L1 (1,6 ГГц) и L2 (1,25 ГГц) на последующих спутниках системы ГЛО- НАСС ввести излучение еще шести. Энерговооруженность КА «Глонасс-К» (14Ф143) обеспечивает возможность из- лучения только двух дополнительных сигналов: одного с ко- довым разделением и открытым доступом в диапазоне L3, и одного с санкционированным доступом в см-диапазоне для определения поправки курсоуказания. Введение этих сигналов было предусмотрено при разработке эскизного проекта и конструкторской документации на КА «Глонасс-К». Излучение же четырех остальных сигналов с кодовым разделением, в диапазонах L1 и L2, предусмотренных 423
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Перспективный многофункциональный навигационный спутник «Гпонасс-К2» с двенадцатилетним САС и расширенным спектром излучаемых навигационных сигналов концепцией, потребует разработки и ЛКИ пятой модифика- ции навигационного КА с большими, чем у КА «Глонасс-К», массогабаритными характеристиками (КА «Глонасс-К2»), Эскизный проект этого спутника, а также дополнение к нему в настоящее время разработаны и рассмотрены Межведом- ственной комиссией. Дальнейшие работы по системе ГЛОНАСС прово- дятся в рамках Федеральной целевой программы «Под- держание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы» (Постановление Правительства РФ № 189 от 3 марта 2012 г.). Основными задачами Про- граммы являются: 1. Обеспечение возможности глобального применения системы ГЛОНАСС (как на территории Российской Федера- ции, так и за рубежом, т.е. по всей поверхности Земли, воз- душного и околоземного космического пространства). 2. Поддержание системы ГЛОНАСС с гарантированны- ми характеристиками навигационного поля на конкуренто- способном уровне. 3. Развитие системы ГЛОНАСС в направлении улуч- шения ее тактико-технических характеристик с целью обе- спечения как перспективных требований видов ВС РФ, так и достижения и поддержания паритета с зарубежными на- вигационными спутниковыми системами (GPS, GALILEO, COMPAS). В рамках работ по этой Программе в части космическо- го комплекса необходимо: 1. Разработать и провести летные испытания космическо- го аппарата пятой модификации «Глонасс-К2» с улучшенны- ми тактико-техническими характеристиками и расширенным составом навигационных сигналов. 2. Провести обновление состава орбитальной груп- пировки системы ГЛОНАСС космическими аппаратами «Глонасс-К2». 3. Завершить модернизацию наземного комплекса управления и выполнение фундаментальных мероприятий по достижению перспективного уровня точности и оперативности эфемеридно- временного обеспечения (точ- ность Всемирной геодезической сети, параметров геопотенциала и вращения Земли, уклонения от- весной линии и др.). Кроме введения четырех сигналов с кодовым разделе- нием в диапазонах L1 и L2, на КА «Глонасс-К2» также пред- полагается реализация решения еще двух дополнительных задач в интересах санкционирован- ных пользователей. Планируе- мый срок запуска первого КА «Глонасс-К2» - 2016 г., полное развертывание системы ГЛОНАСС этими спутниками - предположительно 2025 г. На последующих этапах модернизации многоцелевой ГНСС ГЛОНАСС должны быть решены вопросы дальней- шего существенного повышения помехозащищенности на- вигационных сигналов, в т.ч. от организованного радио- электронного противодействия. Кроме того, предполагается также реализовать т.н. пространственный селективный до- ступ (ограничение свободного использования «открытых» сигналов в отдельных районах, например, в зонах возникно- вения локальных военных конфликтов). Решение этих про- блем потребует использования на навигационных спутниках антенных фазированных решеток с электронным формиро- ванием мощности и направлений излучения навигационных сигналов. С их помощью, с одной стороны, представится возможность существенного узконаправленного локально- го, например, в зонах возникновения военных конфликтов, увеличения мощности излучаемых специальных сигналов для санкционированных пользователей, с другой - локаль- ного же ослабления сигналов с открытым доступом. Для этого потребуется разработка очередной модификации КА системы ГЛОНАСС («Глонасс-КЗ»), Создание пассивных геодезических спутников переотражения кванто-оптических сигналов «Эталон» для эталонирования орбит спутников системы ГЛОНАСС Кроме реализации на КА конструктивных решений по снижению уровня немоделируемых воздействий на орби- тальное движение спутников, в 1980-е гг. потребовалось также уточнить влияние на движение КА аномалий гравита- ционного поля. С этой целью на «навигационные» орбиты 424
Глава 6 спутников «Глонасс» (высота - 19140 км, наклонение - 64,8 °) были выведены два пассивных спутника «Эталон» («Космос-1989» и «Космос-2024»), представлявших собой инертные массы сферической формы диаметром 1224 мм с допустимым смещением центра масс ±1,2 мм и массой 1344,5 ±0,8 кг. По существу спутники «Эталон» должны решать гео- дезическую задачу, т.е. служить действительным эталоном естественного движения идеального по форме шарообраз- ного объекта на таких же орбитах, как и у навигационных спутников «Глонасс». Единственная задача спутников «Эта- лон» -это естественное движение по навигационной орбите спутников «Глонасс» и демонстрация его (движения) путем переотражения сигналов наземных кванто-оптических из- мерительных средств. По изменениям движения, эволю- циям орбит спутников «Эталон», происходящим под воз- действием неучитываемых (неконтролируемых) факторов космического пространства, в т.ч. аномалий гравитационно- го поля, представляется возможным уточнить модель гео- потенциала для навигационных орбит «Глонасс» с учетом также воздействий возмущений негравитационного характе- ра (неоднородностей магнитного поля, давления солнечно- го излучения и др.). На внешней сферической поверхности спутников «Эта- лон» были установлены призматические световозвращатели (разработчик и изготовитель - РНИИ КП, ныне ОАО «РКС»), обеспечивающие переотражение лазерного запросного сигнала в сторону наземного пункта в оптическом и ин- фракрасном диапазонах волн. Свободная от световозвра- щателей поверхность спутника обеспечивала диффузное отражение солнечного света, что позволяет наблюдать за спутником телегидом и производить начальное высокоточ- ное наведение лазерного луча. Спутники «Эталон» поочередно выводились в двух блоках с парами спутников «Глонасс»), 10 января 1989 г. был выведен «Эталон-1» («Космос-1989»), а 31 мая 1989 г. - «Эталон-2» («Космос-2024»), Для проведения измерений по спутникам «Эталон» привлекались наземные квантооптические средства системы ГЛОНАСС и Астро- совета АН СССР. Обработка измерительной информации осуществлялась в НПО ПМ, 4 ЦНИИ МО, а также в ЦУП ЦНИИМаш и Астросовете. Это позволило уточнить, по ана- логии с низкоорбитальными навигационными системами, коэффициенты гравитационного поля для орбит ГЛОНАСС и, с учетом мероприятий по снижению влияния немоделиру- емых ускорений, построить высокоточную модель движения навигационных спутников и обеспечить высокую (метровую) точность определения и прогнозирования их параметров движения (эфемерид). Сходные по конструкции и внешнему облику пассивные геодезические спутники запускались и продолжают запу- скаться различными странами: французские Starlette и Stella в 1975 и 1993 гг. соответственно; американский Lageos-1 в 1976 г. и итальянский Lageos-2 в 1992 г.; японские EGS и LRE в 1986 и 2001 гг. соответственно; немецкий GFZ в Пассивный спутник «Эталон» 1995 г.; австралийский Westpak в 1998 г. и др.). Можно ожи- дать, что запуски таких КА будут продолжаться и впредь - по мере необходимости дальнейшего уточнения модели Земли и ее гравитационного поля, изучения все более тон- ких процессов, происходящих с Землей, как сложным по структуре «живым» объектом Вселенной. Производство КА в НПО ПМ (ОАО «ИСС», г. Красноярск-26 (г Железногорск)) в 1992-2015 гг. В 1990-1994 гг. производство НПО ПМ проводило по- следние плановые работы в рамках Плана технического перевооружения. Мероприятия по техническому перевоору- жению проводились и в приборном производстве. В част- ности, необходимость выделения фондов на приобретение гальванической автоматизированной линии для изготовле- ния печатных плат ГУ МОМ была признана еще в 1980-х г., когда удельный вес работ по приборному производству на заводе превысил 30 %, что в значительной мере предопре- делялось поставкой приборов в ПО «Полет». Возможность выделения фондов на закупку оборудования в Италии пер- воначально не вызвала восторга среди специалистов пред- приятия, т.к. Италия не имела репутации передовой страны по технологии производства радиоэлектронной аппаратуры. С целью ознакомления с техническими характеристиками, надежностью, требованиями к размещению и эксплуатации оборудования в Италию были командированы главный метал- лург завода А.М.Поскачей с группой специалистов, которые дали положительное заключение о качестве итальянского обо- рудования. В результате этой работы был заключен контракт на поставку гальванической автоматизированной линии. 425
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Группа специалистов, принимавших участие в создании первых образцов сотовых панелей Технологами завода, возглавляемыми главным техноло- гом АВ.Сергеевым и главным металлургом А.М.Поскачеем, совместно со специалистами ВСФИ была разработана необхо- димая документация на реконструкцию участка печатных плат. Монтаж, отладка и пуск всего комплекса оборудования прово- дился в 1992-1994 гг. Работы по освоению технологии были завершены в 1994 г. Печатные платы самого высокого качества стали поставляться не только для производства Механического завода, но и направлялись другим предприятиям отрасли. В первой половине 1992 г. завершилось изготовление, а 13 июня впервые были выведены на орбиту два спутника «Гонец-Д» («Космос-2199» и «Космос-2201»). В 1992— 1995 гг. цехами основного производства проводились рабо- ты по отработке новых технологий для различных спутников («Галс» и др.), в частности: - технология изготовления сотовых приборных панелей со встроенным жидкостным контуром из специальных про- филей; - технологии изготовления жидкостного тракта: гибка, механическая обработка, сварка автоматическая, термиче- ская рихтовка; - технология пневматических испытаний на прочность и герметичность методом вакуумирования деталей жидкост- ного тракта; - технологии склейки сотовых конструкций пленочными клеями и контроля качества клееных сотовых конструкций. Во второй половине 1993 г. был изготовлен, а 20 января 1994 г. впервые выведен на орбиту спутник «Галс». Также во второй половине 1994 г. был изготовлен и 13 октября впервые выведен на орбиту спутник «Экспресс». Во второй половине 1994 г. изготовлен, а 26 декабря впервые выведен на орбиту спутник «Радио-РОСТО» (РС-15). Реформы 1990-х г. привели к резкому сокращению программ по освоению космоса, разрушились многие сло- жившиеся цепочки создания спутников. Трудовой коллектив НПО ПМ попал в «тиски» простоев и ухудшения морально- психологического климата. Первый заместитель министра обороны РФ во время посещения НПО ПМ, как за ним и премьер-министр В.С.Черномырдин на торжественном за- седании в Москве, посвященном Дню космонавтики, при- звали нас: «Потерпите!». В связи с уменьшением объемов финансирования го- сударственных заказов с сентября 1994 г. положение объ- единения, в т.ч. и Механического завода, ухудшилось. ВКС МО РФ в условиях ограниченных бюджетных ассигнований вынуждены были сократить объемы финансирования своих заказов практически в 3 раза. Вся номенклатура оборонного серийного заказа (кроме одного) была перенесена на 1995 г Не менее жесткая ситуация складывалась и с обеспечением выполнения работ других заказчиков. В этих условиях встал вопрос о выживаемости НПО ПМ и, прежде всего, за счет изыскания новых заказов, повышения уровня управляе- мости, разработки эффективных мер по сокращению соб- ственных затрат и затрат смежников. Сложившаяся в НПО ПМ структура управления была неприемлема для работы в современных условиях. Потре- 426
Глава 6 бовались ее серьезные преоб- разования, в первую очередь за счет обновления, сокращения, повышения активности и ответ- ственности руководителей всех уровней, устранения лишних звеньев в структуре управления предприятием при согласова- нии, подписании и принятии решений по всем вопросам на- учной, производственной и хо- зяйственной деятельности. 12 декабря 1994 г. ге- неральным конструктором и генеральным директором объединения был подписан приказ № 784 «Об измене- ниях в структуре управления НПО ПМ», в соответствии с которым было приказано в срок до 31 января 1995 г. осу- ществить мероприятия по ре- Спутник «СЕСАТ» в сборочном цехе организации структуры управ- ления НПО ПМ. Приказ было поручено подготовить группе руководителей, возглавляемой заместителем генерального директора Ф.С.Климовым, в которую входили А.Г.Козлов, А.Е.Митрофанов. Введенная на предприятии в 1996 г. новая система управления заказами наиболее соответствовала рыночным экономическим отношениям. Основу этой системы состав- ляли главные конструктора направлений, руководители программ, проектов и менеджеры. Как показала практика, в условиях новой системы управления перестали быть четко разграничены технические и административные функции руководителей первого уровня, возросло их дублирование. В этой связи на предприятии было произведено изменение структурной схемы управления. В годы перестройки, о которой говорилось выше, глав- нейшей задачей руководства объединения в условиях ры- ночной экономики стал поиск коммерческих заказов на создание спутников. Первым среди таких спутников явился спутник-ретранслятор «Сесат», контракт на изготовление которого вступил в силу 23 июля 1996 г. В проекте «Сесат» впервые осуществилась реальная международная интегра- ция российских и западных технологий. КА «Сесат» со сро- ком активного существования 10 лет обеспечил нам успех в продлении САС спутников - так был достигнут показатель 10 и боле лет. В этой связи можно отметить три основных технологических фактора, способствующих увеличению САС спутников (хотя в действительности их было гораздо больше): 1. Тщательный подбор т.н. негазящих и непылящих мате- риалов, т.е. не допускающих сколько-нибудь значительных выделений в космическом пространстве. В противном слу- чае продукты гажения могли бы оседать на фотопреобразо- вателях солнечных батарей, оптических приборах системы ориентации и др., тем самым снижая их эффективность и САС. Склонные к гажению материалы и узлы до установ- ки на спутник проходили сложную обработку - вакуумное обезгаживание при повышенной температуре. Для исклю- чения чисто механической запыленности спутник «Сесат» потребовал проведения целого комплекса системных мер, в частности, создания в сборочном цехе «чистых зон» с обеспечением минимальной запыленности, стабильной температуры и влажности воздуха в этих зонах, введения специальной одежды и проведения всех сборочных работ на изделии только в чистых перчатках. Повышенные требова- ния к чистоте неуклонно выполнялись - посетители «чистых зон» неумолимо переоблачались в спецодежду, невзирая на важность персоны и ее гражданство. Усиленные меры по обеспечению чистоты были реализованы на всех этапах про- изводства спутника, через которые он проходил на Земле. 2. Бортовые электронные приборы (как собственные, так и смежников) комплектовались только такими электро- радиоизделиями (микросхемы, транзисторы, резисторы, конденсаторы и др.), которые показывали исключительную стабильность своих параметров при длительных электро- термотренировках и дополнительных испытаниях. ЭРИ, па- раметры которых изменялись, даже не выходя за пределы требований технических условий, расценивались как по- тенциально ненадежные, склонные к последующему отказу и отбраковывались. В обоснованных случаях проводились специальные испытания и составлялись с поставщиком ЭРИ соответствующие протоколы применения, подтверждающие требуемый ресурс с необходимым запасом. 3. Полностью собранный спутник «Сесат» в летной конфигурации подвергался комплексным испытаниям 427
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Генеральный конструктор и генеральный директор А.Г.Козлов (первый справа) с группой руководителей в сборочном цехе в вакуумной установке КВУ-400 в течение 16 суток в услови- ях, максимально приближенных к космическим по вакууму, минусовым и плюсовым температурам. Такие испытания штатного изделия в НПО ПМ и в отрасли были проведены впервые. В изготовлении деталей, узлов, агрегатов, приборов, систем спутника «Сесат» принимали участие все цеха про- изводства: - цех № 37 организовал «чистую зону» во всех сбороч- ных помещениях корпуса № 11; изготовил и квалифицировал сложную систему зачековки, расчековки и раскрытия двенад- цати каркасов солнечных батарей; совместно с французскими специалистами фирмы «Алкатель» произвел стыковку моду- ля полезной нагрузки, изготовленного этой фирмой, с моду- лем служебных систем, изготовленного НПО ПМ; произвел юстировку модуля полезной нагрузки и приемо-передающих антенн, а также выполнил все сборочные работы; - цех № 38 организовал «чистую зону» на стапеле элек- троиспытаний; обеспечил круглосуточную работу, включая работу в криогенной вакуумной камере (КВУ-400); неодно- кратно передавал информацию непосредственно со спутни- ка «Сесат», находящегося на стапеле электроиспытаний цеха в ЦУП фирмы «Евтелсат» (г. Париж); - цех № 30 в феврале 1999 г. изготовил и отработал уни- кальный электронный бортовой прибор - блок электрон- ного регулирования напряжения с повышенной до 6 кВт мощностью и с высокой степенью стабилизации бортового напряжения питания; изготовил элементы АФУ, бортовые и наземные кабели, в т.ч. с импортными разъемами; - цех № 56 изготовил и отработал поворотное устрой- ство, имеющее синхронную скорость вращения спутника вокруг Земли (один оборот в сутки) и передающее электри- ческую энергию повышенной мощности с подвижных сол- нечных батарей на спутник; изготовил пневмогидроавтома- тику, вентилятор, привода и др.; - цех № 39 освоил производство корпусных узлов спутника «Сесат»: крупногабаритного эллиптичного ра- диатора системы терморегулирова- ния, площадь в 6 м2 которого покрыта оптическими стеклянными отража- телями с серебряным напылением; новой конструкции сварного корпуса совместно с нижним днищем; очень точного по механической обработке верхнего днища с фермой и другие сварные и клепаные узлы, которые были квалифицированы в части прочности и герметичности в составе инженерной модели спутника. Освоение новых технологий в це- хах НПО ПМ, выявление и устранение отказов в цехах окончательной сбор- ки в процессе наземных испытаний спутника «Сесат» в определенной степени подтвердило эффективность принятых мер. После выведения на орбиту все системы спутника «Сесат» функ- ционировали без замечаний. Спутник и сегодня успешно работает на космической орбите. Параллельно с работами по изготовлению спутника «Сесат» производство предприятия изготавливало и другие спутники. Так, во второй половине 1995 г. был изготовлен, а 11 октября впервые выведен на орбиту спутник «Луч-2»; во второй половине 1995 г. были изготовлены, а 19 февраля 1996 г. впервые выведены на орбиту спутники «Гонец-Д1» (№1,№2, №3). Современное общество, часто называемое постинду- стриальным, гипертехногенным или информационным, характеризуется целым рядом новых, ранее не проявляв- шихся в полной мере признаков. К числу их следует отнести исключительно высокий динамизм, прогрессирующее раз- витие на качественном и количественном уровнях. Именно такой динамизм и требовался в конце XX и начале XXI вв. при определении новой стратегии производства спутников. Новая стратегия была определена, и основой ее стало изготовление спутников с использованием сотовых кон- струкций и композиционных материалов. Задача создания собственного сотового производства для НПО ПМ была очень важна. В программе по созданию спутников серии «Экспресс-АМ» с самого начала было решено, что НПО ПМ будет разрабатывать конструкцию модуля для полезной на- грузки, создаваемой специалистами французской фирмы «Алкатель» и японской «NEC». В предыдущем совместном проекте «Сесат» фирма «Алкатель» также разрабатывала полезную нагрузку, но у нее был западный смежник по со- товой конструкции. В этом проекте НПО ПМ решило создать негерметичную сотовую конструкцию собственными силами. Для того чтобы проверить наши конструкторско-техно- логические решения по спутнику «Экспресс-АМ», было ре- шено создать разработочную модель конструкции для про- 428
Глава 6 хождения полного производственного цикла: от разработки и изготовления к испытаниям. Конструкция модуля для полезной нагрузки должна была выполнять как минимум две очень важные функции: удерживать все обо- рудование в нужной конфигурации в течение всего времени активного существования спутника при воздействии внешних нагрузок, и, во-вторых, обеспечить отвод тепла от обо- рудования. Создание технологии изготовления де- талей из композиционных материалов на- чалось в 1980 г. с организации соответству- ющего участка на базе цеха № 20. Участок функционировал в качестве эксперименталь- ной лаборатории по отработке технологии изготовления деталей из КМ, в частности, силовых труб, стоек крепления антенн, стоек крепления контррефлекторов. Позднее, вплоть до 1996 г., основным направлением работы участка КМ являлось изготовление различных излучателей (систе- мы АФАР), деталей из ферроэпоксида, от- работка технологии и изготовление труб раз- личных диаметров. Технологи участка КМ в процессе своей работы получили ряд патен- тов на такие изобретения, как производство цельномотаных ферменных конструкций, доведение углепластиковых труб до геоме- трической стабильности, заделка законцовок клеемеханическим защемлением. С1996 г. участок утратил свою основную функцию экспериментальной лаборатории и получил статус производственного участка. Однако в это время производственная база участка КМ оставалась на прежнем уровне, а требования конструкторской документации с каждым годом ужесточались. Год от года росла тенден- ция перевода изготовления металлоемких деталей на детали из композиционных материалов. В частности, осваивались технологии изготовления рупорных антенн, труб и фитингов каркасов солнечных батарей, обшивок сотопанелей, и т.д. Кроме того, участок стал изготавливать детали для антен- но-фидерных устройств, такие как трубы из стеклопластика, кольца, диафрагмы, конуса, различные детали из радиопо- глощающего материала (ферроэпоксида). Участком осваи- валась технология производства деталей методом вакуум- ного формования и др. С целью освоения технологии изготовления перспектив- ных деталей сложной конструкции участок композиционных материалов отрабатывал изготовление стержневых фермен- ных конструкций, деталей обеспечивающих профиль новых контурных антенн и зеркал крупногабаритных рефлекторов. В начале 2000 г. был изготовлен, а 12 марта впервые выведен на орбиту спутник «Экспресс-А»; также в начале Спутник «Луч-5Б». Интеграция модуля служебных систем этого года был изготовлен, а 18 апреля выведен на орби- ту спутник «Сесат». В августе 2000 г. приказом ГК и ГД, в целях безусловного выполнения контракта по созданию спутника «Экспресс-АМ», на площадях цеха № 39 был создан участок сотопанелей. После выпуска приказа рабо- та по созданию участка сотопанелей в цехах, что называ- ется, «закипела». В сентябре 2001 г. был подписан приказ «О создании комплексной бригады по отработке конструк- тивно-технологических решений и подготовке производства к созданию сотовых конструкций модуля полезной нагрузки по программе «Экспресс-АМ». В общей сложности в брига- ду вошло около 150 человек. Параллельно с организацией участка необходимо было наращивать усилия по освоению технологии изготовления самих сотопанелей. Успешное создание модуля для полезной нагрузки с ис- пользованием сотовых панелей подтвердило, что, несмотря на недавний трудный период (конец 1990-х г.), производство НПО ПМ сохранило состав квалифицированных рабочих, 429
История развития отечественных автоматических космических аппаратов технологов, конструкторов и руководителей, способных решать самые сложные научно-технические задачи. В даль- нейшем в рамках программы «Экспресс-AM» производ- ственные подразделения НПО ПМ изготовили восемь про- толетных модулей полезной нагрузки для спутников серии «Экспресс-АМ». В 2008 г. цеха предприятия приступили к производству крупногабаритных сотовых конструкций: если раньше мак- симальная длина сотопанелей, изготовленных на решетнев- ской фирме, не превышала трех метров, то теперь, благо- даря созданию уникального рабочего места, они имеют Механическая обработка сотовой панели Обмер панели на КИМ размеры более пяти метров. Первые изготовленные крупно- габаритные сотовые конструкции были предназначены для отработочной модели перспективной спутниковой платфор- мы «Экспресс-2000», которая является базовой для целого ряда современных спутников тяжелого класса. Из сотовых конструкций уже изготовлены силовые конструкции спутни- ков «Глонасс-К», «Луч-5А, -5Б, -5В», AMOS-5, TELKOM-3, Kazsat-З и последующих. Продолжая рассказ о производстве спутников, необхо- димо отметить, что начало XXI в. для производства НПО ПМ было не менее насыщено событиями, чем конец XX в. Про- изводственные подразделения осваивали новые технологии, изготавливали и запускали спутники различного назначения. В 1999-2002 гг. отрабатывались новые технологии для спутников различного назначения, включая спутники для Ми- нистерства обороны Российской Федерации, в частности: - отрабатывались технологии штамповки, механической обработки биметаллических гермоплат, технологии изготов- ления безфланцевых волноводных трактов из сплава АД31 с уменьшенной толщиной стенки (гибка, пайка, покрытие серебром); - осуществлялась постановка на производство нового магнитометра и отрабатывались технологии его изготовле- ния: резка ленты из материала 81НМА, нанесение на ленту окиси магния, настройка магнитометра; - отрабатывались технологии нанесения золотого по- крытия на сетеполотно, а также изготовления элементов со- товой конструкции; - отрабатывались новые конструкторско-технологиче- ские решения и велась подготовка производства сотовых конструкций модулей для полезных нагрузок спутников «Экспресс-АМН», «Экспресс-АМ22» и др.; были отрабо- таны следующие технологии: установка закладных элемен- тов на пенокампаунд, вклеивание закладных элементов в сотопанель, приклеивание однополочного и двухполочного гидротракта к обшивке, анодное оксидирование обшивок в хромовой кислоте, растяжение СЗ под гидротракт, из- готовление отверстий под закладки в готовой сотопанели, промывка и обезжиривание СЗ под приклейку к обшивкам, ремонт непроклея между обшивкой и СЗ, склейки СЗ с при- менением клея ПЭК-74 на плите 18.59.128.0000, защита по- Обмер рефлектора из КМ на КИМ 430
Глава 6 верхности сотопанелей от механических повреждений и за- грязнений, механическая обработка элементов астроплаты в составе модуля полезной нагрузки, гибка коллекторов из профиля, испытания на герметичность, и др. Была разрабо- тана методика неразрушающего контроля непроклея между обшивкой и сотовым заполнителем. В первой половине 2001 г. изготовлен, а 20 июля вы- веден на орбиту спутник «Молния-ЗК». В первой половине 2002 г. изготовлен и 10 июня выведен на орбиту спутник «Экспресс-А4». Во второй половине 2002 г. изготовлен, а 28 ноября выведен на орбиту экспериментальный спутник «Можаец» (РС-20). Во второй половине 2003 г. изготов- лен, а 10 декабря выведен на орбиту спутник «Глонасс-М» («Космос-2404»), Во второй половине 2003 г. изготовлен, а 29 декабря выведен на орбиту спутник «Экспресс-АМ22». В первой половине 2004 г. изготовлен, в 22 апреля выведен на орбиту спутник «Экспресс-АМН». Во второй половине 2004 г. изготовлен и 30 октября выведен на орбиту спутник «Экспресс-АМ1». В 2003-2004 гг. отрабатывались (совершенствовались) технологии для изготовления деталесборочных единиц спутников серии «Экспресс-АМ» и др.: - совершенствовались ранее разработанные технологии механической обработки сотовых конструкций и измерений их геометрических параметров; - был разработан директивный технологический процесс для отработки и изготовления антенны диаметром 12 м; вы- даны технические задания на соответствующее оснащение; - отрабатывались технологические процессы изготовле- ния печатных плат с защитной паяльной маской, углепла- стикового рефлектора, конических и цилиндрических би- металлических плат, трехслойной конструкции рефлектора с углепластиковыми обшивками; - отрабатывался технологический процесс развальцовки алюминиевых труб методом электрогидравлической высад- ки для системы терморегулирования; - отрабатывался технологический процесс сварки и пай- ки для различных узлов спутников; - внедрена технология индукционной пайки волновод- ных трактов; - отрабатывались технологические процессы изготовле- ния плоских пружин, волноводных фильтров из углепласти- ка с серебряным покрытием, логопериодической антенны (излучателя), магнитопровода, размеростабильных элек- трических приборов; - отрабатывался технологический процесс покрытия зо- лотом сетеполотна; - отрабатывался технологический процесс подготовки, выжигания, промывки, раскроя и сшивки сетеполотна; - было подобрано технологическое оборудование для реконструируемого участка композиционных материалов. В октябре 2003 г. были утверждены мероприятия по созданию нового участка композиционных материалов, в реализации которых участвовали различные подразделе- ния НПО ПМ и подрядные организации; цеха № 53 и № 58; отделы № 778, № 805, № 817; «Сибпромпроект», «Строй- комплекс», ЗАО МСУ-73, «Красноярск-строймонтаж», «Пентар» и др. Работы по реконструкции участка компо- зиционных материалов были выполнены в установленные сроки, и сегодня предприятие имеет все необходимое для существенного продвижения в вопросах отработки новых технологий изготовления и конструкций деталей из компо- зиционных материалов. Тем самым был сделан еще один шаг к созданию высокоточных крупногабаритных космиче- ских конструкций, высокоточных рефлекторов с использо- ванием композиционных материалов. В октябре 2005 г. приказом ГК и ГД в составе цеха № 11 была создана технологическая группа по работе с компози- ционными материалами, которая выполнила большой объ- ем по согласованию на технологичность конструкторской документации и по отработке соответствующих технологий. В частности, группой были проведены следующие работы; - разработаны технологические инструкции приготов- ления связующего вещества, сушки наполнителей, приго- товления спирто-ацетоновой смеси, изготовления препре- га, определения объемной доли наполнителя и пористости в углепластике; - проведено опробование и внедрение новых мате- риалов на основе высокомодульной углеродной ленты и импортного жгута; изготовлены оболочки на основе угле- родной ленты с использованием графитовой оснастки, име- ющей низкий коэффициент линейного температурного рас- ширения и ленты для опяжек двенадцатиметровой антенны из высокомодульного импортного жгута; - проведено опробование технологии изготовления труб с высококачественной наружной поверхностью и повышен- ными физико-механическими свойствами углепластика; - внедрение перфорированной разделительной фторо- пластовой пленки при последней викелевке стеклонитью в процессе полимеризации дало возможность удалить из материала летучие вещества и избыток смолы, повысить физико-механические свойства углепластика; - разработана и опробована технология изготовления трехслойных параболических рефлекторов, аналогов кото- рых не было в отечественном производстве; - проведены работы по установке, опробованию и вне- дрению различного оборудования на участке композици- онных материалов, в частности, внедрены установка для снятия с оправки отформованных труб, термокамера с ав- томатическим управлением и поддержанием температуры, пресс К10.034-01 для прессования обшивок и др.; - разработаны и внедрены технологии изготовления рам и каркасов солнечных батарей, ферменно-стержневых кон- струкций силовых спиц, стоек и оболочек; - разработана технология изготовления углестеклопла- стиковых фитингов каркасов солнечных батарей; - изготовлены силовые спицы большой длины и точ- ностные спицы с использованием импортного жгута и пресс-форм с формоопределяющими деталями из резины и многое др. 431
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Рефлектор из КМ на производственном участке Углепластиковая продукция на производственном участке В 2004-2007 гг. отрабатывались технологии изготовле- ния для новых спутников Министерства обороны и коммер- ческих спутников, в частности: - отрабатывались технологии изготовления излучателей облучающих антенн для обеспечения заданной точности, качества пайки составных частей и покрытия серебром и золотом; - разработаны и отработаны технологии изготовления асинхронных двигателей с электромагнитной редукцией; - отрабатывались технологии изготовления рефлектора трехслойной конструкции на оснастке из графита; - отрабатывались новые конструкторско-технологиче- ские решения для изготовления рефлектора антенны диа- метром 12 м, для чего были созданы рабочие места сборки и испытаний рефлектора в корпусе № 1, разработан дирек- тивный технологический процесс изготовления и испытаний рефлектора, отработаны технологии золотого покрытия сетеполотна больших размеров, раскроя и сшивки сетепо- лотен, сборки рефлектора, внедрена методика контроля профиля рефлектора лазерным сканером, отработаны тех- нологии выставки и натяжения сетеполотна, изготовления деталей и узлов механизма выдвижения и др. Во второй половине 2005 г. изготовлен, а 21 декабря выведен на орбиту спутник «Космос-2416». Во второй по- ловине 2006 г. изготовлен и 24 декабря выведен на орбиту спутник «Меридиан». В 2006 г. производство приступило к изготовлению спутников «Экспресс-АМЗЗ», «Зкспресс- АМ44» в кооперации с фирмой «TAS». В ноябре 2007 г. изготовлен, а 23 мая 2008 г. выведен на орбиту спутник «Юбилейный». Во второй половине 2007 г. изготовлен, а 28 января 2008 г. выведен на орбиту спутник «Экспресс- АМЗЗ». В первой половине 2008 г. завершено изготовление, а 25 сентября выведены на орбиту спутники «Глонасс-М» блока № 38. Во второй по- ловине 2008 г. завершено изготовление, а 25 декабря выведены на орбиту спутни- ки «Глонасс-М» блока № 39. В июле 2008 г. заверше- но изготовление спутника «Экспресс-АМ44», 14 января 2009 г. спутник был отправ- лен на космодром Байконур, а 11 февраля спутник был вы- веден на орбиту. В октябре 2008 г. в ОАО «Информационные спутни- ковые системы» состоялось выездное заседание Прави- тельства Российской Федера- ции во главе с В.В.Путиным. Решение о проведении этого заседания было принято не случайно. Предприятие явля- ется исполнителем важнейших государственных программ в части разработки и производства современных спутников. Прежде всего речь идет о Федеральной целевой программе «ГЛОНАСС» и Федеральной космической программе на 2006-2015 гг. Перед началом выездного заседания правительства премьер-министр посетил цех общей сборки спутников и систем, где ему было рассказано о новейших технологиях, используемых в процессе создания спутников, и проде- монстрированы полномасштабные макеты навигационных спутников «Глонасс-М», «Глонасс-К», спутника малого класса «Юбилейный» и телекоммуникационный спутник «Экспресс-АМ44». Премьер-министру также продемон- стрировали и уровень развития современных технологий, используемых при изготовлении перенацеливаемых антенн для спутников «Луч-5А», и, в частности, каркас антенны из углепластика и золоченое сетеполотно, сплетенное из ме- таллических нитей диаметром в несколько микрон. Председатель Правительства России высоко оценил ре- зультаты работы предприятия, назвав его одним из ведущих в отрасли. «Впечатления самые положительные и от высо- кого уровня организации труда, и от качества продукции, и от людей, с которыми удалось пообщаться здесь. «Ин- формационные спутниковые системы» производят сред- ства космической связи, теле- и радиовещания, навигации и геодезии. На счету объединения свыше 1100 космических аппаратов. Сегодня более половины нашей группировки произведено на этом предприятии», - отметил В.В.Путин. Одним из серьезных результатов выездного заседания правительства стало принятие решения о разработке новой Федеральной целевой программы, связанной с использо- ванием космических разработок для развития регионов 432
Глава 6 КА «Луч-5» на испытаниях КА «Глонасс-М» в сборочном цехе 433
История развития отечественных автоматических космических аппаратов страны. Таким образом, положительный опыт Красноярско- го края и ряда субъектов Российской Федерации в области практического применения космических технологий будет востребован в масштабах страны уже в самое ближайшее время. В 2008 г. в тяжелой конкурентной борьбе с западны- ми фирмами ОАО «ИСС» выиграло тендеры на поставку геостационарной спутниковой системы AM0S-5 - изра- ильского оператора SPACE-COMMUNICATION LTD - и гео- стационарной спутниковой системы связи TELKOM-3 для одного из крупнейших операторов связи АТР Индонезии - PT TELEKOMUNIKASI INDONESIA ТВК. Спутник AM0S-5 был запущен на орбиту с космодрома Байконур 11 декабря 2011 г. Спутник TELKOM-3 создавал- ся на базе новой платформы среднего класса «Экспресс- 1000Н». В мае 2012 г. специалисты ОАО «ИСС» завершили работы по созданию наземного комплекса управления спут- ником TELCOM-3. В 2009 г. были продолжены работы по изготовлению комплектующих изделий для геостационарных космиче- ских спутников-ретрансляторов «Луч-5А» и «Луч-5Б», трех низкоорбитальных спутников «Гонец-М» (№ 12, № 13, № 14), следующего блока из трех спутников «Глонасс-М», космического аппарата третьего поколения «Глонасс-К» для пополнения орбитальной группировки российской спут- никовой Глобальной навигационной системы «ГЛОНАСС», космических аппаратов «ГЕО-ИК-2» для возрождения рос- сийской геодезической системы и др. В 2009 г. парк совре- менных станков с программным управлением ОАО «ИСС» состоял уже из 155 единиц, что позволило существенно повысить производительность труда при механической об- работке деталей спутников. В начале 2009 г. ОАО «Газпром Космические системы» приняло решение о размещении в ОАО «ИСС» заказа на создание спутника «Ямал-ЗООК» на базе новой платформы средней размерности «Экспресс-1000», а с Федеральным космическим агентством заключен контракт на создание еще одного спутника «Луч-4» для многофункциональной космической системы ретрансляции «Луч». В мае 2009 г. стали известны результаты конкурса, про- водимого ГПКС, на проведение работ по проектированию, разработке и производству спутников связи «Экспресс- AMS» и «Экспресс-АМб». Конкурсная комиссия решила присвоить первый номер заявке на участие в конкурсе, признав победителем конкурса, ОАО «ИСС». Победа ОАО «ИСС» в конкурсе является абсолютно «рубежным» со- бытием потому, что предприятие «уходит» в производство класса космических аппаратов, которым не занималось раньше. ОАО «ИСС» начинает работу по классу аппаратов с мощностью бортовой системы электропитания до 14 кВт, что позволит нам выйти на абсолютно равные уровни созда- ния космической техники с зарубежными фирмами. С момента создания в 1959 г. предприятием было раз- работано более 40 космических систем и комплексов раз- личного назначения. Предприятием создано и изготовлено более 1200 космических аппаратов для работы на всех типах орбит, а в 1996 г. сдана в эксплуатацию спутниковая система «Глобус-1». 4 ноября 2011 г. спутник «Глонасс-М» № 44 был вы- веден на орбиту с космодрома Байконур в составе блока из трех навигационных космических аппаратов производства ОАО «ИСС». Этот спутник стал двадцать четвертым спут- ником в орбитальной группировке ГЛОНАСС, используемой по целевому назначению. С его вводом в эксплуатацию глобальная навигационная спутниковая система достигла полного состава и обеспечила покрытие территории всей Земли. Объем производства предприятия рос от года к году: в 2005 г. - 3,2 млрд рублей, в 2009 г. - 14 млрд 121 млн рублей, в 2010 г. - более 17 млрд рублей. В январе 2012 г. завершены работы по изготовлению космического аппарата «Гонец-М» № 16. В марте того же года завершен этап электрических испытаний спутника «Ямал-ЗООК», завершена интеграция модуля служебных систем с модулем целевой аппаратуры космического ап- парата «Луч-5Б». В мае 2012 г. завершилось изготовление двух спутников «Гонец-М» и малого космического аппа- рата «Мир»; конструкция модуля полезной нагрузки для КА «Ямал-401», изготовленная ОАО «ИСС», отправлена во французское отделение компании Thales Alenia Space. В июне конструкция модуля полезной нагрузки телеком- муникационного космического аппарата «Экспресс-АТ2» отправлена в Thales Alenia Space, а в июле проходили завер- шающие электрические проверки телекоммуникационного космического аппарата «Ямал-ЗООК». В сентябре 2012 г. на- чалась интеграция космического аппарата «Экспресс-АМ5», в декабре конструкция модуля полезной нагрузки телеком- муникационного космического аппарата «Экспресс-АМ8» отправлена в Thales Alenia Space. В декабре этого года про- ходил этап интеграции космического аппарата «Экспресс- АМб». Цель работы ОАО «ИСС» - создание технически со- вершенного продукта с максимальной надежностью и временем работы на орбите. Интерес заказчиков к кос- мическим аппаратам предприятия показывает, что пред- приятие справляется с этой задачей. Увеличивая долю России в создании собственной электронной базы, ОАО «ИСС» способствует обеспечению технологической неза- висимости страны в области разработки автоматических космических аппаратов. Заключение С1974 г. (начало освоения ГСО в СССР) в течение 40 по- следующих лет КБ ПМ (НПО ПМ, ОАО «ИСС» им. академика М.Ф.Решетнева) запустило и ввело в эксплуатацию на гео- стационарной орбите более 150 мощных телекоммуникаци- онных КА, которые обеспечивали потребности СССР и РФ во всех видах спутниковых услуг в интересах социально-эко- 434
Глава 6 номического развития, безопасности страны и международ- ного сотрудничества. Эта группировка сибирских спутников связи по праву может считаться одним из важнейших ре- альных достижений страны в области прикладного освоения космического пространства на благо Родины и составляет ее национальное достояние, созданное в сложные для страны годы конца XX и начала XXI столетий. Более 1200 информационных спутников на всех типах орбит и созданные на их основе многоспутниковые кос- мические системы ОАО «ИСС» в течение 50 лет позволя- ли СССР и РФ достаточно успешно конкурировать с зару- бежными странами, обеспечивали стратегический паритет по всем основным направлениям развития информацион- ных спутниковых систем. Во взаимодействии с обширной, хорошо отлаженной и мобилизованной на решение новых задач отечественной и международной спутниковой кооперацией ОАО «ИСС» не только накопило и сохранило огромный научно-техни- ческий, технологической, кадровый, интеллектуальный по- тенциал, но и готово вовлечь его в дальнейшее активное и эффективное прикладное использование на рынках кос- мической деятельности в ответ на новые вызовы времени. Руководители, инженеры, конструкторы, технологи, рабочее АО «ИСС», внесшие весомый вклад в создание и развитие космической связи, телевещания навигации и геодезии страны Г.К.Березин М.Г.Бондарец АЛ.Васильев А.Ф.Глазунов ЕЛ.Головенкин В.Л.Гольдин Г.И.Григоров ЕЛ.Григорьев 435
История развития отечественных автоматических космических аппаратов НАГуреев В.В.Двирный И.И.Зимин М.И.Иванов Н.И.Игнашкин Ю.К.Исаичев Ш.Н.Исляев И.И.Канило И.У.Карплюк ГДКесельман А.Г.Козлов 436
Глава 6 ЕНКорчагин В.Е.Косенко Е.И.Крутских В.И.Кузоро О.Н.Кудрин В.С.Кудряшов ЕМ.Курбатов В.В.Курилов В.И.Лавров А.В.Леканов В.В.Мазанов Ю.В.Максимов Г.Г.Минаев ЛАМирошниченко А.Е.Митрофанов В.Н.Михайлов 437
История развития отечественных автоматических космических аппаратов М.М.Михнев В.В.Монахов В.Ф.Петрусевич ГНПисарев С.Ф.Подшивалов А.И.Половинкин Ю.Н.Пономарев В.В.Попов ААПросвирин Л.С.Пчеляков ВАРаевский \ * АНРахматуллин М.Ф.Решетнев А.В.Ромашко ЕДРужилов ВЛРузанов 438
Глава 6 И.М.Сараев ПЯСивирин К.ГСмирнов-Васильев ГМ. Соколов (.А НАТестоедов ГП.Титов АЯТомчук ВАТравкин А.И.Ушаков М.С.Файздрахманов ИДФедоров Н.Н.Федосенко АЛ.Филюшин В.И.Халиманович В.В.Хартов 439
История развития отечественных автоматических космических аппаратов В.В.Христич П.И.Цыбка В.Ф.Черемисин Г.М.Чернявский О.Г.Чуканов Н.И.Шамаева А.С.Шарапов Г.И.Шароваров А.К.Шатров ЛАШвалюк В.Ф.Шевердов Л В.Н.Школьный АЛ.Шурмепев ГДЭвенов ЛХЯрополов 440
Глава 6 АН.Кмримм, Т.К.Ахлюпо^., 'I.VI.Аншаков, А/Ъ.Стораж АО «РКЦ «Прогресс» СОЗДАНИЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ КК ШИРОКОПОЛОСНОГО И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО видового НАБЛЮДЕНИЯ КК широкополосного обзорного и детального наблюдения «Орлец» КА «Янтарь-2К» и «Янтарь-4К1» обеспечивали в основ- ном получение необходимой фотоинформации, но эти ма- териалы не позволяли в требуемом объеме решать задачи, предъявляемые Заказчиком. Исходя из предстоящих перед Заказчиком решаемых задач, требовался уровень разрешения, превышающий в 2-2,5 раза достигнутый уровень на обзорных «Зенитах» с одновременным увеличением в 2-4 раза полосы захвата и с многократной доставкой информации на Землю. Схема решения была найдена: крупногабаритный панорамный ап- парат с вращающимся зеркалом, лентопротяжный тракт для формирования отдельных рулонов экспонированной фото- пленки, капсульный автомат для приема из фотоаппарата рулонов фотопленки и транспортирования их к малогаба- ритной спускаемой капсуле и, наконец, сама малогабарит- ная спускаемая капсула. В качестве обеспечивающего моду- ля предлагалось использовать конструктивно-аппаратурную базу «Янтарь», но без спускаемого аппарата. Предложения по такому необычному космическому аппарату были сфор- мированы совместно ЦСКБ и Красногорским заводом и представлены на рассмотрение Минобщемаша и Минобо- ронпрома. Министры СААфанасьев и С.А.Зверев не были уверены в реализуемости проекта, но поверили конструкто- рам и дали добро на оформление директивных документов. Поэтому в конце 1970-х гг. в ЦСКБ совместно с широкой кооперацией были разработаны предложения по созданию космических комплексов широкополосного детального и обзорного фотонаблюдения с повышенной оперативностью доставки информации в спускаемых капсулах. Этот тип КК получил название «Орлец». На совместном Научно-техническом совете Мини- стерства общего машиностроения СССР и других заинте- ресованных министерств 1 июля 1977 г. были одобрены предложенные Советом Главных конструкторов порядок и этапность создания перспективных космических комплек- сов, включая «Орлец». Использование в разработках кон- структивной базы «Янтаря-2К» дополнялось внедрением новых технических решений в части более информативных фотообъективов, улучшенных фотопленок на тонкой осно- ве, панорамных фотоаппаратов, унифицированных мало- габаритных спускаемых капсул; для повышения оператив- ности доставки информации был разработан автомат для упаковки отснятой пленки в малогабаритные спускаемые капсулы и др. ЦСКБ по результатам проектных работ была обоснована необходимость и целесообразность создания КК «Орлец» в два этапа. На первом этапе реализовывалось в полном объеме получение основных целевых характеристик. Вы- ведение КА при этом обеспечивалось ракетой-носителем «Союз-У» или «Союз-У2». На втором этапе, после завер- шения отработки PH «Зенит», КА дополнительно оснащался рядом систем, обеспечивающих реализацию существенно большего срока активного существования и, соответственно, числа циклов доставки информации, что, естественно, тре- бовало увеличения веса КА и перехода на ракету-носитель с более высокими энергетическими характеристиками. Оба этапа были реализованы с положительными результатами. Создание КА явилось одной из сложнейших разработок комплексов фотонаблюдения, в ходе которой был создан скоростной панорамный фотоаппарат, малогабаритная спускаемая капсула, обеспечивающая повышенную точ- ность посадки, для чего пришлось перейти от сферической формы к клиновидной. Для работы с большим числом СК, их снаряжения рулонами экспонированной фотопленки, подготовки к отделению от КА был создан автоматический роботизированный комплекс, получивший название «кап- сульный автомат». Он представлял собой сложнейший ме- ханический комплекс, обеспечивающий: - хранение УМСК при орбитальном полете в требуемых температурных условиях; - подачу УМСК в устройство снаряжения рулоном экспонированной пленки и закрытия УМСК специальной крышкой; - рулонирование экспонированной пленки, подачу руло- на и загрузку его в спускаемую капсулу; - подачу снаряженной рулоном УМСК в устройство для ее закрутки до требуемых угловых скоростей с целью стаби- лизации полета после отделения от КА; - отделение УМСК от КА. Капсульный автомат - это высокоинтеллектуальный робот. Специалисты ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» считают его эталоном инженерной мысли и прецизионного произ- водства при создании робототехнических систем в ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». Конструктивно КА состоит из агрегатного отсека, при- борного отсека, спецотсека, двух солнечных батарей, устройства крепления, раскрытия и фиксации антенны (2 шт.), узла крышки бленды фотоаппарата, капсульного автомата, унифицированных малогабаритных спускаемых капсул. Как видно из рисунка, основное влияние на ком- поновочную схему оказали панорамный фотоаппарат, кап- сульный автомат и необходимость размещения достаточно большого количества СК. В 1981-1985 гг. был разработан КК «Орлец» первого этапа («Орлец-1»). Он оснащался капсульным автоматом с восемью спускаемыми капсулами, и основные устройства 441
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Общий вид КА широкополосного и обзорного фотонаблюдения «Орлец» I-агрегатный отсек II-приборный отсек Ш-спецотсек 1 -антенна системы измерений 2 - комплексная двигательная установка 3 - антенна командно-измерительной системы «Куб-контур» 4 - унифицированная автоматическая спускаемая капсула 5 - панорамный фотоаппарат 6 - антенна радиовертикали-высотомера 7 - оптический блок инфракрасной вертикали 8 - антенна «Маяк» 9 - оптический блок астрономического устройства 10 - капсульный агрегат 11 -солнечная батарея капсульного автомата имели гидравлические приводы. Пер- вый запуск состоялся 18 июля 1989 г., а 25 августа 1992 г. распоряжением президента № 261 космический комплекс был принят в эксплуатацию. Это был первый космический комплекс дистанционного зондирования Земли, принятый в штатную эксплуатацию в Российской Федерации. Всего на орбиту выведено восемь таких спутников. Срок их жизни на орбите первоначально составлял 58-60 сут. Однако два по- следних аппарата проработали соответственно 102 и 120 сут. При создании «Орлеца» второго этапа за основу взят «Орлец-1». Но капсульный автомат, предназначенный для работы с 22 капсулами, пришлось разработать фактически заново: все его устройства были переведены на электро- приводы, увеличен запас топлива двигательной установки, выполнены необходимые доработки СЭП. В итоге длитель- ность активного полета увеличилась с 60 суток до полугода. Летные испытания «Орлеца-2» начались запуском 26 августа 1994 г. Спутник под названием «Космос-2290» был выведен на эллиптическую орбиту с Hmin = 220,1 км, Нтах= 315,3 км, наклонением 64,80 ° и периодом обраще- ния 89,56 мин. Задачи полета были выполнены полностью, и распоряжением президента № 1268 от 30 октября 1997 г. космический комплекс был принят в эксплуатацию. 25 сентября 2000 г. состоялся успешный запуск «Ор- леца-2» № 2 («Космос-2372») на орбиту со следующими параметрами: - наклонение - 64,8 °; - минимальное удаление от поверхности Земли - 220 км; - максимальное удаление от поверхности Земли - 364 км; - период обращения - 90,1 мин. Как сообщил пресс-центр РВСН, пуск КА «Космос-2372» на PH «Зенит» был посвящен памяти космонавта № 2 Г.С.Титова. Это был последний полет «Орлеца-2». Экс- плуатация же «Орлеца-1» продолжалась до 2006 г. В раз- работках по созданию КА принимали активное участие А.В. Чечин, Г.А.Подгорнов, Ю.А.Устинов, Н.П.Журавлев и многие другие. Оптико-электронный КК «Ресурс-ДК1» В результате проведенных по тематике ДЗЗ работ Центр в кооперации с основными исполнителями создал значительный задел, который позволил создать (с учетом современных достижений в области оптико-электронной, вычислительной и радиопередающей техники) оптико-элек- тронный космический комплекс «Ресурс-ДК1». 15 июня 2006 г. ракетой-носителем «Союз-У» с космо- дрома Байконур на орбиту был выведен КА «Ресурс-ДК1». Анализ снимков, получаемых с КА, подтвердил соответствие заявленным характеристикам. КК «Ресурс-ДК1» - это пер- вый российский космический комплекс, обеспечивающий детальную съемку в панхроматическом диапазоне и много- зональную съемку земной поверхности с оперативной до- ставкой высокоинформативных изображений по высоко- скоростной радиолинии на наземный комплекс приема обработки и распространения информации (НКПОР-ДК) в интересах социально-экономического развития России и международного сотрудничества. Это позволило вос- становить паритет России в вопросах получения детальной информации с разрешением до 1 м. КА «Ресурс-ДК1» позволяет: - вести съемку местности с разрешением до 1 м в пан- хроматическом диапазоне и до 2-3 м в трех узких спек- тральных диапазонах; - получать снимки с указанным разрешением с шириной захвата земной поверхности до 28 км и протяженностью от 16 до 2100 км; - вести съемку территории одновременно в одном-трех спектральных диапазонах и т.д. 442
Глава 6 Информация, получаемая с «Ресурс-ДК1», позволяет обе- спечить: - информационное обеспе- чение рационального природо- пользования и хозяйственной деятельности (составление ка- дастров природных ресурсов, топографическое и тематиче- ское картографирование); - контроль над состоянием источников загрязнения атмос- феры, воды и почвы с целью обеспечения природоохранных органов федерального и реги- онального уровней информа- цией для принятия управленче- ских решений; - оперативный контроль чрезвычайных ситуаций техно- генного и природного характера с целью эффективного плани- рования и своевременного про- ведения мероприятий по ликви- дации их последствий; - обеспечение информаци- ей ДЗЗ отечественных и зару- бежных потребителей на ком- мерческой основе; - научные исследования. Имеющиеся возможности наземного программного обе- спечения позволяют получить синтезированное цветное изо- бражение с высоким простран- ственным разрешением. В составе КА успешно эксплуа- тируются также научные аппарату- ры «Памела» и «Арина». Научная аппаратура «Памела», создан- ная итальянским Национальным институтом ядерной физики со- вместно с МИФИ, предназначена для решения фундаментальных проблем в областях космологии, физики космических лучей, фи- зики гелиосферы и околоземного космического пространства НА «Памела» - это уникальный по своим возможностям научный ин- струмент. Статистика зарегистри- рованных аппаратурой «Памела» частиц уже превысила статистику, полученную во всех предыдущих измерениях, вместе взятых. батарей < олн**чмая устроит гаа Агрегатный отсей Антенна бортового синхронизирующего координатмо-време иного Комплексная двигательная установка Антенна командно измерительной системы Приборный отсек Радиатор-о кладите л ь Антенна командно* блок определения координат <ветд Инфракрасный построитель местной аг рти на.’и Отсек ц»* левой аппаратуры Антенное устройство вькокосиоростно и радиолиний Оптино электронная аппаратура Гермоконт*йн<р НА «.ПАМЕЛА* (совместный проект Россия Италия} и^мгрительнои си€»емы Приборный г е рлм жонтг ине р Общий вид КА «Ресурс-ДК1». Эксплуатируется с 15 июня 2006 г по настоящее время Старт PH «Союз-У» с КА ~Ресурс-ДК1» № 1 443
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Схема наблюдения КА «Ресурс-ДК1» Вид Лондона. Фрагмент снимка, полученного с КА «Ресурс-ДК1» в 2007г. Вид Самары. Фрагмент снимка, полученного с КА «Ресурс-ДК1» в 2009 г. Научная аппаратура «Арина» предназначена для реги- страции высокоэнергичных электронов и протонов, их иден- тификации и выделения высокоэнергичных заряженных частиц - предвестников землетрясений - с целью экспе- риментального подтверждения возможности предсказания землетрясений. КК «Ресурс-ДК1» создан ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» совместно с широкой кооперацией предприятий-соис- полнителей (Красногорский механический завод, НПП «ОПТЭКС», НИИ ТП, НПО «Злак», РИРВ, НИИ КП, ЦНИИ «Электроприбор», ПО «Корпус», ИКИ РАН, РНИИ КП, «Са- турн», НПЦ «Полюс», КБ ХМ и др.) и в рамках Федеральной космической программы России. Создание КК «Ресурс-ДК1», имеющего целевые характе- ристики по разрешению, периодичности наблюдения, ширине полосы захвата, оперативности получения информации на уровне действующих зарубежных космических аппаратов, а по максимальной производительности превосходящего лю- бой одиночный КА, потребовало выработки целого ряда но- вых технических решений при разработке оптико-электрон- ной целевой аппаратуры, радиолинии передачи информации, обеспечения управления работой КА в орбитальном полете. Наиболее значимые факторы, которые определяют высокую производительность, качество информации КА «Ресурс-ДК1» и особенности управления его функциони- рованием, следующие: 444
Глава 6 Научная аппаратура «Памела» Основные характеристики НА «Памела» Регистрация высокоэнергетических частиц в диапазоне энергий - 0,08-300 ГэВ Объем научной информации за сутки -1—20 ГБ Габариты -1240х800x800 мм Масса-470 кг Энергопотребление -365 Вт - уникальные системы формирования, приема, преоб- разования и передачи целевой информации; - эффективная базовая конструкция обеспечивающе- го модуля, которая сегодня реализуется не только для КА «Ресурс-ДК1», но и для других КА; - пространственная прецизионная ориентация КА в за- данном произвольном положении на орбите; - высокоточное определение текущих параметров дви- жения центра масс КА бортовой системой спутниковой на- вигации; - организация прецизионного управления угловым дви- жением КА на маршрутах наблюдения, обеспечивающая ис- ключение «смаза» изображения; - эффективная наземная инфраструктура для управле- ния КА, получения, обработки и распространения информа- ции ДЗЗ. В рамках разработки КК «Ресурс-ДК1»созданы следую- щие высокоэффективные уникальные системы: 1. Оптико-электронная аппаратура «Геотон-Л1» (ОАО «Красногорский механический завод»), обладающая вы- сокими ПХ. В частности, по сравнению с современными космическими телескопами, устанавливаемыми на ком- мерческих КА ДЗЗ, эта аппаратура обеспечивает в 2-3 раза большую полосу захвата. Принятая в оптико-электрон- ной аппаратуре «Геотон-Л1» схема формирования узких спектральных диапазонов позволяет получать в узких спектральных (мультиспектральных) диапазонах такое же пространственное разрешение, как и в панхроматическом. Научная аппаратура «Арина» Основные хармтерястмнм НА «Арина- Регистрация и идентификация высокоэнергичных электронов в диапазоне энергий - 3-30 МэВ Регистрация и идентификация высокоэнергичных протонов в диапазоне энергий -3-100 МэВ Измерение углов прилета частиц - с точностью не хуже 10 ° Измерение энергии частиц - с точностью не хуже 15 % Суточный объем информации -8 МБ Масса-8кг Габариты-260x300x360 мм Энергопотребление-13,5 Вт Панхроматическая съемка может быть реализована двумя блоками ОЭП с соответствующими светофильтрами, в т.ч. при их одновременной работе. В основном это решение является обеспечением резервирования. Тем не менее, на практике в ряде случаев одновременная панхроматическая съемка двумя ОЭП оказывается очень полезной и предо- ставляет дополнительную информацию, например, о высо- тах объектов (облаков, высоких зданий и т.п.) либо о пере- мещении автомобилей, кораблей и т.п. 2. Система приема и преобразования информации «Сангур-1» (НПП «ОПТЭКС», в настоящее время филиал АО «РКЦ «Прогресс»), обладающая высокой внутренней информационной производительностью в 10,2 х 108 пиксе- лей в секунду, что соответствует приблизительно 1000 ква- дратных километров изображений в секунду. В реальном масштабе времени этот поток подвергается цифровой об- работке, коррекции, сжатию с использованием дифферен- циально-импульсной кодовой модуляции, упаковке и пере- дается в бортовое запоминающее устройство. В некотором смысле это эквивалентно одновременной работе несколь- ких сот цифровых видеокамер. И даже сегодня ни одна зарубежная космическая оптико-электронная аппаратура не достигла такой информационной производительности. Функционально комплекс оптико-электронной аппара- туры СППИ включает в себя подсистему приема изображе- ния, подсистему сжатия видеоинформации и подсистему управления. В качестве фотоприемников в фоточувствитель- ной зоне ОЭП используются бескорпусные фоточувстви- 445
История развития отечественных автоматических космических аппаратов тельные приборы с зарядовой связью «Круиз» - матрицы с временной задержкой и накоплением «Круиз» форма- том 128 х 1024 фоточувствительных элементов размером 9x9 мкм. ФПЗС «Круиз» разработан ГУП НПП «Электрон- Оптроник» (г. Санкт-Петербург) специально для применения в составе оптико-электронной аппаратуры наблюдения КА «Ресурс-ДК1». Конструкция фотозоны прибора позволяет осуществлять ступенчатую электронную регулировку чув- ствительности путем изменения числа шагов накопления из ряда: 128,64,32,16,8. Подсистема сжатия построена на основе идентичных многоканальных блоков сжатия. В блоках используется метод сжатия на основе дифференциально-импульсной кодовой модуляции Каждый блок сжатия обеспечивает многоканальное сжатие видеоинформации одновременно по 24 каналам и формирование выходных пакетов инфор- мации. Блок работает с 10-разрядными входными данными. Степень сжатия - от 2 до 10 раз. Сжатая видеоинформа- ция передается в схему формирования информационных пакетов, в которой также осуществляется обработка команд управления, формирования служебной информации. Под- система управления построена на базе современных вы- сокопроизводительных процессоров и осуществляет вза- имодействие как с внешней управляющей БЦВМ КА, так и с отдельными блоками оптико-электронной аппаратуры. Бортовая и наземная аппаратура высокоскоростной радиолинии связи (разработчик - НИИ ТП.) ВРЛ предна- значена для приема, запоминания на борту и передачи по радиоканалу на землю информации, поступающей в цифро- вой форме от целевой и научной аппаратуры КА. Бортовая аппаратура ВРЛ представляет собой функционально закон- ченный комплекс, состоящий из ряда подсистем: запомина- ющего устройства цифровой информации, радиотехниче- ского комплекса, подсистемы управления. ЗУЦИ принимает, записывает, хранит, воспроизводит и передает цифровую информацию в подсистему РТК. РТК в сеансах связи с НА производит считывание ЦП из ЗУЦИ, ее специальную обработку и передачу в радиоканал. ПУ обеспечивает взаимодействие БА с системами КА (СЭП, БКУ и т.д.), организует управление функциональными устройствами БА. Принятая функционально-конструктивная схема БА ВРЛ позволяет обеспечивать широкий спектр ре- жимов работы: - прием ЦИ по любому из четырех каналов, при этом каждый канал состоит из шести подканалов; - одновременный прием ЦИ по любому одному, любым двум, любым трем или по любым четырем каналам, при этом общее количество подканалов должно быть не более 18; - скорость потока ЦИ, поступающей по каждому каналу, до 1440 Мбит/с, скорость потока ЦИ по каждому подкана- лу - до 240 Мбит/с; - объем памяти для записи и хранения ЦИ составляет не менее 768 Гбит; - хранение ЦИ с гарантированной достоверностью до 10 суток; - передачу ЦИ по радиоканалу на наземный пункт при- ема информации со скоростями 75,150 и 300 Мбит/с; - одновременный прием, запись на хранение и передачу ЦИ на НКПОИ; - воспроизведение ранее записанной ЦИ; - передачу ЦИ последовательно на любое число станций. В случае необходимости переключение на резерв в БА ВРЛ производится средствами самой аппаратуры с помо- щью схемно-программных средств контроля и диагностики на подготовительном участке сеанса работы. Если заблоки- рован основной полукомплект прибора, то аппаратура на подготовительном участке включает в работу резервный полукомплект. Технические характеристики ВРЛ - один из факторов, определяющих высокую производительность КА. Указан- ные выше бортовые системы являются составными частями целевой аппаратуры - аппаратуры зондирования. Не менее важную роль в обеспечении целевого функционирования КА выполняет автоматизированная система управления. «Ресурс-ДК1» - это автоматический КА с высокой сте- пенью автономности, и хотя автоматизированная система управления КА реализована традиционно в виде бортового и наземного комплексов управления, связанных между собой командной радиолинией управления и радиолинией борто- вой телеметрической системы, распределение задач между ними построено на совершенно новых принципах. Являясь активным и динамичным элементом в системе зондирования, КА должен осуществлять наведение непо- средственно на район наблюдения аппаратуры зондирова- ния, получение, запоминание, предварительную обработку, привязку ко времени или координатам информации о зон- дируемом районе, обеспечивать передачу зафиксированной информации на приемные пункты на поверхности Земли. Другие компоненты системы зондирования Земли из кос- моса - наземный комплекс управления КА, наземный ком- плекс планирования, получения, обработки и распростране- ния информации. Такая структура зондирования позволяет структурировать, а значит, упростить задачу управления по- лучением целевой информации зондирования с КА ДЗЗ. Эта задача разбивается на задачу управления КА как носи- теля «полезной нагрузки» и задачу управления «полезной нагрузкой» КА - управления аппаратурой и самим процес- сом зондирования. Управление КА ДЗЗ во многом связано с принятым способом реализации «захвата» аппаратурой зондирования требуемых объектов, маршрутов, районов зондирования. При создании КА ДЗЗ в ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» детально разработан способ «захвата» объектов зондирова- ния по программе, хранящейся (передаваемой) на борту КА и включающей в себя географические координаты объектов, маршрутов, районов зондирования и ряд других технологи- ческих данных. Временную диаграмму работы бортового комплекса управления (БКУ) и его подсистем в обеспечение заданного НКУ в составе РП плана определяет по текущей навигационной информации БКУ. Потребные развороты КА 446
Глава 6 относительно центра масс определяются на борту КА по те- кущей навигационной информации от автономной спутни- ковой системы навигации. Этот способ «захвата» целей зондирования стимули- ровал появление и развитие средств автономной бортовой навигации КА и бортовых программных средств балли- стического обеспечения, благодаря чему определение ПДЦМ КА становится возможным с более высокой точно- стью и в любое необходимое время, а не только в момен- ты радиовидимости КА средствами НКУ. Это позволило, в свою очередь, повысить такие характеристики процесса зондирования, как разрешение на местности, производи- тельность, оперативность. Данный способ потребовал наличия на борту КА доволь- но больших вычислительных мощностей. При этом можно говорить о приобретении системой управления КА, по край- ней мере, двух структурных свойств систем искусственного интеллекта: наличия в бортовой математике модели внеш- ней среды и планирования работы системы, опираясь на данные этой модели. Чтобы управлять сложной технической системой, не- обходимо знать ее текущее и прошедшее состояние и иметь возможность предвидения (прогнозирования) ее состоя- ния на заданные моменты времени. Для этого необходимо иметь информацию о состоянии элементов системы и той среды, в которой происходит ее функционирование, а так- же модели функционирования системы во взаимодействии с окружающей средой. В настоящее время эта информация и модели содержат- ся в памяти бортовых цифровых вычислительных машин, входящих в состав БКУ. Эти модели являются базой для вы- работки различных решений с целью воздействия на подси- стемы для обеспечения целевого функционирования. Распределение задач между НКУ и БКУ начало склады- ваться в то время, когда вычислительные средства, обеспе- чивающие обработку измерений траекторных параметров и телеметрической информации со своими характеристи- ками, могли быть размещены только на наземных пунктах НКУ, а бортовая часть системы управления должна была быть достаточно простой. БКУ современных высокопроизводительных КА ДЗЗ оснащаются БЦВМ или локальной сетью таких машин - бор- товыми вычислительными системами, что позволяет про- водить сложную логическую обработку данных, полученных на борту КА. Это позволило при создании КА «Ресурс-ДК1» зна- чительную часть задач, решаемых первоначально на НКУ, перенести на БКУ. В частности, это относится к задачам на- вигации, контроля состояния БА и работы систем КА, диа- гностики отказов БА, переключения в случае отказов БА на резервные контуры управления и аппаратуру. По мере совершенствования БВС и бортового про- граммного обеспечения все большая часть задач по управ- лению работой КА проводится в автоматическом режиме БКУ КА. Наличие автономной системы навигации, бортового планирования, контрольно-диагностического и баллистико- навигационного обеспечения позволяет повысить автоном- ность полета КА до нескольких суток с сохранением высокой производительности целевых работ. Таким образом, в настоящее время КА зондирования разработки РКЦ «Прогресс» представляет собой достаточно высокоинтеллектуальный автономный аппарат, работающий без вмешательства с Земли при штатном функционирова- нии систем и нуждающийся только в оперативном задании в принятой форме перечня зондируемых целей. При штатной работе КА зондирования НКУ осуществляет контроль его работы, необходимый по соображениям без- опасности и охраны окружающей среды, а также в основ- ном для управления КА в нештатных ситуациях, т.к. вычис- лительные и программные средства пока не обеспечивают принятия решения во всех (непредвиденных и недостаточно формализованных) случаях. Роль ИСК как активного элемента системы зондиро- вания стала возрастать по мере повышения оперативности в получении результатов зондирования. Появилась обратная связь по качеству и количеству полученных результатов зон- дирования, которая позволяет оперативно корректировать программы наблюдений. Роль обратной связи усилилась после появления оптико-электронных систем зондирования с передачей информации на Землю в масштабе времени, близком к реальному. КА «Ресурс-ДК1» работает на орбите более 9 лет и более чем в 3 раза превысил срок своего гарантийного существо- вания. За период работы КА был получен большой объем высокодетальной информации ДЗЗ по территории Россий- ской Федерации, Западной и Восточной Европы, отдельным районам Азии и Америки. Всего отснято более 83 млн км2 земной поверхности. В настоящее время с КА продолжает поступать ценная научная информация с аппаратуры «Ари- на» и «Памела». Целевое использование КА «Ресурс-ДК1» осуществлял Оператор - Научный центр оперативного мониторинга Зем- ли ОАО «Российские космические системы». Детальная информация о земной поверхности, полученная с КА, ис- пользуется для решения широчайшего спектра социально- экономических задач российских ведомств и организаций, а также в интересах коммерческих потребителей. Данные с КА «Ресурс-ДК1» использовались спасателями МЧС при ликвидации последствий природных и техногенных катастроф (мониторинг развития и последствий речных наводнений на реке Зея, в Амурской области, мониторинг развития и последствий пожаров в Рязанской области, Ха- баровском крае, Якутии, мониторинг района калийного руд- ника в г. Березняки Пермского края и др.). В Роскартографии на основе полученных снимков были обновлены карты территории Российской Федерации. Администрация Московской области широко использовала материалы для мониторинга состояния действующих поли- гонов бытовых отходов и выявления несанкционированных свалок. Рослесхоз использовал информацию для контроля 447
История развития отечественных автоматических космических аппаратов незаконных вырубок леса, особенно на Дальнем Востоке, и в целях проведения государственной инвентаризации лесов. Минтранс России отслеживал по снимкам строительство и эксплуатацию автомобильных и железных дорог и мостов, состояние аэродромной сети России и других объектов. Информация с «Ресурс-ДК1» использовалась и в международных проектах в рамках Диалога Россия - ЕС по космосу: - ZAPAS (Оценка и мониторинг лесных ресурсов в рам- ках Диалога EC-Россия в области космоса), 2011-2014 гг.; - MAIRES (Мониторинг материкового и морского льда Арктики с использованием российских и европейских спут- ников), 2011-2014 гг.; - DAMOCLES (Развитие возможностей моделирования и средств наблюдения для долговременного изучения окру- жающей среды Арктики), 2006-2009 гг.; - IRIS (Иркутская региональная информационная систе- ма для защиты окружающей среды), 2006-2008 гг. За 8 лет работы научной аппаратурой «Памела», уста- новленной на КА «Ресурс-ДК», передано на Землю более 30 ТБ научных данных, зарегистрировано более 4 млрд на- учных событий. За годы работы на орбите были получены революционные данные о фундаментальных процессах в Галактике, ставшие всемирно известными и потребовав- шие пересмотра существующих представлений о генерации и распространении высокоэнергичных частиц. Практически впервые в мире получены экспериментальные результаты по проблеме существования частиц темной материи. АЯ.Кмрнмш, ЯЯЛхметс£. MI.i4huiokx£, А.Ъ.Сторож, Н. Я. Стрсиптрлатоъ АО «РКЦ «Прогресс» ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «РЕСУРС-П» 25 июня 2013 г. с космодрома Байконур состоялся за- пуск КА «Ресурс-П» № 1, разработанного и изготовленного в Государственном научно-производственном ракетно- космическом центре «ЦСКБ-Прогресс» (ныне АО «РКЦ «Прогресс»). Выведение КА «Ресурс-П» № 1 на орбиту осуществлено ракетой-носителем «Союз-2-1б», также раз- работанной и изготовленной Центром. 26 декабря 2014 г. состоялся успешный запуск КА «Ресурс-П» № 2. Достиг- нутые высокие тактико-технические характеристики КА «Ресурс-ДК1», запущенного в июне 2006 г., а также соз- данный в Центре и на смежных предприятиях значительный технологический задел предопределили в значительной степени победу Центра в конкурсе Роскосмоса на создание космической системы «Ресурс-П», в состав которой долж- ны войти три космических аппарата. Разработка космических аппаратов системы «Ресурс-П» базируется как на конструктивно-аппаратном заделе КА «Ресурс-ДК1», так и на позитивных результатах специаль- Устаноака ракеты-носителя «Союз-2» с КА «Ресурс-П» на стартовый стоп 448
Глава 6 ных проектных наработок по повы- шению его целевых и технических характеристик в следующих основ- ных направлениях. - обеспечение разрешения 1 м в панхроматическом диапазоне и 3-4 м в узких спектральных диа- пазонах при полете КА на околокру- говой солнечно-синхронной орбите высотой Н = 475 км; - увеличение количества узких спектральных диапазонов с трех до пяти и количества одновременно снимаемых спектральных диапазо- нов с трех до шести; - обеспечение ширины полосы захвата до 38 км; - обеспечение гиперспектраль- ной съемки; - обеспечение привязки сним- ков с точностью до 15 м; - увеличение срока активного существования КА с 3 до 5 лет; - введение режимов стереосъемки, съемки площадок, расширение возможностей азимутальной съемки и ряд дру- гих характеристик. КА «Ресурс-П» и космическая система в целом предна- значены для высокодетального, детального широкополос- ного и гиперспектрального оптико-электронного наблюде- ния поверхности Земли, для чего на борту КА установлено три типа съемочной аппаратуры. Первый тип аппаратуры - оптико-электронная аппа- ратура «Геотон-Л1»с системой приема и преобразования информации «Сангур-1У», которая обеспечивает высо- кодетальную съемку земной поверхности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Второй тип - ком- плекс широкозахватной мультиспектральной аппаратуры, предназначенной для проведения дистанционной оптико- электронной съемки земной и водной поверхности в пан- хроматическом и мультиспектральном диапазонах спектра. КШМСА представляет собой моноблок, состоящий из ши- рокозахватной мультиспектральной аппаратуры высокого разрешения КШМСА-ВР и широкозахватной мультиспек- тральной аппаратуры среднего разрешения КШМСА-СР. Обе камеры состоят из одинаковых электронных блоков и отличаются объективами, которые изготовлены специально для КА «Ресурс-П». Каждая камера обеспечивает съемку в панхроматическом и пяти узких мультиспектральных диапа- зонах. Работа камер может осуществляться как вместе, так и автономно. Третий тип - гиперспектральная аппаратура, предназначенная для получения информации о распреде- лении поля спектральной энергетической яркости Земли в 255 узких спектральных каналах видимого и ближнего инфракрасного диапазона. Информация, получаемая ГСА, используется для решения широкого круга задач в интересах Структура фокальной плоскости КА «Ресурс-П» «Ресурс-ДК1» « Сан гур-1» Формирование спектральных каналов в ОЭА «Ресурс-ДК1» и «Ресурс-П» потребителей: экологический мониторинг; сельское, лесное, водное хозяйство; Госнаркоконтроль. Для КА «Ресурс-П» принципиально изменена схема по- лучения панхроматического и мультиспектральных изобра- жений: разработаны два типа матриц приборов с зарядовой связью, работающих в режиме временной задержки и нако- пления: панхроматические и мультиспектральные. Для обеспечения высоких потребительских и точностных свойств информации в состав бортового комплекса введена аппаратура сбора служебной информации. Принципиально новой технологией, реализованной на КА «Ресурс-П», стало применение высокоскоростных оптико-волоконных линий передачи видеоинформации от всей оптико-электронной аппаратуры в бортовое запоминающее устройство. Это су- щественно уменьшило массу кабельной сети и повысило качество изображения. Электронная составляющая аппара- туры всех оптико-электронных систем ДЗЗ, установленных на КА, разработана и изготовлена в Центре и его филиале НПП «ОПТЭКС». Центр является головным разработчиком не только КА и указанной выше оптико-электронной аппаратуры, но и си- стемы управления, системы управления движением, спутни- ковой системы навигации, бортового программного обеспе- чения, сквозного тракта получения и доставки информации. Параметры рабочей орбиты обеспечивают беспропуск- ное покрытие полосой обзора одиночного КА (950 км с вы- соты 475 км) районов земной поверхности в широтном по- ясе от 80° ю.ш. до 80° с.ш. с периодичностью не более трех суток. Периодичность покрытия районов земной поверхно- сти полосами обзора двух КА ОГ - не более двух суток. Следует отметить, что наряду с основными целевыми задачами КА «Ресурс-П» № 2 выполняет функции орби- тальной платформы - носителя инструментальных средств для проведения фундаментальных научных исследова- ний. Это научная аппаратура «Нуклон» (головная научная 449
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Ресурс-П», подготовленный к установке на ракету-носитель организация - Научно-исследовательский институт ядер- ной физики имени ДВ.Скобельцина Московского государ- ственного университета им. М.В.Ломоносова). Аппаратура предназначена для проведения космического эксперимента по исследованию космических лучей высоких энергий и их химического состава. В процессе эксплуатации комплекс НА «Нуклон» за- регистрировал галактические космические лучи с энерги- ей от 1011 до 10’4 эВ. В составе галактических космических лучей специалисты НИИЯФ МГУ обнаружили наиболее распространенные ядра: водорода, гелия, углерода, азота, кислорода. Зная основные характеристики галактических космических лучей, можно построить модель нашей Галак- тики для изучения ее объектов, например, нейтронных звезд и сверхновых. Также с помощью этой модели осуществля- ется целенаправленный поиск факта существования анти- материи и темной материи. Ожидается, что эксперимент «Нуклон» увеличит общемировую статистику, собранную за предыдущие 50 лет исследований, как минимум в 2 раза. На КА установлен бортовой радиотехнический комплекс автоматической идентификационной системы судов, предна- значенный для информационного обеспечения задач по по- вышению безопасности эксплуатации морских и речных судов. Структура процессов управления КА связана в основном с принятыми методами наведения оси целевой аппаратуры на объект зондирования и ее стабилизации в процессе экспони- рования. Для КА «Ресурс-П» принят программно-координат- ный метод управления. Этот метод, внедренный в практику в 1970-1980 гг., постоянно развивается и совершенствуется. Общий вид КА ДЗЗ «Ресурс-П» 450
Глава 6 Табл. 1 Фактические начальные параметры рабочих орбит КА «Ресурс-П» Параметры орбиты КА «Ресурс-П» № 1 КА «Ресурс-П» № 2 Наклонение плоскости орбиты к плоскости экватора, град. 97,275 97,291 Драконический период обращения, мин 93,97 93,99 Минимальная высота, км 468,4 467 Максимальная высота, км 486,7 500 Средняя высота, км 477,5 483,5 Межвитковый интервал, град. 23,49 23,50 Суточное смещение трассы полета, град. 7,62 7,54 Смещение трассы через трое суток в западном направлении, град. 0,63 0,87 Местное среднее солнечное время прохождения нисходящего узла орбиты, ч.мин 10.22 11.49 Табл. 2 Наиболее значимые требования, которые определяют особенности КА «Ресурс-П» при решении целевой задачи, методы и средства их реализации Требования Методы реализации Средства реализации Необходимость в точном наведении КА на цель при высокоинформативном зондиро- вании оперативно задаваемого множества целей, произвольно расположенных относи- тельно трассы полета Программно-координатный метод управ- ления Бортовые алгоритмы автономного управ- ления Бортовая вычислительная система. Высокоточные измерительные средства, спутниковая система навигации (GPS, ГЛОНАС) Необходимость быстрого и точного перена- целивания со скоростями до 2 угл. град./с в сеансе наблюдения множества целей в обеспечение высокой производительности Автономное формирование в БКУ програм- мы управления прецизионным и высокодина- мичным угловым движением нежесткого КА Гиросиловая система управления угловым движением на базе шести гиродинов. Двухкомпонентная жидкостная корректирую- щая двигательная установка Необходимость исключения «смаза» изо- бражения целей в кадре при их экспониро- вании в обеспечение высокого потребного разрешения Прецизионное управление ориентацией КА БПО управления сдвигом изображения по кадру Прецизионные системы управления ориента- цией на базе измерителей, представленных в разделе по СУД «Ресурс-П» - это автоматические КА с высокой сте- пенью автономности. Поэтому управление космическими аппаратами, как сложной технической системой, требует знания следующих видов информации: - текущее состояние системы; - состояние системы в прошедшие моменты времени; - прогнозируемые состояния системы на заданные мо- менты времени; - изменения состояния элементов системы на интервале до заданного момента времени; - модели функционирования системы во взаимодей- ствии с окружающей средой на текущий момент и на про- гнозируемые интервалы времени. Автоматизированная система управления КА реализова- на традиционно в виде бортового и наземного комплексов управления, связанных между собой командной радиоли- нией управления и радиолинией бортовой телеметрической системы, но распределение задач управления полетом КА между БКУ и НКУ построено на принципах максимально возможной автономности и автоматизации управления средствами БКУ и характеризуется тем, что до 90 % этих задач приходится на долю БКУ. Передаваемые с НКУ рабочие программы включают в себя географические координаты объектов, маршрутов, районов зондирования и ряд других технологических дан- ных. Сложные виды зондирования, полномасштабную вре- менную программу работы бортовых систем для реализа- ции съемки заданной НКУ совокупности целей формирует уже БКУ по текущей навигационной информации, определя- емой бортовыми средствами. 451
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл, з Сравнительные характеристики методов управления наведения КА Методы управления наведением КА на цели Место формирования рабочей программы Используемые навигационные данные Возможности (особенности) методов управления Применимость для задач ДЗЗ из космоса Программно- временной НКУ с передачей РП по радиоканалу в БКУ с моментами включения и длительностью работы ЦА Наземные измерения и прогнозирование в НКУ параметров движения КА Значительные погрешно- сти наведения КА на цели и их «захвата» полем зрения ЦА Низкие оперативность и производительность Программно- координатный БКУ по исходным данным от НКУ (в составе РП по радиоканалу) в виде гео- графических координат целей Текущая навигационная информация на основе бортовых измеритель- ных и вычислительных средств с бортовыми алгоритмами балли- стико-навигационного обеспечения Обеспечены все текущие потребности по управле- нию ДЗЗ данного класса. БКУ обретает структурные свойства систем ис- кусственного интеллекта: наличие модели внешней среды и автономное планирование работы системы КА ДЗЗ высокой надеж- ности, оперативности и производительности Специализированная цифровая вычислительная машина «СЦВМ-5М» ВВС «Сапют-5М» Бортовая вычислительная система «Салют-5М» с бор- товым программным обеспечением является центральным управляющим элементом БКУ, решающим задачи взаимос- вязанного управления всех подсистем КА и целевой аппара- туры по критериям эффективности КА в целом. В связи с этим вычислительный процесс организован в виде совокуп- ности параллельных асинхронных процессов, а для обеспе- чения их мультипрограммной работы разработана специ- ализированная операционная система с соответствующей диспетчеризацией программных функций. Интеллектуальной основой БКУ является организую- щая система. В структуре ОС пять функциональных эле- ментов (подсистем), реализованных в виде совокупностей бортовых программ. Наличие трех автономных подсистем среднего уровня (бортовое планирование, контрольно-диа- гностическое и баллистико-навигационное обеспечение) обеспечивает требуемый уровень управления полетом КА, а функциональное наполнение этих подсистем определяет степень интеллектуализации процессов управления. Выбор объектов наблюдения, прием, обработка получа- емой с борта КА целевой информации, ее распространение Основные характеристики АСУ КА «Ресурс-П» Метод управления КА - программно-координатный Количество контрольно-измерительных пунктов, привлекаемых для управления в типовые сутки -1-2 Количество сеансов связи в сутки штатного функционирования КА - 2-3 Количество управляемых КА, одновременно функционирующих на орбите -доЗ Автономность управления КА: - по целевому контуру -7 сут. - по навигационному контуру - без ограничений - по контуру обеспечивающей аппаратуры ИСЗ - без ограничений Оперативность управления: - время от закладки РП до начала работы целевой аппаратуры -10 мин - время от момента принятия решения в НКУ до выдачи РП с управляющим воздействием - не более 1,5 ч осуществляется головным оператором - Научным центром оперативного мониторинга Земли (г. Москва). В НЦ ОМЗ реализован полный цикл обработки данных ДЗЗ, общепри- нятый в международной практике. В январе 2014 г. НЦ ОМЗ разработал «Отчет по резуль- татам сравнительного анализа характеристик и материалов наблюдения российского КК ДЗЗ «Ресурс-П» № 1 с зарубеж- ными аналогами», основные выводы которого следующие: «... 1. Материалы КК ДЗЗ «Ресурс-П» пригодны для решения широкого круга задач ДЗЗ, включая мониторинг землепользования, строительства, контроль чрезвычайных ситуаций после природных или техногенных катастроф и др. 2. Материалы КК ДЗЗ «Ресурс-П» № 1 после дополни- тельной обработки по изобразительным (дешифровочным) и информационным свойствам не только не уступают, а в от- дельных случаях, даже превосходят аналогичные материалы иностранных космических комплексов Pleiades и Ikonos». 452
Глава 6 Обобщенная структура БКУ КС «Ресурс-П» может обеспечивать передачу информа- ции более чем на 100 пунктов приема информации потре- бителей. В настоящее время наиболее активно информация принимается соответствующими пунктами в гг. Красноярск, Хабаровск, Новосибирск, Обнинск, а также пунктом приема и обработки информации АО «РКЦ «Прогресс» (г. Самара), проведена работа по организации приема в г. Ханое. Предполагается, что сеть пунктов приема будет рас- ширяться по мере наращивания ор- битальной группировки КС. Особенности формирования программ управления В процессе исследований динами- ки управления полетом КА определе- ны классы функционально подобных (но параметрически различающихся) угловых движений, совершаемых КА при выполнении целевых функций, которые соответствуют определенным этапам (участкам) его полета: - зондирование маршрутов съемки; - межмаршрутные интервалы; - зоны проведения маневров КА на орбите; - участки ориентирования панелей солнечных батарей на Солнце; - участки сброса целевой информации на пункты приема. Это позволило построить для каждого такого класса движений типовые программы управления функциониро- Расположение маршрутов на земной поверхности при реализации видов съемки 453
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Фрагмент программы управления угловым движением для реализации объектового и маршрутного режимов съемки Спутниковая система навигации Программное обеспечение Управление ССН - информацноная связь - управляющая связь Прогнози- рование параметров движения Формирование массивов навш ацпокнон информации (навигационная часть) Передача информации в наземный комплекс управление п контр оль БСКВУ параметр oi движения центр а масс Структурная схема ССН 454
Глава 6 Табл. 4 Погрешности определения параметров движения центра масс КА «Ресурс-ДК1» и «Ресурс-П» Тип КА Год оценки Погрешности определения координат - среднеквадратическая ошибка, м Погрешности прогноза координат на интервале 1 виток Примечание по радиусу и бинормали, м вдоль орбиты м «Ресурс-ДК1» 2006-2013 3-12 100 500 1224 навигационных КА, одна частота, сигнал пониженной точности «Ресурс-П» 2013 (начало ЛКИ) 1-3 20 100 24 навигационных КА, две частоты, сигнал высокой точности ванием КА, что упрощает решение проблемы их формиро- вания бортовыми средствами. На основе таких программ, формируемых бортовыми средствами КА «Ресурс-П» по текущим навигационным данным, осуществляются раз- личные режимы зондирования районов земной поверхности: - объектовый режим с размером кадра 38 х 38 км2; - многозональная съемка маршрутов протяженностью от 40 до 2000 км; - съемка площадок размером до 100 х 300 км; - съемка с произвольным азимутом; - стереосъемка, позволяющая получать данные о релье- фе местности, создавать трехмерные изображения и карто- графическую продукцию. Стереосъемка местности и съемка площадок - это режимы зондирования, которые отрабатываются БКУ как набор приве- денных выше более простых маршрутов. В качестве примера представлено расположение маршрутов на земной поверхности при реализации некоторых видов съемки. Из представленных графиков, характеризующих программы управления, видно, что должен реализоваться довольно широкий спектр угловых движений КА в инерциальном пространстве. Задача обхода совокупности объектов зондирования в одном сеансе наблюдения решается посредством формиро- вания в БКУ непрерывных программ управления угловым движением КА, которые позволяют отрабатывать заданный вектор «бега изображения» в кадре ЦА для исключения «сма- за» изображения, а также требуемое движение на межмарш- рутных интервалах, исходя из «мягких» (гладких) переходов между ними. Следует подчеркнуть, что организация эффек- тивных программно управляемых угловых движений КА ба- зируется на высокоточной текущей навигационной информа- ции, получаемой непосредственно бортовыми средствами. В составе КА «Ресурс-П» штатно эксплуатируется авто- номная спутниковая система навигации с использованием радионавигационного поля систем ГЛОНАСС и GPS. Она состоит из БПО, реализованного в БВС БКУ, и навигацион- ной части бортового синхронизирующего координатно-вре- менного устройства - БСКВУ (разработчик - Российский институт радионавигации и времени). Программа управле- ния ССН организует периодические включения БСКВУ для получения одномоментных навигационных определений (t, х, у, z, vx, уд), проведение статистической обработки этих результатов, формирование массивов навигационной ин- формации для прогнозирования. На КА «Ресурс-П» за счет использования бортовой мо- дели движения центра масс КА, учитывающей 8 полных чле- нов разложения геопотенциала, а также повышения точности навигационного поля ГЛОНАСС, погрешности определения параметров движения центра масс существенно лучше, чем на КА «Ресурс-ДК1». Система позволяет выполнять с необ- ходимой точностью задачи навигационного обеспечения как бортовых потребителей, так и потребителей наземной инфра- структуры с целью эксплуатации КА по целевому назначению без привлечения наземных измерительных средств. Система управления движением КА В процессе ее создания потребовалось решить ряд сложных научно-технических задач: - исследования динамики прецизионных гиросиловых СУД при наличии внешних и параметрических возмущений, непол- ном измерении параметров состояния и цифровом управле- нии силовыми гироскопами с учетом подвижности элементов конструкции КА на базе шести безупорных гиродинов; - синтез структуры и алгоритмов прецизионной стаби- лизации программного движения упруго-деформируемого КА с явной настройкой силового гироскопического ком- плекса для исключения его сингулярных состояний и «не- возбуждения» упругих колебаний КА; - аналитический синтез программы маршрутного угло- вого движения КА, а также движения на межмаршрутных интервалах с определением кватерниона ориентации A(t), векторов угловой скорости <o(t) и углового ускорения е(1) как явных функций на заданном интервале времени при краевых условиях общего вида (по А, ® и е) при «мягких» (гладких) переходах от межмаршрутного движения к движе- нию на маршруте; - создание методов калибровки бортовых изме- рительных средств СУД КА непосредственно в полете 455
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 5 Специализированные диагностические средства бортового комплекса управления Средства контроля и управления Особенности реализации в современных КА ДЗЗ Достигаемые свойства Система контроля и диагностики состояния бортовых средств Распределенная система в составе АСУ КА: - автономная часть в составе БКУ; - интерактивная часть в составе НКУ Высокая автономность принятия (на борту) управленческих решений в штатных условиях работы и по большинству АС из принятого каталога вероятных. Свойство восстанавли- ваемости в процессе эксплуатации Контуры «аварийной защиты» бортовых систем Программные (отдельные модули БПО БКУ) сигналы от БА на систему прерывания БВС Оперативность реагирования на АС в борто- вых средствах КА. Предотвращение развития АС. Сохранение штатных характеристик большинства бортовых средств. Возмож- ность оперативного выхода из АС Бортовые аппаратные средства с интеллекту- альными модулями БПО Встроенные аппаратно-программные элемен- ты контроля и анализа состояния БА Оперативность реагирования на АС в БА и системах БКУ. Предотвращение развития АС в системах КА. Сохранение работоспособ- ности бортовых систем и БА. Возможность оперативного восстановления работоспособ- ности систем. Структурный и функциональный резерв бортовой аппаратуры и систем БКУ Избыточность - физическая (структурная) в составе БА и функциональная - в составе бортовых систем Сохранение штатных характеристик борто- вых систем за счет управления структурной избыточностью или восстановление штатных функций систем и КА с допустимым измене- нием характеристик с целью уменьшения влияния на качество управляемых движений нестабильности положения их базовых осей, систематических и случайных ошибок и ряд других ис- следований; - разработка алгоритмов бесплатформенной инерци- альной системы определения ориентации на базе датчиков угловой скорости (ИУС ВОА, БИУС ВОА) и блоков определе- ния координат звезд (БОКЗ-М60); - разработка безрасходного (без затрат рабочего тела) способа приведения КА в ориентированное положение с использованием магнитной системы сброса кинетического момента и силового гироскопического комплекса. Решение этих задач обусловило создание или модерни- зацию соответствующих технических средств - измеритель- ных и силовых структурных элементов СУД. В составе СУД используются: - четыре блока определения координат звезд - БОКЗ-М60; - два инфракрасных построители местной вертикали - ИКАПМВ301К; - блок измерителей угловой скорости волоконно-опти- ческий - БИУС ВОА; - многофункциональный программируемый контролер -МПК; - измеритель угловой скорости волоконно-оптический с акселерометрами - ИУС ВОА; - шесть СГК в качестве основных исполнительных орга- нов, магнитная система сброса накопленного кинетического момента - ССКМ; - функционально - бортовое программное обеспече- ние СУД в специализированной бортовой вычислительной машине; - жидкостные реактивные двигатели малой тяги - ЖРДМТиКДУ. Необходимо обеспечивать высокую динамику КА при отклонениях оси визирования от трассы, при переходе к азимутальной съемке в широком диапазоне углов, при реализации стереомаршрута и площадочной съемке. Ана- лиз этих задач показал их выполнимость при существенном увеличении по сравнению с КА «Ресурс-ДК1»размеров об- ласти вариации кинетического момента гиросиловой систе- мы управления. Это было обеспечено с помощью измене- ния кинетического момента гиророторагиродина (250 Н м с вместо 94 Н м с) и увеличения количества гиродинов в ги- росиловой системе (шесть гиродинов вместо четырех). Ре- зультаты расчетов определили схему установки гиродинов: система из трех коллинеарных групп с двумя гиродинами в группе. Оси трех коллинеарных групп расположены по конусу вокруг оси Y с шагом 120°, при этом оси двух групп расположены симметрично относительно плоскости YZ. Угол полураствора конуса равен 30°. Такой выбор позволил обеспечить угловое ускорение КА требуемого уровня. Требуемое значение управляющего момента рассчиты- вается в виде суммы трех составляющих, из которых одна представляет собой программное значение управляющего момента, вторая соответствует реализации управления по отклонению измерений по углу и угловой скорости от про- граммных значений, а третья учитывает реакцию суммарно- 456
Глава 6 Табл. 6 Возможности контура «аварийной защиты» Допустимые состояния КА Особенности функционирования Характер причин и последствий Принятые решения по реанимации Ориентированный дежурный полет Сохраняются ориентация КА, сеансы связи с НКУ, перекладки панелей солнечных батарей Причины АС локализованы бортовыми средствами контроля, а их последствия определены. Целевые задачи не выполняются БКУ в обеспечение оперативно- сти и автономности управления. НКУ в качестве органа контроля и дополнительного анализа АС Неориентированный полет Сохраняются сеансы связи с НКУ Причины и возможные по- следствия угрожают работоспо- собности КА или неоднозначны в рамках принятой модели контроля (искажение данных в ОЗУ CUBM, потеря ориентации и стабилизации и др.) НКУ. БКУ - в части реализации программы реанимации из НКУ го кинетического момента корпуса аппарата с гиросиловой системой на угловую скорость КА. Точностные и динамические характеристики СУД: - максимальная угловая скорость вращения КА - 2,0 град./с; - угловое ускорение вращения КА - 0,15 град./с2; - точность ориентации по углу: • при работе СпА - ±2 угл. мин (Р = 0,96); • вне работы СпА - ±6 угл. мин (Р = 0,96); - точность стабилизации по скорости - 0,005 град./с (Р=0,96); - точность выдачи импульса тяги: • по направлению - ±2 °; • по модулю - ±0,3 м/с. Контроль работоспособности, выявление аномальных ситуаций и их диагностика являются необходимыми эле- ментами при организации управления КА. Поэтому БКУ ха- рактеризуется наличием в его составе специализированных диагностических средств. Разработаны методы логико-динамического модели- рования управляемых механических систем с возможным нарушением структуры, критерии функционального диагно- стирования состояния, методы принятия решения об отказе, приемы блокирования развития аварийной ситуации и по- следующей реконфигурации управления. Широко используются также функциональные и тесто- вые методы контроля работоспособности и технического диагностирования. Методы бортового функционального контроля отличаются тем, что практически все они реа- лизованы программными средствами. Программы кон- троля работают в фоновом режиме, не мешая штатным алгоритмам. Основой многих из них служат эталонные математические модели контуров или процессов управле- ния, тщательно отработанные в наземных условиях, в т.ч. при имитационном моделировании функционирования систем. Для тех аварийных отказов, которые могут иницииро- вать отказы других систем и элементов, а также нарушения координации работы элементов, эффективным инструмен- том является т.н. контур «аварийной защиты». Основная функция этого контура - перевод систем БКУ и КА в некоторые допустимые состояния, в которых КА мо- жет находиться достаточно длительное время. При этом возможно возобновление работы КА после устранения ано- мальной ситуации: в первом случае - бортовыми средства- ми, а во втором - только с помощью наземных средств. Бортовые модели реагирования на список аварийных ситуаций содержатся в бортовом программном обеспече- нии БКУ. Реализация функции принятия большинства управ- ленческих решений автономна на борту КА как в штатных, так и в нештатных ситуациях, резко улучшает временные характеристики процессов восстановления работоспособ- ности КА, что позволяет исследовать и создавать целевую аппаратуру и бортовые обеспечивающие средства КА как восстанавливаемые в процессе эксплуатации системы. Особое место в этом плане занимает проблема обеспе- чения надежной работоспособности КА и его систем в ус- ловиях воздействия факторов космического пространства. В первую очередь, это воздействие тяжелых заряженных частиц и высокоэнергетических протонов КП на БА КА. Широкое применение импортной электронной компо- нентной базы с высокой степенью интеграции, но в испол- нении Industrial, в аппаратуре КА и полет КА на высокой око- лоземной орбите делают при разработке аппаратуры и КА в целом вопросы обеспечения надежной работоспособности ЭКБ в условиях воздействия факторов КП крайне актуаль- ными. Это усугубляется еще и тем, что закупка импортной ЭКБ в исполнении Military или Space, как правило, требует существенно больше времени на ее приобретение и стои- мость этой ЭКБ существенно выше, чем ЭКБ типа Industrial, как минимум на порядок. В этом плане Центром совместно с кооперацией выпол- нен большой объем работ, прежде всего научно-методиче- ского и расчетно-экспериментального характера: - с привлечением ведущих специалистов испытательных центров(ОАО«ЭНПОСПЭЛС»,ФГУП«НИИП»),организаций 457
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 7 Методы восстановления работы КА Отказы Методы восстановления Особенности реализации Средства обнаружения отказов и диагностики Примечание Материальные части си- стем КА и их структурных элементов 1. На основе управления структурной избыточно- стью БА и ее элементов. 2. На основе управления функциональной избы- точностью систем, ввиду особенности построения БПО Программные модули в БПО с интеллекту- альными функциями диагностики и управления внутренними ресурсами Эталонные математиче- ские модели функцио- нирования систем и БА. Тестовые движения КА и их анализ. Модули БПО по управлению ресурсами систем. Специальная структура БПО Обеспечение реконфи- гурации управления и возможности автоном- ного выполнения ряда функций Ошибки в БПО БКУ КА На основе принципов замещения элементов БПО с выявленными ошибками на исправные Распределенная система контроля в БПО БКУ, включающая тесты аппаратной части и вы- являющая ошибки БПО Замена отказавших моду- лей БПО БКУ исправны- ми. ПрОЗУ, как частичная, так и полная замена отдельных программ БПО в ПЗУ БВС Специфика применения таких модулей определя- ется свойствами БВС БКУ, выбором структуры БПО, максимально полная отладка ядра БПО промышленности (ФГУП «ЦНИИмаш», НИИЯФ МГУ), а также разработчиков БА впервые были разработаны «Ме- тодические указания по обеспечению стойкости БА изделий разработки ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» к воздей- ствию ТЗЧ и ВЭП КП», содержащие требования по сбоеу- стойчивости и отказоустойчивости БА (часть 1) и методиче- ские указания по оценке и обеспечению сбоеустойчивости и отказоустойчивости БА (часть 2); - проведена консервативная (расчетная) оценка стойко- сти БА к воздействию ТЗЧ и ВЭП. С учетом результатов анализа выполнена необходимая экспериментальная отработка «критичных» ЭРИ и элек- тронных модулей, комплектующих БА, на стойкость к ТЗЧ и ВЭП. Испытания были проведены ИЦ ОАО «ЭНПО СПЭЛС» следующими методами: - на ускорителе протонов (ПИЯФ, г. Гатчина); - на ускорителе ионов У-400М (ОИЯИ, г. Дубна); - на лазерном имитаторе «ПИКО-3» или «Радон-9Ф» (ОАО «ЭНПО СПЭЛС», г. Москва), использовавшемся в ос- новном для проведения исследований живучести ЭРИ при возникновении тиристорного эффекта, и определения про- межутка времени, в течение которого сохраняется работо- способность ЭРИ в состоянии ТЭ. По результатам анализа выполнены различные виды до- работок или произведена замена нестойких «критичных» ЭРИ на радиационно-стойкие аналоги. В этой связи для БВС, учитывая ее особое место в БКУ, принято решение не огра- ничиваться указанными выше исследованиями и защитными мероприятиями. Временная потеря БВС ее работоспособно- сти может привести к очень тяжелым последствиям: - прекращению решения задачи управления движением КА относительно центра его масс и, соответственно, потере ориентации; - нарушению энергобаланса, т.к. конфигурация при- борно-аппаратурного состава КА и, соответственно, уровень энергопотребления от СЭП сохраняются соответствующими моменту потери БВС работоспособности; - «закрутке» КА с большими угловыми скоростями или изменению орбиты КА с непрогнозируемыми параметра- ми, если нарушение работоспособности БВС произошло на участке работы ЖРДМТ или КТД, т.к. будет формироваться постоянный управляющий момент или импульс тяги КТД не- ограниченной длительности. Это определило необходимость реализации на борту КА «Ресурс-П» возможности оперативного и достоверно- го распознавания факта возникновения временной поте- ри работоспособности БВС и последующего парирования возможных негативных последствий для КА: прекращение функционирования ЖРДМТ или КДУ, приводов СБ, снятие нагрузки с СЭП с последующим приведением КА в ориен- тированное положение, при котором будет гарантироваться выполнение энергобаланса и др. При этом для парирова- ния последствий ТЭ необходимо своевременно обесточить бортовую аппаратуру, в которой случился данный эффект, выдержать БА в обесточенном состоянии некоторое время, после чего ее работоспособность при повторном включении может быть восстановлена. Поэтому на КА «Ресурс-П» и других КА, создаваемых в Центре, в состав БКУ введен резервный контур системы ориентации, реализованный на базе управляющей вычисли- тельной системы разработки НИИ «Субмикрон», в составе цифровой вычислительной системы «БЦВМ-С» и дежур- ного командного устройства. В качестве факта, однозначно определяющего возможный отказ БВС, принята невыдача БВС контрольных сигналов или команд с допустимой пери- одичностью контроля. ДКУ имеет в своем составе трехканальный сторожевой таймер, интервал срабатывания которого составляет 4 с. Сброс сторожевого таймера в ДКУ осуществляется по факту получения из БВС с периодичностью 2-3 с управляющих сиг- налов, выполняющих роль контрольных сигналов. Общий сце- нарий использования РКСО выглядит следующим образом: - прекращение выдачи из БВС контрольных сигналов для сброса сторожевого таймера в ДКУ; 458
Глава 6 'Рабочая программа* с НКУ Общее БПО Бортовая ОС Драйверы устройств БВС С л е Орга ц и а л ь ризуютцая прогноз Программы планирования работы БКУ Г пдцм и целевой аппаратуры Б П О и с т е м а н^_^«шнввнвшаввввввмиармамнш11ввмвв Программы БПО контроля работоспособности КА, управления КА в нештатных ситуациях ПУУД Программы БНО информация управления сма зон" | ПДЦМ информация наведения целевой ahnapaiypui н о п о д е с Программы комплексного функционирования для решения функциональной задачи КА I I БПО определения ориентации БПО угловой стабилизации БПО управления и контроля БА аппаратура СУД Система управ пения движением БПО определения ПДЦМ БПО управления и контроля БА аппаратура БСКВУ Спутниковая система навигации БПО управления и контроля БА БПО управления и контроля БА аппара тура БСТ И Система телеметрических измерении лпплратур 1 зондирования Конплркс аппаратуры зондирования БНО - баллистико-навигационное обеспечение ПУУД - программа управления угловым движением Структура БПО БКУ - срабатывание сторожевого таймера и формирование ДКУ команд на обесточивание основного бортового состава КА, включая БВС; - включение БЦВМ-С; - включение БА и систем, задействованных в РКСО, для обеспечения ориентации КА в орбитальной системе координат. В состав резервного контура ориентации наряду с УВС входят приборы: - ИУС ВОА (БИУС ВОА) (используются в основном и ре- зервном контурах); - ИКПМВ 301К (дополнительный комплект); - МПК (используется в основном и резервном контурах) и БПО разработки Центра. Время приведения КА в ориентированное в ОСК поло- жение не превышает 50 мин, после чего гарантируется вы- полнение энергобаланса. По истечении времени (примерно трех суток), когда, по оценкам, в обесточенной БВС должна произойти компенсация воздействия факторов космическо- го пространства, будет штатно осуществляться возврат на работу с основным контуром управления. В целом проблема восстановления работоспособности декомпозируется на две частные проблемы: - восстановление функций отказавшей материальной части систем - БА; - парирование ошибок БПО БКУ и его систем. Восстановление функций отказавшей материальной ча- сти возможно различными методами. Во-первых, это мето- ды восстановления самой отказавшей БА (и ее элементов), которые базируются на известных принципах управления избыточностью. Во-вторых, это методы восстановления функций, выполняемых той или иной БА в составе систе- мы исходя из принципа структурной перестройки на основе функциональных возможностей бортовых средств. Конеч- но, при этом задача может решаться с некоторыми ограни- чениями. Особый интерес представляет задача восстановления «отказавшего» БПО БКУ и его систем. Одним из эффектив- ных инструментов для этого является исполнение в опера- тивной памяти БВС специальной программы - «програм- мы из оперативной памяти». Она создается в оперативном порядке для конкретных аномальных ситуаций разработ- чиками БПО на Земле и закладывается по командно-про- граммной радиолинии НКУ в ОЗУ БВС. ПрОЗУ исполняется «параллельно» с неверно работающей штатной бортовой программой. В момент выдачи ошибочных результатов из штатного БПО программы из ОЗУ подменяют неверный результат на правильный. При этом в штатном БПО пред- усматривается система анализа признаков наличия ПрОЗУ, которые засылаются по линии связи. Реализация метода репрограммирования ПЗУ, есте- ственно, повышает «живучесть» КА и обеспечивает практи- чески неограниченные возможности по модификации БПО в процессе эксплуатации. Данный подход требует опреде- ленной (специфической) организации вычислительного процесса, реализуемого бортовой операционной системой. 459
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Особенности обеспечения надежности БПО БКУ КА Структура БПО БКУ традиционно включает в себя два крупных блока программ: общее БПО и специальное БПО. Специальное БПО предназначено для реализации системных функций БКУ: оптимального или близкого к нему управления в системах КА по их частным критери- ям эффективности - это более двух десятков систем КА; комплексного взаимодействия систем КА для достижения высоких значений критериев функционирования КА ДЗЗ в целом (разрешающая способность, оперативность, про- изводительность и т.д.), т.е. БПО является системообразу- ющим элементом БКУ. Как известно, надежность бортовых программ любых технических средств обеспечивается в первую очередь построением их соответствующей структуры. Поэтому в структуре БПО БКУ КА «Ресурс-П» предусматривается формирование некоторого «ядра». Ядро - это ограничен- ная часть БПО, которая обеспечивает аварийную защиту, решение дежурных задач (тесты БВС, связь с НКУ, «слив» ТМ-информации и др.). В этой связи весьма важной явля- ется безошибочное функционирование группы программ, составляющих ядро. Именно ядру уделено максимальное внимание и на этапе разработки, и на этапе отладки в стрем- лении к максимально полной отладке всех вариантов его программ с помощью наземных средств. Следует отметить, что впервые именно в КА ДЗЗ раз- работки Центра были применены распределенные вычисли- тельные средства, входящие в состав почти каждой бортовой аппаратуры, взаимодействующие с центральной БВС. Это характерно и для КА «Ресурс-П». Следовательно, реализо- вана сеть БВС, что позволило повысить эффективность вы- полнения функциональных и целевых задач КА. КА «Ресурс-П» и КС в целом создаются в рамках Фе- деральной космической программы России совместно с широкой кооперацией российских предприятий-соисполнителей (ОАО «Красно- горский завод», филиал Центра НПП «Оп- тэкс», НИИ ТП, ЗАО НПО «Элак», ОАО «РИРВ», ИКИ РАН, ФГУП «РНИИ КП», ОАО «Сатурн», НПЦ «Полюс» и др.). Результаты функционирования КА «Ресурс-П» № 1 в целом и всех его систем и агре- гатов на этапе летно-конструкторских испытаний подтвердили высокую эффективность КА и вы- полнение требований технического задания за- казчика. КА «Ресурс-П» № 1 30 сентября 2013 г. по решению Государственной комиссии принят в штатную эксплуатацию. КА «Ресурс-П» № 2 в настоящее время завершил штатный цикл летно- конструкторских испытаний и 29 мая 2015 г. по решению Государственной комиссии принят в штатную эксплуатацию. КА «Ресурс-П» № 3 на- ходится в стадии изготовления. Планируемый срок подготовки КА к запуску - 2015 г. Д.Н.Кмришш, ?.К.4хмгто&, 'l.tl.HHuaaJcab, А.'Ъ.Сторож АО «РКЦ «Прогресс» КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО И ПРИКЛАДНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В процессе разработки космической техники постоянно имеется потребность апробирования в реальных условиях новых конструкционных материалов, приборов, агрегатов и целых систем, чтобы подтвердить их работоспособность при комплексном воздействии факторов космического полета. С другой стороны, необходимо знать характеристики среды, в которой происходят космические полеты. В связи с этим требуется всестороннее изучение космических лучей, рент- геновского и гамма-излучений, вариаций электрических полей и механизма их возникновения и т.д. Космические аппараты разработки ЦСКБ предоставляли и предоставляют уникальную возможность исследования поверхности и ат- мосферы Земли из космоса. В результате сформировались два направления: фундаментальное - исследование косми- ческого пространства и прикладное - исследование влияния космического пространства на КА. Универсальный автономный спутник «Наука», КА «Энергия» и «Эфир» Энергетические возможности ракеты-носителя 11А511У превышали потребности КА типа «Зенит». Этим обстоятель- ством удалось распорядиться творчески, использовав ре- 460
Глава 6 зерв выводимой массы и зоны полезного груза для создания попутных автономных спутников, предназначенных для проведе- ния широкого круга исследований и экспе- риментов в космосе по программам Ака- демии наук, промышленных предприятий, ученых и специалистов. Для обеспечения указанных работ в 1968 г. был создан универсальный авто- номный спутник «Наука», выводимый на орбиту совместно с космическим аппара- том «Зенит-2М» и позволяющий устанав- ливать различного рода аппаратуру науч- ного и прикладного характера. Головным разработчиком автономного спутника «На- ука» было определено ЦСКБ, изготовите- КА «Энергия» лем - завод «Прогресс». Спутник представлял собой герметичный контейнер с автономной системой отделения. Научная аппаратура мог- ла размещаться как внутри контейнера, так и снаружи, на его крышке. Состав научной аппаратуры мог принципиально изменяться в зависимости от целей и задач исследований, проводимых на каждом конкретном спутнике. Конструкция контейнера оказалась настолько удачной, что использова- лась на космических аппаратах «Бион» и «Фотон». Спутник имел системы телеметрического контроля, электропитания, поддержания теплового режима и управ- ления бортовой аппаратурой. Научная информация переда- валась на Землю по телеметрическому каналу. Масса спут- ника составляла 550-600 кг. После выполнения программы научных исследований автономный спутник отделялся от базового космического аппарата и сгорал в плотных слоях атмосферы. Создание автономного спутника «Наука» позволило провести достаточно сложные исследования и эксперимен- ты, получить уникальную научную информацию. Основные результаты исследований, проводимых в период с 1968 по 1975 г.: - впервые в мире получен спектр фона гамма-квантов с энергией от 30 МэВ до 2 ГэВ; - получено свыше 10000 стереофотографий, позволив- ших выявить зависимость темпов гамма-квантов от геогра- фической широты; - обнаружено несколько новых источников рентгенов- ского излучения с энергией от 2 до 30 КэВ; - впервые с КА найден источник жесткого рентгеновско- го излучения с угловыми размерами 2° х 15° В процессе летного эксперимента подтверждена эффек- тивность применения сканирующих приборов для поиска ло- кальных источников, получены новые данные по химическому составу космических лучей. Полученные данные позволили выявить регулярное изменение температуры, зоны теплового и холодного течений Мирового океана, зафиксировать зоны плавающих льдов Антарктиды, уточнить температуру матери- ковых льдов и структуру их поверхностного слоя. Проведена методика обнаружения зон облачных образований и осадков, необходимая для анализа синоптической обстановки над оке- аном и уточнения синоптических карт. Получено подтверж- дение перспектив использования радиодиапазона, особенно в комплексе с измерениями в инфракрасном диапазоне и с привлечением телевизионных изображений. Просмотрено 40 % небесной сферы. Изучен спектр галактических гамма- лучей, зарегистрировано более 10000 событий типа прохож- дения гамма-квантов; получены скорости счета гамма-кван- тов в экваториальной и высокоширотных областях; решен целый комплекс технических вопросов по использованию интегральных схем в условиях космического полета. По- добные эксперименты поставлены впервые в СССР. Изучены интенсивность и энергетический спектр гамма-излучения в области энергий 300-2000 МэВ. Эти данные использовались в мировой научной практике более 10 лет. Изучено тепловое радиоизлучение Земли и многое другое. Некоторые резуль- таты прикладных экспериментов приведены в разделах по конкретным КА ДЗЗ. Всего было осуществлено 44 успешных запуска автономных спутников «Наука». Развитие космической техники сделало возможным переход от косвенных методов исследования околоземного космического пространства к прямым, что открыло новый этап развития науки. Одним из основных вопросов астро- физики является проблема происхождения и распростране- ния космических лучей. Данные исследования относятся к разряду фундаментальных и сопряжены с немалыми труд- ностями. Одним из существенных факторов, влияющих на чистоту экспериментов, является атмосфера Земли, обере- гающая нас от пагубного влияния космического излучения, но и не позволяющая его научно обоснованно исследовать. Вынос экспериментов в космос существенно расширяет воз- можности научных исследований в этих областях науки. К созданию космических аппаратов для подобных ис- следований ЦСКБ приступило в 1969 г. разработкой двух космических аппаратов «Энергия». КА «Энергия» был предназначен для проведения научных исследований по следующим направлениям: 461
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Песчанка -участница эксперимента на КА «Бион» В СА был установлен большой фото- эмульсионный блок с ионизационным калориметром массой 1200 кг. Снаружи СА устанавливались 8 контейнеров науч- ной аппаратуры с ловушками метеорных частиц. КА совершал ориентируемый полет в течение шести суток. После по- лета прибор возвращался на Землю. По мнению специалистов, этого было вполне достаточно для набора статисти- ки на данном этапе исследований. Следующим этапом было создание космического аппарата «Эфир» со сро- ком активного существования 30 суток. Научная аппаратура представляла собой моноблок массой 2450 кг, состоящий из детекторов заряда, детектора энергии и блоков электроники. Научная инфор- мация передавалась на Землю по теле- метрическому каналу. Было запущено два космических аппарата «Эфир» (1984 г., 1986 г.), что позволило заре- гистрировать около 20000 первичных частиц с энергией больше 1 х 1012 эВ. Подобная информация в то время была получена впервые в мировой практике космических исследований. Исследова- КА «Бион» - изучение частиц сверхвысоких энергий (№ 1, № 2) и твердой составляющей межпланетной среды (№ 1) по про- грамме сотрудничества социалистических стран в области ния в области фундаментальных вопро- сов космоса в настоящее время (с сере- дины 2006 г.) продолжены и успешно реализуются в рамках международного проекта «Памела» на КА «Ресурс-ДК1» и «Нуклон» на КА «Ресурс-П» № 2. изучения космического пространства; - изучение ядерного взаимодействия частиц первичного космического излучения с энергией более 1012 эВ с ядрами эмульсии; - изучение химического состава частиц первичного кос- мического излучения (распределения по составу ядра) при энергиях более 1012 эВ; - изучение энергетического спектра частиц первичного космического излучения в области энергии более 1012 эВ; - изучение химического состава и физических свойств метеорных частиц. КА «Бион» Полет в космос Ю.АГагарина дал мощный толчок разви- тию пилотируемой космонавтики и научных исследований, связанных с космической деятельностью. Для этих целей ЦСКБ и завод «Прогресс» на конструктивно-аппаратурной базе КА типа «Зенит» создали КА «Бион», первый запуск которого состоялся в 1973 г., и КА «Фотон», первый номер которого был запущен в 1985 г. 462
Глава 6 С 1973 по 1997 г. запущено 11 космических аппаратов «Бион». В космосе побывали млекопитающие, земновод- ные. рыбы, рептилии, насекомые и многие другие. Все- го в программе использовались до 40 биообъектов, в т.ч. белые лабораторные крысы (КА «Бион» № 1-5, обезьяны (КА «Бион» №6-11). Исследования на млекопитающих проводились в соот- ветствии с требованиями национального законодательства по содержанию животных и гуманному обращению с ними, а также в соответствии с рекомендациями Всемирной орга- низации здравоохранения и Хельсинской конвенции. Экспе- риментальные иеследования на КА «Бион» № 11 готовились и проводились под дополнительным контролем комиссии по биомедицинской этике ННЦ РФ ИМБП и комиссии Эйм- ского исследовательского центра НАСА по содержанию жи- вотных. Программа научных исследований на КА «Бион» № 1 и № 2 была сугубо национальной. Начиная с полета КА «Бион» № 3 к участию в реализации научной программы с правом проведения как совместных, так и самостоятель- ных экспериментов были приглашены ученые США, Чехос- ловакии, Польши, Болгарии, Венгрии, Румынии, Германии, Франции, Канады, Китая. Созданию биоспутников предшествовал значительный период разработки общих принципов подготовки и прове- дения летных экспериментов с животными. Выбор белых лабораторных крыс в качестве основных биообъектов был сделан после проведения специальных лабораторных ис- следований, направленных на изучение биологических, био- метрических, физиологических характеристик указанных животных. Отработаны общая методология и конкретные способы проведения полетных и контрольных наземных экспериментов. Разработана процедура отбора животных и их тренировки к полету на космическом аппарате. Составлен рацион кормления животных в полете. Обоснованы прин- ципы создания систем содержания и жизнеобеспечения животных, спроектирована и изготовлена соответствующая аппаратура. Разработаны методики регистрации физио- логических параметров и контроля состояния организма животных в полете. Все это обеспечило чистоту и высокую надежность экспериментов, повторяемость результатов от полета к полету, возможность дифференцировать эффекты невесомости от других факторов, сопутствующих космиче- скому полету. Заимствование ряда конструктивных элементов и си- стем позволило создать космический комплекс с мини- мальными затратами и с высокой степенью надежности. Но размещение в СА живых существ, необходимость создания для них комфортной среды обитания, особенности условий эксплуатации потребовали решения целого ряда научных и технических проблем. Сложную задачу представляло создание космического аппарата с объемно-габаритными и массо-центровочными характеристиками, соответствую- щими типоразмеру существующих КА при меняющемся со- ставе научной аппаратуры и требований к ее размещению. Были предъявлены более жесткие требования по под- держанию нормального давления внутри спускаемого ап- парата, поэтому его корпус изготавливался по специальной технологии, обеспечивающей высокую степень герметич- ности. При разработке КА «Бион» впервые была решена теоретически и внедрена на практике задача длительного неориентированного полета космического аппарата. Использование новых способов исследований опреде- лило необходимость тщательной проверки ожидаемых от комплекса технических характеристик, что привело как к отработке и испытаниям составных частей комплекса, так и к проведению комплексных межведомственных испыта- ний с использованием научной аппаратуры и животных. Для проведения всего комплекса наземной отработки потребовалось создать 17 экспериментальных установок. Правильность принятых технических решений проверялась при копровых, биотехнических, вертолетных и других видах испытаний. Разработанная и внедренная методология отра- ботки космических аппаратов обусловила высокую надеж- ность и положительные результаты летных испытаний. Принципиальной методологической особенностью про- граммы «Бион» явилось проведение в наземных условиях т.н. синхронных экспериментов, осуществляемых в макетах биоспутников одновременно с полетом. Имитировались все физиологически значимые факторы космического поле- та, за исключением невесомости. Это позволило провести тщательный сравнительный анализ состояния животных и на этой основе сделать аргументированный вывод о влия- нии невесомости на процессы жизнедеятельности Новым в программе «Бион» стало также проведение первого этапа послеполетных исследований непосредствен- но на месте приземления в специально созданных полевых лабораториях. Это давало возможность уже через три-пять часов после приземления получать достоверные результа- ты, что являлось очень важным моментом для дифферен- цировки изменений в организме животных, обусловленных, с одной стороны, влиянием невесомости, с другой - влия- нием таких стрессовых факторов, как спуск с орбиты, при- земление и последующая адаптация к земной гравитации. После доставки биообъектов в Москву исследования продолжались в научных лабораториях. Их длительность на крысах составляла 25 суток, на обезьянах - в среднем 105 суток. Процесс обработки и анализа полученных резуль- татов занимал около года. Полет КА «Бион» № 2 был посвящен решению вопросов радиационной безопасности. Ученых всегда интересовал вопрос, каким образом будут развиваться события, если космонавт получит повышенную дозу радиации. Подобная ситуация может произойти, например, от вспышки на Солн- це. Не начнется ли спонтанное развитие лучевой болезни, способное привести к гибели экипажа? Для изучения комбинированного воздействия неве- сомости и радиации на борту КА был установлен источник гамма-излучения. По команде с Земли было проведено строго дозированное облучение млекопитающих и других 463
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Центрифуга, установленная на КА «Бион» N- 4 биообъектов. Облучатель располагался в верхней части спу- скаемого аппарата таким образом, что 25 крыс находились в зоне облучения, а 10 животных (контрольных) были вне пучка излучения. Эксперимент прошел в соответствии с за- данной программой. Одна из фундаментальных проблем космонавтики - использование искусственной силы тяжести в качестве про- филактического средства, снимающего отрицательное вли- яние невесомости. Исследованию этой проблемы были по- священы полеты космических аппаратов «Бион» № 3 и № 4. На КА «Бион» № 3 впервые в практике космических полетов была установлена биологическая центрифуга с че- репахами, насекомыми, семенами, микроорганизмами. На- боры вращаемых и неподвижных биообъектов были иден- тичными. Вращение центрифуги обеспечивало создание искусственной силы тяжести величиной 1 g на окружности радиусом 330 мм. На КА «Бион» № 4 были установлены две большие цен- трифуги, где в качестве основных биообъектов находились белые крысы. В процессе полета животные получали пищу, воду, клетки вентилировались, освещались, с животных сни- малась телеметрическая информация. Установка на борту КА двух тяжелых центрифуг представляла собой довольно научной аппаратуры и космического аппарата новые научные и технические задачи. Все проблемы были решены, что позволило про- вести шесть успешных запусков КА «Бион» с обезья- нами на борту. Программы полета были выполнены полностью. Все животные живыми и здоровыми возвращались на Землю и поступали в научные ла- боратории для дальнейших наземных исследований. Результаты научных исследований, полученные на космических аппаратах «Бион», настолько обшир- ны, что все их невозможно даже просто перечислить в рамках данного раздела. Поэтому в настоящих материалах приводятся лишь некоторые научные и прикладные итоги выполнения программы «Бион». Прежде всего, необходимо отметить, что не- весомость не приводила к появлению каких-либо отчетливых патологических, необратимых структурных или функциональных изменений в органах и физиологических системах организма. Вместе с тем обнаружены многочис- ленные функциональные изменения, свидетельствующие о развитии в невесомости адаптивных процессов к усло- виям жизни без статических нагрузок на организм. Эти изменения можно рассматривать как развитие синдрома детренированности организма. В первую очередь это каса- ется таких систем, как мышечная, скелетная, сердечно-со- судистая и нейроэндокринная. В мышечной системе под влиянием невесомости про- исходит уменьшение массы скелетных мышц и площади поперечного сечения мышечных волокон, снижение силы сокращений и работоспособности мышц и др. Указанные изменения обнаруживались преимущественно в антиграви- тационной мускулатуре - в т.н. медленных мышечных во- локнах. В костной системе наиболее выраженные изменения обнаружены в костях, несущих наибольшую весовую нагруз- ку на Земле, т.е. в длинных трубчатых костях конечностей и в позвонках. Эти изменения характеризовались умень- шением массы костной ткани, деминерализацией и пере- распределением минеральных компонентов, замедлением сложную техническую задачу, т.к. при их вра- щении на космический аппарат могли пере- даваться возмущения, которые необходимо было или компенсировать, или сводить к минимуму. С КА «Бион» № 6 начался принципиаль- но новый этап биологических исследований с использованием обезьян в качестве ос- новных биологических объектов. Изучались острый (начальный) и переходный периоды адаптации к невесомости с применени- ем системы жизнеобеспечения, системы вживленных датчиков и электродов, стро- го дозированных специфических тестовых воздействий. Появление на борту приматов поставило перед учеными, разработчиками Обезьянка на борту КА «Бион» 464
Глава 6 костеобразования и роста кости, снижением механической прочности и жесткости кости и др. Процессы заживления нарушения целостности малой берцовой кости в полете про- ходили существенно медленнее, чем в наземных контроль- ных условиях. Следует отметить, что отчетливые структур- но-функциональные изменения в опорно-двигательном аппарате развивались даже в кратковременных (5-7 сут.) полетах. При увеличении продолжительности пребывания в невесомости изменения становились более выраженными. Принципиально новыми и важными в практическом от- ношении следует считать полученные экспериментальные данные о том, что искусственная сила тяжести на борту, создаваемая вращением центрифуги, практически полно- стью предотвращает развитие неблагоприятных изменений в опорно-двигательном аппарате и сердечной мышце. Эксперименты с обезьянами не подтвердили широко распространенного мнения о том, что ощущение повышен- ного кровенаполнения головы и одутловатости лица у кос- монавтов в первые дни полета обусловлено увеличенным притоком крови к голове. Исследования на обезьянах пока- зали, что скорость кровотока в сонной артерии, центральный объем крови, сердечный выброс, артериальное давление и ЭКГ не претерпевали в невесомости существенных изме- нений. Внутричерепное давление в невесомости было повы- шенным, но оставалось в пределах физиологической нор- мы, признаков нарушения кислородного снабжения мозга не наблюдалось. На основании этих данных была высказана гипотеза о нарушении венозного опока крови от головы и нарушении проницаемости сосудов мягких тканей лица. В многочисленных экспериментах на насекомых уста- новлено, что невесомость не приводит к возникновению генных и хромосомных мутаций, нарушению циклов клеточ- ного деления и процессов передачи наследственной инфор- мации. Тем не менее, в экспериментах на одноклеточных организмах выявлено уменьшение содержания белка, усиле- ние перекисного окисления липидов в мембранах и другие изменения. Эти противоречивые данные свидетельствуют о том, что вопрос о прямом или опосредствованном влиянии невесомости на структуру и функции клеток остается пока открытым и требует дальнейших исследований. В исследованиях на космических аппаратах «Бион» на- коплен большой экспериментальный материал по проблеме радиационной безопасности космических полетов: изуче- ны особенности биологического действия тяжелых ионов галактического излучения, исследованы биологические эффекты комбинированного действия невесомости и иони- зирующего излучения, детально изучен радиационный фон на орбитах КА «Бион». Установлено, что развитие лучевой болезни в невесомости и последующее пострадиационное восстановление происходят практически так же, как в зем- ных условиях. Таким образом, исследования на космических аппа- ратах «Бион» явились существенным вкладом в глубокое понимание реакций организма на воздействие факторов космического полета и космического пространства. Это фундаментальный научный итог проделанной работы. Бла- годаря полученным данным, появилась возможность для строго научного подхода к решению задач медицинского обеспечения космических полетов экипажей. Полученная информация была использована при медицинском обосно- вании возможности осуществления человеком космических полетов продолжительностью до одного года. Строго научно были обоснованы и внедрены рекомен- дации по средствам профилактики в космических полетах. В частности, создана методология строго дифференциро- ванного подхода к разработке тренажеров для различных мышц и мышечных групп человека в невесомости. Обосно- ван также комплекс упражнений со статическими нагруз- ками для поддержания состояния костной ткани человека в условиях невесомости. Использование уникальных современных методик с вживлением электродов в мозг и другие органы обезьян позволило получить данные, раскрывающие механизмы космической формы «болезни движения» и нарушений функции двигательного аппарата. Выявлены закономер- ности в системе глазодвигательного регулирования. На их основании разработаны рекомендации по размеще- нию наиболее важных зрительных целей для космонавта- оператора. Значительные изменения в двигательной системе сви- детельствуют о нецелесообразности предъявления космо- навтам в первые сутки полета требований высокой точности движений при работе с системами космического корабля. Внесены изменения в методику подготовки космонавтов. Из приведенных выше примеров видно, что научное и практическое значение результатов экспериментов, вы- полненных в полетах биоспутников, не вызывает сомнений. По мнению отечественных и зарубежных специалистов, программа «Бион» - это одна из наиболее эффективных и информативных космических программ. В постановке экспериментов и обработке научной ин- формации участвовали специалисты России, Франции, США, Чехословакии, Германии, Польши, Канады, стран Ев- ропейского космического агентства и др. Результаты иссле- дований, проведенных на КА «Бион», внесли весомый вклад в одно из фундаментальных достижений космической био- логии и медицины - доказательство возможности много- месячного пребывания человека в космосе при сохранении здоровья в полете и после него. КА «Бион-М» № 1 Для продолжения исследований в области космической биологии и биотехнологии в соответствии с Федеральной космической программой на 2006-2015 гг. был разработан космический аппарат «Бион-М». 19 апреля 2013 г. состоялся успешный запуск научно-исследовательского космического аппарата «Бион-М» № 1 разработки и производства самар- ского ракетно-космического центра «ЦСКБ-Прогресс» 465
История развития отечественных автоматических космических аппаратов МКА АИСТ» Спускаемый аппарат Приборный отсек Место для дополнительной полезной нагрузки КА «Бион-М» мость разработки нового БКУ для КА «Бион-М» об- условлена заменой порохо- вой тормозной двигатель- ной установки и системы исполнительных органов на объединенную двигатель- ную установку, увеличением срока активного существо- вания, реализацией системы электропитания КА на основе солнечной энергетической установки. Применение объединен- ной двигательной установки обеспечивает возможность Опыт, накопленный при разработке и эксплуатации 11 космических аппаратов типа «Бион», помог решить за- дачи создания существенно новых, обладающих улучшен- ными техническими характеристиками, значительно рас- ширяющими спектр научных исследований, КА «Бион-М» с заменой устаревшей аппаратурной базы на современную и увеличением срока активного существования КА до 45 суток. Конструкция космического аппарата «Бион-М» № 1 создавалась с использованием отработанных на КА «Бион» конструкторских и технологических решений, а также с при- менением современных технических методик, отработанных на других типах космических аппаратов разработки ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». Конструктивно космический аппарат «Бион-М» состоит из следующих основных частей: - спускаемого аппарата, предназначенного для разме- щения научной аппаратуры (в т.ч. в контейнерах с открыва- ющимися и закрывающимися крышками) и последующего возвращения ее на Землю; - приборного и агрегатного отсеков, предназначенных для размещения обеспечивающих полет систем, устройств и аппаратуры. Космический аппарат «Бион-М» имеет ряд принципи- альных отличий от предыдущих КА. В его состав включены: - система электропитания с использованием солнечных батарей, что позволяет повысить энергопотребление обе- спечивающей и научной аппаратуры и тем самым увеличить срок службы КА на орбите; - модернизированная конструкция приборно-агрегат- ного отсека с жидкостным двигателем многоразового ис- пользования, что даст возможность выводить КА на более высокие орбиты; - новая система обеспечения жизнедеятельности, ос- нованная на использовании запаса кислорода в баллонах высокого давления. Бортовой комплекс управления КА «Бион-М» разраба- тывался как новое поколение БКУ КА научного назначения, разрабатываемых ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». Необходи- формирования более вы- соких орбит средствами космического аппарата (575 км), проведения маневров, а также коррекции орбиты для орга- низации посадки спускаемого аппарата с результатами экс- периментов в заданный полигон. СА КА «Бион-М» является герметичным отсеком и пред- назначен в первую очередь для возвращения научной аппа- ратуры на Землю после орбитального полета. Конструкция СА была позаимствована с КА «Фотон-М» с доработками, связанными с изменением состава бортовой обеспечиваю- щей и научной аппаратуры. Конструкция приборного отсека КА «Бион-М» состо- ит из корпуса, приборной рамы, радиаторов-охладителей системы терморегулирования КА и разработана на базе конструкции приборного отсека КА «Фотон-М» с необ- ходимыми доработками. Корпус ПО совместно с днищем агрегатного отсека образуют единый герметичный объем. Агрегатный отсек КА «Бион-М» является негерметичным отсеком. Конструкция его разработана на базе конструкции АО КА «Янтарь-1 КФ» с учетом изменения конструкции ра- Основные характеристики КА «Бион-М» № 1 Параметры рабочих орбит: - околокруговая со средней высотой - 575 км - наклонение плоскости орбиты -64,9° Среднесуточное энергообеспечение: - обеспечивающей аппаратуры - не более 650 Вт - научной аппаратуры - не более 450 Вт Масса космического аппарата - 6266 кг Масса научной аппаратуры: - размещаемой внутри СА - до 650 кг - размещаемой на внешней поверхности - до 250 кг Срок активного существования - до 30 суток Ракета-носитель - «Союз-2» этапа 1а Космодром запуска - Байконур Доставка научной информации на Землю - по телеметрическим каналам на приемные станции, расположенные на территории России; в спускаемом аппарате с использованием системы «мягкой» посадки 466
Глава 6 Табл. 1 Научная аппаратура, установленная в КА «Бион-М» № 1 Наименование аппаратуры Назначение Разработчик(соисполнитель) «Контур-БМ» Проведение физиологических и биологических исследований на монгольских песчанках в условиях космического полета ГНЦ РФ ИМБП РАН, ЗАО СКБ ЭО при ИМБП РАН МЛЖ-01 (№1,№2, №3) Проведение биомедицинских исследований на мелких лаборатор- ных животных (мышах) и гекконах в условиях космического полета и получение новых данных по фундаментальным проблемам космической и гравитационной биологии ГНЦ РФ ИМБП РАН (ФГУП СКТБ «Биофизприбор» ФМБА России) «Белка» Проведение экспериментов для выращивания кристаллов белков методом жидкостной диффузии и диффузии из газовой среды Филиал ФГУП «ЦЭНКИ»-НИИСК «Биоконт-Б» Проведение исследований влияния факторов космического полета на жизнедеятельность и продуктивную активность микроорганиз- мов и на естественный субстрат ФГУП ЦНИИМаш «Фрагментер» Получение биомассы микроорганизмов и биологически активных веществ без внесения дополнительных ингредиентов и принуди- тельного удаления продуктов метаболизма в условиях космиче- ского полета ГНЦ РФ ИМБП РАН (ООО НПП «БиоТехСис») «Омегахаб» Проведение экспериментов с гидробионтами и малыми цикловы- ми рыбами в водной среде в условиях космического полета «Кайзер-Треде» «Гравитон» Решение задачи оперативного анализа микрогравитационной обстановки на борту КА СГАУ «Биоимпеданс» Получение новых научных данных о морфофункциональном со- стоянии культур клеток в условиях космического полета путем мо- ниторинга биоимпедансных характеристик пробы культур клеток СГАУ Автономная научная аппаратура (внутри СА) «Биокон» Проведение в космосе экспериментов, связанных с ростовыми процессами биологических образцов «Кайзер-Италия» «Биотрек-ТД» Определение относительной биологической эффективности воздействия ионизирующего облучения на экспериментальные микроорганизмы ГНЦ РФ ИМБП РАН (ОАО «Биохиммаш») ББ-1М Проведение биологических экспериментов для изучения влияния невесомости на живые системы различных уровней эволюцион- ного развития ГНЦ РФ ИМБП РАН Дозиметр РДЗ-БЗ, СПД Проведение радиационно-физических и радиобиологических экс- периментов в условиях космического полета ГНЦ РФ ИМБП РАН «Фито» Проведение экспериментов с растительными объектами с целью изучения влияния факторов космического полета на химический состав и физиологическое состояние плодов и семян некоторых высших растений СамГМУ Автономная научная аппаратура (снаружи СА в КНА-Б) «Карбон» Проведение радиационно-физических, радиобиологических, биологических экспериментов, исследований физико-химических свойств образцов на основе структур карбида кремния в условиях космического полета ГНЦ РФ ИМБП РАН Автономная научная аппаратура (снаружи СА на ТЗП СА) «Метеорит» Проведение исследований базальта с биоматериалами (спо- рообразующие культуры в лиофилизированном виде) внутри образцов ГНЦ РФ ИМБП РАН «Экзобиофрост» и «Экзомико- логия» Эксперименты с пробами грунтов из вечной мерзлоты с использо- ванием контейнеров «Экзобиофрост», закрепленных в наружном автоматическом контейнере ГНЦ РФ ИМБП РАН «Абиогенез» Синтез пептидов и нуклеотидов в открытом космосе ГНЦ РФ ИМБП РАН 467
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Бион-М» № 1 на космодроме Байконур диатора-охладителя и термопанелей, а также компоновки приборов и агрегатов в связи с отличием блочного состава систем КА. Сбор, преобразование, запоминание и передача на на- земные приемные средства значений телеметрических па- раметров научной аппаратуры осуществляется радиотелеме- трической системой КА в следующих режимах: - в режиме непосредственной передачи телеметриче- ской информации - не реже 1 раза в сутки; - в режиме воспроизведения - не реже 1 раза в сутки (передача информации, зарегистрированной в режиме дис- кретной записи и записи по запросу НА МЛЖ-01). Система обеспечения жизнедеятельности КА «Бион-М» № 1 обеспечивает поддержание газового состава и влажностно- го режима в спускаемом аппарате КА в заданных пределах во время проведения медико-биологических экспериментов на млекопитающих в период предполетной подготовки (не более 4 суток), в орбитальном полете продолжительностью 30 суток (плюс 1 сутки резервные) и во время поиска (не более 1 суток) на месте приземления. СОЖ в течение всего срока работы обеспечи- вает поддержание следующих параметров в объ- еме СА, равном 3,3 м3: - парциальное давление кислорода в пределах от 18,7 до 24,0 кПА (от 140 до 180 мм рт. ст.) при среднесуточном потреблении кислорода живот- ными до 175 л при нормальных условиях; - поглощение углекислого газа, парциальное давление углекислого газа в СА КА «Бион-М» не более 1 кПа (7 мм рт. ст.) при среднесуточном вы- делении его животными, не превышающем 149 л при нормальных условиях; - относительная влажность газовой среды СА от 40 до 70 % (при температуре 20 °C и давлении 760 мм рт. ст.); - сбор и хранение конденсата; суммарное вы- деление влаги животными не более 500,0 г/сут. Комплекс научной аппаратуры, установ- ленной на КА «Бион-М» № 1, предназначен для проведения широкого ряда исследований в области биомедицины, гравитационной биологии и биотехнологии, а также радиа- ционно-физических и радиобиологических экспериментов. Исходя из целей и задач планируемых экспериментов, весь комплекс научной аппаратуры разбит на три группы: - научная аппаратура, предназначенная для проведения биомедицинских экспери- ментов; - научная аппаратура, предназначенная для проведения экспериментов по гравита- ционной биологии и биотехнологии; - научная аппаратура, предназначенная для радиационно-физических и радиобио- логических экспериментов. Научная программа по проекту «Бион-М» № 1 состояла из четырех частей. Первая часть посвящена эксперимен- тальным исследованиям по гравитационной физиологии на животных в интересах создания новых технологий обеспе- чения жизнедеятельности человека в условиях невесомости. Вторая часть посвящена исследованию влияния действия факторов космического полета и открытого космического пространства на биологию микроорганизмов и растений, а также их сообществ. Третья часть включала в себя биотех- нологические эксперименты. Четвертая часть представляла собой комплекс радиобиологических и дозиметрических экспериментов, необходимых для решения проблем обе- спечения радиационной безопасности новых космических пилотируемых аппаратов. Программа экспериментов на аппарате предусматривает исследования не только во время орбитального полета, но и на самых критических и сложных этапах - во время пуска и посадки. Объекты исследований на спутнике «Бион-М» № 1 - находящиеся на борту космического аппарата животные, микроорганизмы и растения: 45 мышей, 8 монгольских Спускаемый аппарат КА «Бион-М» № 1 на месте приземления 468
Глава 6 песчанок, 15 гекконов и улиток, а также около 40 контейнеров с микроорганизмами и высши- ми растениями. Разработчиками и изготовителями ком- плекса научной аппаратуры для КА «Бион-М» являются ведущие научно-производственные центры РФ: - Государственный научный центр РФ Инсти- тут медико-биологических проблем Российской Академии наук (ГНЦ РФ ИМПБ РАН); - Федеральное государственное унитарное предприятие Специальное конструкторское технологическое бюро «Биофизприбор» Фе- дерального медико-биологического агентства (ФГУП СКТБ «Биофизприбор» ФМБА России); - ЗАО «Специальное конструкторское бюро экспериментального оборудования при Институ- те медико-биологических проблем Российской академии наук» (ЗАО «СКБ ЭО при ИМБП РАН»); - ОАО «Институт прикладной биохимии и машинострое- ния» (ОАО «Биохиммаш»); - Филиал Федерального государственного унитарного предприятия «Центра эксплуатации наземной космической инфраструктуры» «Конструкторское бюро общего маши- ностроения им. В.П.Бармина» (Филиал ФГУП «ЦЭНКИ» -КБОМ); - Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт машино- строения» (ФГУП ЦНИИмаш); - Государственное учебно-научное учреждение Биоло- гический факультет Московского государственного универ- ситета им. М.В.Ломоносова (Биологический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова); - Институт космических исследований Российской ака- демии наук (ИКИ РАН); - ООО Научно-производственное предприятие «БиоТех- Сис» (НПП «БиоТехСис», ООО). В качестве дополнительной полезной нагрузки вместе с аппаратом «Бион-М» № 1 был запущен малый космический аппарат многофункционального назначения «Аист», разра- ботанный ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» совместно с Самар- ским государственным аэрокосмическим университетом им. С.П.Королева. Малый космический аппарат «Аист» предназначен для решения образовательных, научно-технических и экспе- риментальных задач. Он оборудован антенной для связи с Землей, фотоприемниками для преобразования солнечной энергии в электрическую, аппаратурой для управления спут- ником и для изучения частиц космического мусора, а также навигационной системой. Работа спутника рассчитана на срок до трех лет. Телеметрическая информация со спутника «Аист» по- ступает на наземный командный пункт Центра приема и обработки информации центра «ЦСКБ-Прогресс». Вклад в исследования, направленные на решение проблем, возника- ющих при длительных космических полетах человека и экс- тремальных условиях жизнедеятельности, внесли и другие самарские вузы. Так, на спутнике «Бион-М» № 1 находилась аппаратура, созданная для Самарского государственного медицинско- го университета учеными СГАУ им. С.П.Королева. Прибор «Биоимпеданс» призван получить новые научные данные о состоянии живых клеток в условиях космического полета с помощью мониторинга биоимпедансных характеристик пробы культур клеток. Более 500 тысяч клеток костной и хрящевой ткани, подготовленных Институтом экспери- ментальной медицины и биотехнологий СамГМУ, в течение всего полета находились на специально разработанном носителе в контейнерах, заполненных особым раствором. Снимались оперативные показания о состоянии клеток, что позволит определить, как на них влияют невесомость и другие факторы космического полета. По мнению специ- алистов, этот эксперимент позволит медицине продвинуться в решении проблем опорно-двигательного аппарата, возни- кающих у космонавтов, встать на путь создания технологий по восстановлению утраченных или поврежденных тканей. Эксперимент «Фито» был инициирован кафедрой фар- макогнозии с ботаникой и основами фитотерапии СамГМУ при поддержке ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». В рамках экс- перимента на орбиту впервые отправились лекарственные растения: плоды расторопши пятнистой, семена мелиссы лекарственной и лимонника китайского. Эксперимент на- правлен на изучение воздействия условий микрогравитации на химический состав и физиологическое состояние плодов и семян лекарственных растений. Прибор «Гравитон», разработанный и созданный в ла- боратории СГАУ им. С.П.Королева, призван решить задачи оперативного анализа микрогравитационной обстановки на борту космического аппарата. Эксперимент «Карбон», проводимый учеными Самар- ского государственного университета, направлен на ком- плексное воздействие факторов космического пространства 469
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Погрузка СА «Бион-М» на вездеход для отправки на предприятие тока на литиевые блоки питания и в ряде других мероприятий. 14 сентября 2007 г. с космо- дрома Байконур был произведен запуск КА «Фотон-М» № 3. КА был выведен на орбиту со сле- дующими параметрами: наклоне- ние - 630°, минимальная высо- та -262 км, максимальная высота 304 км. КА «Фотон-М» № 3 стал пятнадцатым КА, созданным на конструктивно-аппаратурной базе типа «Зенит». При его создании был учтен богатейший опыт экс- плуатации КА этого типа, а также внедрена масса усовершенствова- ний, сделавших его более эффек- тивным и привлекательным для проведения экспериментов в кос- мосе. Направления исследований: на стойкость карбидокремниевых структур и чувствительных элементов на их основе в условиях открытого космоса. Реализация программы научных исследований в дли- тельном полете космического аппарата «Бион-М» №1 стала новым этапом на пути познания механизмов действия факто- ров космического полета, прежде всего невесомости, на жи- вые системы и в особенности на организм млекопитающих. Проект «Бион-М» №1 стал первым в ряду намеченных в XXI веке полетов российских автоматических космических аппа- ратов с программой медико-биологических исследований. КА «Фотон» КА «Фотон» предназначен для проведения при орби- тальном полете в условиях микротяжести (10-5—10 6 д) иссле- дований в области космической технологии, биотехнологии, физики невесомости с целью получения опытных образцов материалов с новыми или улучшенными свойствами, полу- чения очищенных лекарственных препаратов, оптических стекол и т.п. Образцы полученных материалов и специаль- ное оборудование общей массой до 700 кг возвращаются на Землю в СА. С 1985 г. по программе «Фотон» совершили полет 15 космических аппаратов. Начиная с КА № 5 в постановке экспериментов и обработке научной информации участво- вали специалисты России, Франции, Германии и других стран Европейского космического агентства, США, Канады. В 2002 г. был создан КА «Фотон-М» № 1. Модерниза- ция КА «Фотон-М» № 1, по сравнению с КА «Фотон» № 12, заключалась в замене ряда систем на более современные, замене приборов СУД, реализующих режим нормальной ориентации КА, в доработке системы обеспечения теплового режима, частичной замене серебряно-цинковых источников - выращивание кристаллов полупроводниковых материалов методами направленной кристаллизации, бестигельной зонной плавки; - проведение биологических исследований, в т.ч. иссле- дований в области биологии клеток, изучения клеток кост- ной ткани, а также проведение экспериментов с биологиче- скими образцами в открытом космическом пространстве; КА «Фотон-М» № Зв сборе 470
Глава 6 - проведение физиоло- гических и биологических исследований на мышах-пес- чанках, тритонах и ящерицах; - исследование влияния факторов космического по- лета на жизнедеятельность микроорганизмов; - проведение исследова- ний в области физики жид- костей в условиях микрогра- витации и др. КА «Фотон-М» № 3 со- стоит из трех отсеков: спу- скаемого аппарата, прибор- ного отсека и контейнера с химическими источниками тока. Корпус СА выполнен в виде сферы из алюмини- евого сплава с нанесенным на наружную поверхность КА «Фотон-М» №3, стыковка с PH теплозащитным покрытием переменной толщины для защиты спускаемого аппа- рата от аэродинамического нагрева при прохождении плотных слоев атмосферы. На корпусе СА имеются че- тыре люка. В парашютном контейнере, закрываемом крышкой люка, отделяющей- ся системой отделения на высоте -10 км, размещается парашютная система, бал- лон плавучести «Пеленг», твердотопливный двигатель мягкой посадки, контейнер с дипольными отражателями, эвакуационный фал. Снару- жи СА находятся люки для монтажа и обслуживания научной и обеспечивающей аппаратуры. На СА установлена бо- лее мощная платформа X 6 II 12 КА «Фотон-М» №3 1,2-антенныНА ТЕЛЕСАПОТ 3 - устройство крепления, раскрытия и фиксации антенн НА ТЕЛЕСАПОТ (2 шт.) 4-СА 5 - контейнер ХИТ 6-ПО отделения для дополни- тельной полезной нагруз- ки - аппаратуры экспе- римента YES2. Основная часть НА и обеспечивающей аппаратуры размещается на приборных рамах и корпусе внутри СА. Конструкция ПО представляет собой герме- тичный отсек, выполненный из алюминиевого сплава, состоящий из верхнего и нижнего конуса и цилиндриче- 7 - платформа средств отделения 8 - радиатор-охладитель 9 - инфракрасный построитель местной вертикали (2 шт.) 10 - антенна бортовой аппаратуры командно-измерительной системы (2 шт.) 11 - антенна радиотелеметрической системы (2 шт.) 12 - пороховая тормозная двигательная установка ской вставки. На верхнем шпангоуте нижнего конуса на болтах установлены 12 кронштейнов для стыковки с пере- ходным отсеком PH. 471
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Конструкция ХИТ Внутри ПО на приборной раме и корпусе раз- мещается обеспечивающая аппаратура. Прибор- ная рама представляет собой пространственную многоярусную конструкцию. Конструкция контей- нера с ХИТ состоит из цилиндрического корпуса с днищем и крышки. Снаружи цилиндрической части контейнера располагаются створки жалюзи системы терморегулирования. На крышке кон- тейнера ХИТ расположена НА YES2, SSAU-YES2. Внутри контейнера на приборной раме размеща- ются блоки питания и обеспечивающая аппарату- ра. В экспериментах на борту «Фотона» участвуют как наша страна, так и Европейское космическое агентство. Состав экспериментов широк и разно- образен. В ходе полета КА выполнено более 70 экспери- ментов по программам как российских, так и за- рубежных ученых. На КА «Фотон-М» № 3 было размещено 27 экспериментальных установок, в т.ч. 11 российских и 16 иностранных. Общая масса научной аппаратуры составляла 688 кг. Экспери- менты с российской стороны разработаны спе- циалистами КБОМ им. В.П.Бармина, ЦНИИМаш, ИМБП РАН, с зарубежной стороны - научными организациями стран-участниц Европейского кос- мического агентства: Бельгии, Германии, Италии, Испании, Нидерландов и Франции, а также Канады и Швеции. Все работы проводились в рамках Фе- деральной космической программы России и в со- ответствии с долгосрочными соглашениями между Роскосмосом и ЕКА. На КА «Фотон-М» № 3 впервые проводился эксперимент с орбитальной тросовой системой. Целью эксперимента YES-2 являлось возвраще- ние спускаемой капсулы из космоса на Землю с 472
Глава 6 ТЕЛЕСАПОТ Размещение НА внутри СА (вид со стороны малого люка) помощью троса. Доставка на- учной информации на Землю осуществлялась тремя спосо- бами: - по телеметрическому кана- лу на приемные станции, распо- ложенные на территории России; - по системе ТЕЛЕСАПОТ на приемную станцию, расположен- ную в Швеции; - в спускаемом аппарате с использованием «мягкой» по- садки. Научная аппаратура SSAU-YES2 НА SSAU-YES2 предназнача- лась для высокоточной простран- ственно-временной привязки движения космического аппарата во время проведения экс- перимента YES2. Особенностью данной аппаратуры являет- ся решение задачи спутниковой радионавигации в условиях ограниченной видимости навигационных спутников. Резуль- таты измерений, обработанные совместно с данными, полу- чаемыми от аналогичного навигационного приемника, раз- мещенного в отделяемом на тросе контейнере (блок MASS), позволяют с высокой точностью восстановить динамику и профиль развертываемой 30-км тросовой системы. Цели проекта YES2: 1. Дать европейским и российским студентам стимули- рующий, технологический и практический эксперимент. Размещение НА внутри СА (вид со стороны большого люка) 2. Продемонстрировать SpaceMail - возвращение ма- ленькой капсулы из космоса на Землю с помощью: - 30-км троса, а не ракетного двигателя; эксперимент с тросом должен был продемонстрировать точное изменение орбиты, не требующее работы системы контроля простран- ственного положения или ракетного двигателя, используя простую, легкую, недорогую расширяемую систему, осно- ванную на принципе изменения инерции; - легкой возвращаемой капсулы Фотино; капсула Фо- тино должна была продемонстрировать легкий, простой, дешевый СА из современных материалов; она должна была предоставить уникальную информацию по возвращению 473
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Эксперимент YES2 в атмосферу объекта с малым коэффициентом «масса-поверхность»; масса капсулы - 6 кг. Научная аппаратура всех экспериментов работа- ла в штатном режиме, все запланированные экспе- рименты были проведены в расчетное время. Лишь один из экспериментов завершился частичным успе- хом. До отделения капсулы эксперимента YES2 уда- лось развернуть трос на длину 8,5 км вместо 30 км, как предполагалось по программе эксперимента. Тем не менее, в результате этого опыта накоплены ценные сведения о динамике тросовой системы в условиях космического полета. 26 сентября 2007 г. был успешно завершен по- лет КА «Фотон-М» № 3. По результатам послепо- летного осмотра и анализа аппаратуры все приборы находились в исправном состоянии, а эксперименты выполнены в полном объеме. КА «Фотон-М» №3 на месте посадки Эвакуация КА после посадки 474
Глава 6 КА «Фотон-М» №4 19 июля 2014 г. ракетой-носителем «Союз-2-1 а» был выведен на рабочую орбиту КА нового типа «Фотон-М» № 4, созданный в ОАО «РКЦ «Прогресс» по заказу Федерально- го космического агентства РФ. Традиционно основная часть НА в составе КА «Фотон-М» № 4 предназначена для экс- периментов по космической технологии. Ракета-носитель «Союз-2-1а» оснащена принципиаль- но новой цифровой системой управления с использованием современной элементной базы, единой для всех трех сту- пеней, новой цифровой радиотелеметрической системой измерения, а также форсированными двигателями первой и второй ступеней, благодаря чему новая PH «Союз-2-1а» по весу выводимого полезного груза на 300 кг превосходит находящуюся в эксплуатации ракету «Союз-У». Запуск КА, его полет на активном участке и отделение от ракеты-носителя проходили в штатном режиме. Телеметри- ческая информация с борта космического аппарата о функ- ционировании всех систем, ее обработка и анализ в течение всего полета обеспечивались в штатном режиме. Конструк- ция и бортовой комплекс обеспечили работоспособность и длительное функционирование КА в строгом соответствии с логикой работы бортового комплекса управления КА, в т.ч. в автономном режиме. Вместе с тем после нескольких витков полета времен- но была нарушена связь наземного комплекса управле- ния с КА по каналу выдачи команд. 26 июля 2014 г. с КА «Фотон-М» № 4 была восстановлена устойчивая связь, и дальнейший полет проходил без замечаний. Программа проведения экспериментов не была нарушена. КА «Фотон-М» № 4 принципиально отличается от своих предшественников. У КА типа «Фотон» заимствована лишь конструкция СА с доработками, связанными с изменением состава бортовой обеспечивающей и научной аппаратуры. Конструктивно-аппаратурная база КА «Фотон-М» № 4 в ос- новном заимствована с КА «Бион-М» № 1, за исключением системы жизнеобеспечения, которая была установлена на биоспутнике для живых «пассажиров». На «Фотоне-М» №4 такой системы нет, т.к. основное предназначение КА - кос- мические технологии: живые организмы используют тот за- пас кислорода, который находится в объеме СА. Перед разработчиками КА стоял ряд задач: увеличить срок активного существования, улучшить характеристики микрогравитации на борту. Для этого были заменены си- стема электропитания, двигательная установка и система управления КА. Ранее в «Фотонах» для обеспечения электроэнергией использовались химические источники тока, и когда они рас- ходовались, полет завершался. Как правило, длительность полета составляла не более 20 суток. На КА «Фотон-М» № 4 бортовые аккумуляторы заряжаются за счет солнечных батарей, что увеличивает срок активного существования спутника на орбите в зависимости от программы экспери- ментов. За счет перехода на солнечные батареи увеличено и КА «Фотон-М» №4 при установке гоповного обтекателе ракеты-носителя среднесуточное энергообеспечение КА до 1400 Вт (средне- суточное электропотребление обеспечивающей аппаратуры до 500 Вт, среднесуточное электропотребление научной ап- паратуры до 900 Вт). Второе принципиальное отличие от предыдущих «Фото- нов» - объединенная двигательная установка. При помощи этой установки есть возможность изменять параметры ор- биты КА после отделения от PH. Если раньше спутник мог работать только на той орбите, на которую была выведена PH (средняя высота около 300 км), то теперь появилась возможность изменять параметры орбиты КА для создания условий полета максимально благоприятных для постанов- щиков экспериментов. Кроме того, благодаря продуманной оптимальной компоновке обеспечена возможность опера- тивного съема на месте посадки КА части научной аппа- ратуры, эксперименты на которой требуют максимально быстрой доставки полученных био- и технологических ма- териалов в наземные лаборатории. Система управления КА построена на основе БВС с раз- витым бортовым программным обеспечением. Это обес- печивает высокую автоматизацию управления КА в по- лете и проведение экспериментов на научной аппаратуре в автоматическом режиме, что позволяет осуществлять широкий комплекс связанных между собой экспериментов 475
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Фотон-М» №4 в одинаковых условиях. Использование БВС в контуре управления позволило существенно упростить электриче- ские и кинематические схемы приборов и КА в целом, по- высить живучесть КА и вероятность решения целевых задач, включая задачи научной аппаратуры. Организация эффек- тивного программно управляемого движения КА и прове- дения экспериментов базируется на высокоточной текущей навигационной информации, получаемой непосредственно бортовыми средствами. В составе КА «Фотон-М» № 4 штатно эксплуатируется автономная спутниковая система навигации с использова- нием радионавигационного поля систем ГЛОНАСС и GPS. Она состоит из программного обеспечения, реализованного в БВС, и навигационной части бортового синхронизирую- щего координатно-временного устройства - БСКВУ. Про- грамма управления ССН организует периодические включе- ния БСКВУ для получения одномоментных навигационных определений (t, х, у, z, vx, vy, vz), проведение статистической обработки этих результатов, формирование массивов на- вигационной информации. Система позволяет выполнять с необходимой точностью задачи навигационного обеспече- ния как бортовых потребителей, так и потребителей назем- ной инфраструктуры с целью эксплуатации КА по целевому назначению без привлечения наземных измерительных средств. Применение автоматических КА для био- и технологи- ческих экспериментов расширяет возможности по выбору более высоких орбит для обеспечения условий работы НА с пониженным уровнем остаточных микроускорений и по- вышенным уровнем действия факторов космического про- странства, что может быть нежелательным для пилотируе- мых КА. Имеется возможность проведения специфических Осиовнио характеристики КА «Фотон-М» № 4 Параметры орбиты: - минимальная высота -260 км - максимальная высота - 575 км - наклонение-64,9 ° Масса КА-не более 6120 кг - масса СА-2335,4 кг - масса НА-до 421 кг Среднесуточное электролотребление обеспечивающей аппаратуры - до 500 Вт Среднесуточное эпектропотребление НА -до 900 Вт Срок активного существования -до 60 суток и одни резервные, но конкретно определяется программой научных экспериментов Обеспечение среды в спускаемом аппарате: - температура-10-ЗОРС - уровень микроускорений-до 10* экспериментов с влиянием на исследуемые объекты, распо- ложенные снаружи КА, условий космического пространства и внешних условий при возвращении спускаемого аппарата на Землю. Конструктивно космический аппарат «Фотон-М» № 4 состоит из спускаемого аппарата, приборного отсека и агре- гатного отсека. Конструктивно СА представляет собой сферу диаметром 2,2 м с нанесенным на наружную поверхность теплозащитным покрытием для защиты от аэродинамиче- ского нагрева при прохождении плотных слоев атмосферы. На корпусе СА имеются люки, предназначенные для монтажа и обслуживания научной и обеспечивающей аппаратуры на предприятии-изготовителе, космодроме и на месте посадки. Спускаемый аппарат - целевая часть КА. Это герметичный отсек, где размещается НА и средства, которые обеспечива- 476
Глава 6 ют спуск и приземление. НА размещается как внутри, так и снаружи спускаемого аппарата. Общая масса возвращаемой НА, установленной внутри СА-до 421 кг. В приборном отсе- ке размещается аппаратура, обеспечивающая функциониро- вание КА: командная радиолиния, телеметрическая система, система управления, система электропитания. В агрегатном отсеке размещается объединенная двигательная установка и аккумуляторные батареи системы электропитания. Эксперименты Экспериментальные исследования проведены по не- скольким направлениям: - исследование физико-технических основ космической технологии и космического производства; - отработка технологических процессов и установок; - экспериментальное получение материалов и веществ в условиях космического полета; - проведение биотехнологических экспериментов; - изучение влияния открытого космоса на биообъекты. Всего на борту КА было установлено 22 комплекта НА, на которых планировалось выполнить 130 эксперимен- тов. По оценкам специалистов и научных руководителей экспериментов, с положительными результатами завер- шились более 120 из них. Согласно заключению, научная программа КА «Фотон-М» № 4 выполнена практически полностью и в целом полет космического аппарата прошел успешно. Среди ее разработчиков - ведущие научно-ис- следовательские организации России: ГНЦ РФ ИМБП РАН, ФГУП ЦНИИмаш, Филиал ФГУП «ЦЭНКИ» - НИИСК, СГАУ им. С.П.Королева, ИПУСС РАН и др. В программе иссле- дований на КА «Фотон-М» № 4 участвовали и зарубежные исследовательские организации. Запланированные экспери- менты проводились либо впервые, либо в подтверждение ранее полученных результатов, на усовершенствованной аппаратуре. НА размещалась как внутри, так и на внешней поверхности СА. Большое количество научной аппара- туры было поставлено ФГУП ЦНИИмаш. Первый заместитель генерального ди- ректора по системным исследованиям ФГУП ЦНИИмаш Ф.Ф.Дедус писал: «ФГУП ЦНИИмаш получил весь ком- плект разработанной его сотрудниками и кооперацией НА, которая штатно функ- ционировала во время состоявшегося полета КА «Фотон-М» № 4 и выражает глубокую благодарность за успешно проведенную работу с нашей аппарату- рой». В процессе полета выполнен боль- шой объем биологических научных экспериментов. Разработчик научной аппаратуры для биологических экс- периментов - ГНЦРФ ИМБП РАН. Руководитель биологи- ческой программы «Фотон-М», заместитель директора ИМБП РАН В.Сычев писал: «Научная программа спутника «Фотон-М» выполнена практически полностью. Проведено больше двадцати важнейших биологических экспериментов, впервые животные находились в автономном полете такой длительности - свыше 40 дней. Был проведен чрезвычайно любопытный эксперимент по получению биоэлектричества. Если совсем просто, то аккумулятор работал за счет жизне- деятельности бактерий. Вообще это очень серьезный проект, у которого большое будущее: аналогов нет ни самому экспе- рименту, ни оборудованию, которое используется. В полной сохранности вернулась научная аппаратура в рамках экс- перимента по исследованию занесения жизни на Землю из космоса. На внешней поверхности спутника были установ- лены специальные базальтовые пластины с углублениями, в которые поместили микробы. Им предстояло выдержать и космическую радиацию, и сверхвысокие температуры при возвращении. Подобный эксперимент проводили на борту спутника «Бион», но тогда выжили только два штамма. Сей- час весь биоматериал сохранен. Полет «Фотона-М» для на- уки оказался очень удачным». В последнем случае речь идет об эксперименте в аппара- туре «Метеорит». В зону наивысшего нагрева теплозащитно- го покрытия СА были установлены четыре образца вещества, имитирующего основы метеоритов и астероидов, снаряжен- ные бактериями. В программе экспериментов на борту КА «Фотон-М» № 4 принимали участие и самарские ученые. СГАУ им. С.П.Королева провело исследования по мо- ниторингу поля бортовых микроускорений и возможности их снижения системой электромагнитов во время всего ор- битального полета КА «Фотон-М» № 4. Для этого учеными СГАУ разработана научная аппаратура КСКМ. Два вида на- учной аппаратуры разработаны Институтом проблем управ- ления сложными системами РАН (г. Самара). Аппаратура МРТ проводила исследования и регистра- цию теплового состояния научной аппаратуры в контей- Научная аппаратура «Метеорит» 477
История развития отечественных автоматических космических аппаратов На месте посадки КА, демонтирован первый образец аппаратуры «Метеорит» нерах на внешней поверхности космического аппарата. Актуальность этого эксперимента обусловлена тем, что при проведении космических экспериментов на внеш- ней поверхности космического аппарата в условиях от- крытого космического пространства во многих случаях необходим текущий контроль температуры контейнеров научной аппаратуры. Кроме того, знание теплового со- стояния конструкции НА представляет интерес и для раз- работчиков КА. На научной аппаратуре «Сигма», разработанной Ин- ститутом проблем управления сложными системами РАН и учеными Института экспериментальной медицины и био- технологий СамГМУ, проведены исследования по изучению влияния условий космического полета на морфофункцио- нального состояние клеточных культур с последующим их возможным применением в лечебных целях и исследования эффекта факторов космического полета на семена и плоды высших растений и образцы почвы. В течение июля-августа 2014 г. научная программа по- лета была завершена, и государственной комиссией было принято решение завершить полет. 1 сентября 2014 г. в 13 ч 17 мин по московскому време- ни СА научно-исследовательского спутника «Фотон-М» № 4 успешно приземлился с помощью системы мягкой посадки в заданном районе Оренбургской области. Для выполне- ния работ на месте приземления спускаемого аппарата КА «Фотон-М» № 4 была образована команда технического обслуживания, состоящая из представителей ОАО «РКЦ «Прогресс» и научных организаций. На месте посадки вся научная аппаратура из СА была передана представителям разработчиков научной аппаратуры. Космический перелет «Европа-Америка-500» В 1990-е гг. самарскими специалистами (ЦСКБ - разра- ботчик, завод «Прогресс» - изготовитель) был разработан оригинальный международный космический проект «Евро- па-Америка-500», реализация которого была осуществлена за счет спонсорских финансовых средств банков и частных предпринимателей. Целью проекта было в дни празднова- ния 500-летия открытия Америки Колумбом поздравить США - одну из самых передовых и успешных в области космических исследований держав - от имени космической России и «вручить» соответствующие подарки, реализовав космический перелет из Европы в Америку специально созданного на конструктивно-аппаратурной базе «Зенит» космического аппарата «Ресурс-500», спроектированного и изготовленного в Самаре. Конечно, для запуска этого необычного, даже по тем временам, проекта нужны были соответствующие реше- ния высшего руководства нашей страны и США. Эти ре- шения были получены. Одним из активнейших участников этого проекта был ведущий специалист ЦСКБ АЛБазлов. В ноябре 1992 г. КА «Ресурс-500» был запущен с россий- ского космодрома «Плесецк» самарской ракетой-носите- лем 11А511 У. Полезным грузом спускаемого аппарата этого КА, размещенным в 18 специальных контейнерах, были по- здравления Президента России Президенту США, послание Патриарха русской православной церкви соответствующим американским верующим, оригинальные подарки от детей России детям Америки, различная сувенирная продукция и многое другое. В связи с тем, что посадка КА на территорию США была запрещена, СА был разработан в варианте обеспече- ния надежной посадки на водную поверхность. Полет КА на околоземной орбите вынужденно продолжался 7 суток, т.к. в районе, согласованном для посадки СА, бушевал шторм, и волнение на море превышало 7 баллов. Трасса КА при полете на орбите выведения, естественно, смещалась по географической широте и могла вследствие вынужден- ной неопределенности по сроку посадки из-за погодных условий уйти из согласованного района, поэтому специ- алистами ЦСКБ был рассчитан и с помощью двигательной установки КА оперативно осуществлен перевод аппарата на орбиту суточной кратности. Затем по команде с наземного центра управления (г. Москва) СА космического аппарата осуществил успешный штатный спуск и приводнение в океан в согласованном районе вблизи г. Сиэтл (штат Вашингтон). Поиск СА и доставку его в Сиэтл осуществили самарские специалисты и экипаж российского поисково-спасательно- го корабля «Маршал Крылов». В процессе торжественных мероприятий в Сиэтле, посвященных этому событию, ука- занный выше полезный груз был передан адресату, вклю- чая и администрацию Соединенных Штатов, а СА - в музей фирмы «Боинг». Так был осуществлен беспрецедентный до настоящего времени космический перелет между Европой и Америкой, который вызвал большой положительный резо- нанс в Америке и России. В разработках по созданию КА научно-исследователь- ского и прикладного назначения принимали творческое уча- стие В.Ф.Агарков, В.Д.Козлов, В.ИАбрашкин, А.Е.Казакова, ЮЛЛапутин, С.М.Шатохин и многие другие специалисты предприятия. 478
Глава 6 АЯ.Кмшлин, С.И.^Пкаггикл 'К.'К.саллти, Н.Ъ.Семшш МАЛЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ТИПА «АИСТ»: СОВМЕСТНЫЕ РАЗРАБОТКИ АО «РКЦ «ПРОГРЕСС» И САМАРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АЭРОКОСМИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Маломассогабаритный космический аппарат научного назначения «Аист» разработан АО РКЦ «Прогресс» при не- посредственном участии специалистов Самарского аэрокос- мического университета в части проектирования аппарата и создания бортовой научной аппаратуры МАГКОМ (МАГнит- ный КОМпенсатор) и «Метеор». Назначение МКА «Аист»: - отработка необходимой для перспективных КА науч- ного назначения типа «Бион-М», «Фотон-М» магнитной системы компенсации микроускорений; - исследования на орбите энергетического состава и ха- рактера движения микрочастиц; - решение ряда технологических задач производства ма- лых космических аппаратов; - ввод в эксплуатацию наземного комплекса управления малыми космическими аппаратами ДОКА-Н; - включение разработки, создания, эксплуатации МКА «Аист» в учебный процесс СГАУ. При этом для МКА «Аист» были поставлены следующие задачи: - разработка унифицированной малогабаритной космиче- ской платформы массой до 100 кг для проведения длительных (до трех лет) научных исследований, технологических экспери- ментов и реализации современных образовательных программ; - создание информационного канала связи в радио- любительских диапазонах частот с целью передачи инфор- мации учебного и научного характера из вузов Самарской области в российские и зарубежные вузы; - мониторинг магнитного поля Земли и исследование проблем микрогравитации, реализация в течение длитель- ного времени режимов компенсации низкочастотной со- ставляющей микроускорений на борту аппарата до мини- мальной величины, не превышающей диапазона значений от 10'5до до 10'7до (научная аппаратура МАГКОМ); - исследование поведения высокоскоростных механиче- ских частиц естественного и искусственного происхождения, взаимодействующих с поверхностью ионизационного датчика и оценка их параметров (массы и скорости); периодическое измерение пространственного положения Солнца относи- тельно связанных координат МКА, с последующей оценкой возможных потоков заряженных частиц на его поверхность; - исследование уровня электризации аппарата и динамики из- менения поверхностного заряда (научная аппаратура «Метеор»); - экспериментальная отработка в космосе перспектив- ных типов батарей фотоэлектрических из арсенида галлия, созданных с использованием нанотехнологий. Основные характеристики МКА «Аист» Начальные параметры орбиты: - для МКА «Аист»: • околокруговая Нкр= 575 км • наклонение j=64,9° - для опытного образца МКА «Аист»: • околокруговая Н^= -625км • наклонение j=82,42° Масса-38кг Габариты-400x500x600 мм Срок активного существования - до 3 лет МКА совершает неориентированный полет Радиолиния-2 приемника 145 МГц, 2 передатчика 435 МГц - отработка технологии попутного выведения малого космического аппарата на рабочую орбиту с помощью тяже- лого исследовательского КА-носителя; - отработка технологий производства маломассогаба- ритных негерметичных КА с глубококомплексированной бортовой аппаратурой. Малый космический аппарат «Аист» включает в свой состав космическую платформу и комплект научной аппа- ратуры. Космическая платформа содержит: - командно-управляющую навигационную систему ДОКА-276, разработанную калужским НИЛАКТ РОСТО, имеющую в своем составе аккумуляторную батарею; - батарею фотоэлектрическую; - систему обеспечения теплового режима; - конструкцию и бортовую кабельную сеть. На МКА типа «Аист» применена пассивная система обе- спечения теплового режима, базирующаяся на использова- нии тепловых труб, размещенных в сотопанелях на гранях аппарата, термоплат для установки БА, пленочных нагрева- телей. Сброс тепла ведется через грани корпуса МКА, управ- ление тепловым балансом осуществляет КУНС в автомати- ческом режиме. Температурные датчики (как управляющие, так и измерительные в количестве 48 шт.) размещены как на термоплатах установки БА, так и на сотопанелях в непосред- ственной близости к элементам БФ. На борту МКА «Аист» установлена научная аппаратура МАГКОМ и «Метеор». Научная аппаратура МАГКОМ состоит из блока электроники, двух трехкомпонентных магнитометров, блока управления электромагнитами и трех ортогонально рас- положенных электромагнитов. В качестве бортовой централь- ной вычислительной машины в блоке электроники использует- ся одноплатный компьютер VSX-104 канадской фирмы Tri-M. Модуль обмена информацией с КУНС построен на базе микро- контроллера ATmega680. Принцип действия БУЭМ основан на управлении скважностью сигнала постоянной амплитуды 5В с применением широтно-импульсной модуляции. НА «Метеор» включает в свой состав 6 многопараметри- ческих датчиков, каждый из которых содержит датчик высоко- скоростных пылевых частиц, датчик температур, солнечный датчик и датчик электризации. Датчик высокоскоростных пылевых частиц использует эффект ионизации вещества частицы и мишени, площадь мишени составляет -84 см2. Сигнал заряженных при столкновении мишени с частицей ионов снимается с помощью зарядочувствительного усили- 479
История развития отечественных автоматических космических аппаратов теля посредством контроллера, компаратора и блока памяти обеспечивается его регистрация. При этом с использованием солнечных датчиков оценивается направление ударов высо- коскоростных частиц. Датчики температуры дополнительно к солнечным подтверждают нахождение аппарата в тени или на солнце. Датчик электризации конденсаторного типа служит для оценки потоков заряженных частиц на поверхность МКА и динамики изменения поверхностного заряда. На 00 МКА «Аист» и МКА «Аист» в полном объеме была проведена наземная экспериментальная отработка. Запуск лет- ного образца МКА «Аист» был осуществлен 21 апреля 2013 г. с космодрома Байконур попутной полезной нагрузкой КА «Бион-М» № 1, выведенного PH «Союз-2». Запуск опытно- го образца МКА «Аист» был осуществлен 28 декабря 2013 г. PH «Союз2-1в» с БВ «Волга» с космодрома «Плесецк». Управление малыми космическими аппаратами «Аист» осуществляется из зала управления МКА, аккредитованно- го Центром сертификации космической техники Роскос- моса, Центра приема и обработки информации «Самара» АО «РКЦ «Прогресс», с 1 августа 2015 г. управление аппа- ратами передано созданному в СГАУ НКУ МКА «Аист». В сутки с обоими аппаратами проводится 5-7 сеансов связи длительностью от 32 до 640 с, в ходе которых получаются данные телеметрических измерений (файл ТМИ содержит 1440 измере- ний 126 параметров) обеспечивающих систем, регистрируются массивы данных научной аппаратуры. По реальным данным измерений магнитного поля Земли ведется отладка алгоритмов магнитной системы ориентации МКА, постоянно анализируются показания НА «Метеор». Зарегистрировано около 20 соударе- ний высокоскоростных микрочастиц с МКА «Аист». Разработка, вывод на орбиту и эксплуатация двух ма- лых космических аппаратов способствовали созданию ряда технологий в области проектирования, изготовления и ис- пытаний маломассогабаритных космических аппаратов. Успешно прошла летные испытания космическая платформа массой до 20 кг, обеспечивающая работу на орбите высотой до 650 км комплекса научно-технологической аппаратуры, предназначенной для изучения космического пространства, а также испытаний новых технологических процессов. Соз- дан наземный комплекс управления, позволяющий эксплуа- тировать МКА, а также решать задачи образовательного пла- на, подготовки высококвалифицированных специалистов. Проведенные на орбите эксперименты показывают, что аппаратура МАГКОМ позволяет уменьшить угловые скорости МКА массой в 39 кг с 3 до 0,2 град./с за промежуток времени менее чем 20 мин, причем такой уровень угловой скорости можно поддерживать в течение всего срока активного су- ществования. Научная аппаратура «Метеор» способна реги- стрировать микрометеороиды в околоземном космическом пространстве с регистрацией направления их движения, она обеспечивает возможность адаптивной обработки сигналов с многофункциональных датчиков. Оба аппарата обеспечивают накопление телеметрической и научной информации. В реализации проекта с 2006 г. приняли участие более 100 студентов. А.К.Кмримш, ?R.AxMznta&, СМЖкаинка АО «РКЦ «Прогресс» К.Б. Самими, К.Ъ.Сгмкии СГАУ «АИСТ-2Д»- МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МАЛЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ Разработка нового малого космического аппарата для решения задач дистанционного зондирования Земли, ис- следований космического пространства и решения про- ектно-технологических задач современной космической техники ведется в рамках комплексного проекта АО «РКЦ «Прогресс» и Самарского государственного аэрокосми- ческого университета «Создание высокотехнологичного производства маломассогабаритных космических аппа- ратов наблюдения с использованием гиперспектральной аппаратуры в интересах социально-экономического раз- вития России и международного сотрудничества», реа- лизуемого по постановлению Правительства РФ № 218 от 9 апреля 2010 г. Космический комплекс «Аист-2Д» создается для от- работки и сертификации целевой, научной аппаратуры, обеспечивающих систем и их программного обеспечения в целях дальнейшего использования в перспективных раз- работках АО «РКЦ «Прогресс» и совершенствования под- готовки высококвалифицированных специалистов косми- ческой отрасли. МКА «Аист-2Д» предназначен для решения следующих основных задач: - отработка конструкции и бортовой аппаратуры малой космической платформы для МКА дистанционного зонди- рования Земли; - отработка программно-технических средств малой космической платформы; - отработка целевой аппаратуры, наземных средств управления, приема, обработки информации и методов об- работки информации ДЗЗ с высоким разрешением и увели- ченной полосой захвата; - отработка методов съемки в среднем, дальнем и те- пловом ИК-диапазонах с использованием микроболоме- трической матрицы; - отработка методов радиолокационного наблюде- ния земной поверхности и подповерхностных структур в УКВ-диапазоне частот; - эксплуатация комплекса научно-экспериментальной аппаратуры, разработанной СГАУ, Самарским государствен- ным университетом в интересах ракетно-космической про- мышленности; 480
Глава 6 Основные характеристики МКА «Аист-2Д» Масса МКА-470 кг Масса целевой и научной аппаратуры - не менее 125 кг Способы выведения МКА - PH «Союз-2-1а» с БВ «Волга» Космодром запуска - Восточный Рабочая орбита - околокруговая Параметры орбиты: - средняя высота - 490 км - наклонение - 97,3° Разрешающая способность (Н=490 км): - для панхроматического канала -1,48 м - для мультиспектрального канала - 4,44 м - для аппаратуры ИК-диапазона -122,5 м - для радиолокационной аппаратуры - 3-5 м Полоса захвата для аппаратуры видимого диапазона - 39,6 км Полоса захвата для аппаратуры ИК-диапазона - 47 км Скорость передачи целевой информации - 64-175 Мбит/с Емкость запоминающего устройства - не менее 32 Гбайт Срок активного существования - не менее 3 лет Среднесуточная мощность СЭП - 285 Вт Ориентация по всем каналам (За): - в орбитальной системе координат - по углу 10’по рысканию, 30'по крену и тангажу/по скорости <0,005 град./с - солнечная ориентация - по углу <3°/по скорости <0,5 градЛ Доставка целевой информации на Землю - по радиоканалу (частотный диапазон 8,025-8,4 ГГц) - отработка технологии оперативного сопровождения научных экспериментов в космосе с использованием инфо- коммуникационных спутниковых технологий сети Интернет на основе НССС Globalstar; - отработка методов дистанционного обучения специ- алистов для ракетно-космической техники, развитие кафе- дры и института космического машиностроения СГАУ. Важнейшей компонентой целевой аппаратуры МКА «Аист-2Д» является широкозахватная мультиспектраль- ная оптико-электронная аппаратура видимого диапазона «Аврора», разрабатываемая на базе осесимметричного зеркально-линзового объектива с максимальным углом поля зрения, минимальными массогабаритными харак- теристиками. ОЭА «Аврора» обеспечивает получение информации о Земной поверхности при съемке в диапа- зоне высот от 350 до 700 км. ОЭА «Аврора» разработана Красногорским механическим заводом им. Зверева со- вместно с НПО «ОПТЭКС» - филиалом АО «РКЦ «Про- гресс». Следующей компонентой целевой аппаратуры МКА «Аист-2Д» является комплекс оптико-электронной целевой аппаратуры, включающий в свой состав оптико-электрон- ный преобразователь для панхроматического диапазона (ОЭП-АПХ), оптико-электронный преобразователь для мультиспектрального диапазона (ОЭП-АМС), два источ- ника питания для оптико-электронных преобразователей ИП-ОЭП-АПХ и ИП-ОЭП-АМС соответственно, камеру оп- тико-электронную ИК-диапазона (КОЭ-ИКД), бортовое за- поминающее устройство, бортовую аппаратуру радиолинии передачи цифровой информации. Аппаратура теплового ИК-диапазона впервые использу- ет микроболометрические фотоприемники, не требующие охлаждения, что позволяет устанавливать их на борту мало- го КА. Аппаратура позволит отработать технологии обнару- жения малых очагов пожаров. В состав целевой аппаратуры входит разрабатываемый Поволжским государственным университетом телекоммуникаций и информатики бистати- ческий радиолокационный комплекс, обеспечивающий трех- мерное радиолокационное наблюдение в УКВ-диапазоне поверхности Земли и подповерхностных объектов в «теле- визионном» режиме (квазинепрерывное наблюдение) с па- раметрами: - пространственное разрешение - 3-5 м; - полоса захвата шириной до 5 км протяженностью до 7 км (при использовании одного КА); - точность определения высоты - до 3 м. МКА «Аист-2Д» имеет на борту комплекс научной и на- учно-технологической аппаратуры: - датчик масс-спектрометрический, предназначенный для изучения влияния факторов космической среды на ка- чество научных и технологических экспериментов с помо- щью анализа состава собственной внешней атмосферы МКА (разработка СГАУ); - датчик частиц, предназначенный для изучения дегра- дации образцов поверхностных элементов КА (терморегу- лирующие покрытия, солнечные батареи, оптические стекла) под воздействием потоков высокоскоростных частиц, пото- ков фотонов, ультрафиолета, собственной атмосферы КА (ДЧ-01 - разработка СГАУ), а также для исследования воз- действия факторов космического пространства на электрон- ные компоненты (микросхемы памяти, микроконтроллеры и т.д.) («ЭРИ ИП1» - разработка СГАУ) и для исследования воздействия атомарного кислорода на наноматериалы и по- крытия («Поверхность» - разработка СГАУ); - датчик «Метеор-М», предназначенный для регистра- ции и измерения параметров микрометеоритов и частиц космического мусора в околоземном пространстве (разра- ботка СГАУ); - аппаратурный комплекс «Контакт-МКА», предназна- ченный для проведения технологических экспериментов по обеспечению доступа с использованием низковысотных систем спутниковой связи «Globalstar» и «Гонец» к обосо- бленным компонентам научной аппаратуры (датчики инер- циальной информации), требующим оперативного сопрово- ждения и управления (разработка СГАУ); - мультисенсорная платформа, предназначенная для проведения натурных испытаний экспериментальной сен- сорной системы на базе интегральных и волоконно-опти- ческих датчиков измерения температуры, перемещений, деформаций элементов микромеханики (разработка Сам- ГУ, СГАУ); - экспериментальные фотопреобразователи на основе наноструктурированного кремния (разработка СамГУ) 481
История развития отечественных автоматических космических аппаратов РНАхметов (род. в 1948 г). С 2006 г. - первый заместитель генерального директора - генеральный конструктор АО «РКЦ «Прогресс» АЛСторож (род. в 1950 г.) С 2008 г. - первый заместитель генерального конструктора АО «РКЦ «Прогресс» Г.ПАншаков (род. в 1937 г.) В 2003-2006 гг. - первый заместитель генерального директора - генеральный конструктор ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». С 2006г. -заместитель генерального конструктора АО «РКЦ «Прогресс» С.В.Тюлевин (род. в 1960 г.) 02008г. -первый заместитель генерального директора - главный инженер АО «РКЦ «Прогресс» Н.Р.Стратилатов (род. в 1951 г.) С 2006 г,- главный конструктор - начальник отделения РКЦ «Прогресс» С.И.Ткаченко (род. в 1950 г.) В 2007-2014 гг. - заместитель генерального конструктора по научной работе АО «РКЦ «Прогресс» МКА «Аист-2Д» планируется вывести на орбиту в ходе первой пусковой кампании с космодрома Восточ- ный ракетой-носителем «Союз-2.1а» групповым запу- ском совместно с КА научного назначения «Ломоносов». Наземные средства управления, получения и обработки информации обеспечиваются ЦПОИ «Самара» ракетно- космического центра «Прогресс» с его дооснащением. При подготовке к управлению МКА «Аист-2Д» ЦПОИ ши- роко использует опыт, накопленный при работе с группи- ровкой МКА «Аист», а также аппаратов ДЗЗ, созданных и эксплуатируемых РКЦ «Прогресс». Рассматривая перспективы развития МКА типа «Аист-2», следует отметить, что космическая платформа МКА «Аист-2Д» допускает использование различных ти- пов целевой аппаратуры, в частности, гиперспектрометра. Возможно применение одновременно двух комплектов ОЭА «Аврора» в целях расширения полосы захвата оп- тической системы. Выбранный конструктив платформы позволяет существенно увеличить площадь солнечных батарей и обеспечить использование электроракетного двигателя для поддержания орбиты. Возможна малоза- тратная модернизация средств связи и управления аппа- ратом, существенно повышающая его надежность и срок активного существования. Использование платформы только для радиолокационной аппаратуры УКВ-диапазона может существенно снизить стоимость серийных изделий и сформировать группировку радиолокационных МКА, ра- ботающих в УКВ-диапазоне, обеспечивающем новые воз- можности мониторинга Земли. С 1990-х гг. разработка и изготовление космических аппаратов в АО «РКЦ «Прогресс» осуществляется под руко- водством и при участии следующих руководителей и сотруд- ников: АНКирилин, РНАхметов, А.Д.Сторож, Г.П.Аншаков, С.В.Тюлевин, Н.Р.Стратилатов, С.И.Ткаченко. 482
Глава 6 Л.^-МакрилГснка, СН.'Валтсо&, А.ТЗЛороцно^, А.Л!Чупкмн, Т.С.Салихсв, З.ИХо^пенгсо, 'И.Ю.Нльияа, 'Б.А.СалЮ^нмЛий, М.И.Панаасис, 'И.'&.&шин СОВРЕМЕННЫЕ РАЗРАБОТКИ АО «КОРПОРАЦИЯ «ВНИИЭМ» Традиционным для АО «Корпорация «ВНИИЭМ» явля- ется создание космических аппаратов и систем на их основе гидрометеорологического и природоресурсного назначе- ния. За годы существования ВНИИЭМ создал несколько поколений автоматических космических аппаратов данного назначения - «Метеор», «Метеор-Природа», «Ресурс-О», первый в России геостационарный гидрометеорологиче- ский КА «Электро». Однако диапазон космических интересов ВНИИЭМ за по- следнее десятилетие значительно расширился. В настоящее время в сферу деятельности Корпорации входят задачи не только гидрометеорологии, но и всего тематического спектра дистанционного зондирования Земли: от научного изучения планеты и окружающего космического пространства до кар- тографии и мониторинга чрезвычайных ситуаций. Космический комплекс гидрометеорологического и океанографического наблюдения «Метеор-ЗМ» с КА «Метеор-М» В соответствии с Федеральной космической програм- мой России были развернуты работы по созданию косми- ческого комплекса гидрометеорологического и океаногра- фического обеспечения «Метеор-ЗМ» с КА «Метеор-М», который по основным технико-информационным показате- лям должен соответствовать лучшим зарубежным аналогам. Головным разработчиком данного комплекса было опре- делено АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Эта сложная задача легла на плечи генерального директора ВНИИЭМ Леонида Алексеевича Макриденко. Область применения КК «Метеор-ЗМ» включает в себя обеспечение подразделений Федеральной службы по ги- дрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а так- же других ведомств оперативной космической информаци- ей для решения ряда основных задач: - анализа и прогноза погоды в региональном и глобаль- ном масштабах; - анализа и прогноза состояния акватории морей и океанов; - анализа и прогноза условий для полетов авиации; - анализа и прогноза гелиогеофизической обстановки в околоземном космическом пространстве, состояния ионос- феры и магнитного поля Земли; ЛАМакриденко С 2004 г. - генеральный директор АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Д.т.н. Лауреат премии Правительства РФ АЯ.Чуркин С2011 г.-главный конструктор КК «Метеор-ЗМ». Кт.н. - мониторинга климата и глобальных изменений; - контроля чрезвычайных ситуаций; - экологического мониторинга окружающей среды и др. В соответствии с ФКП предусмотрено создание четырех гидрометеорологических КА («Метеор-М» № 1, № 2, № 2-1, № 2-2) и одного КА с океанографической специализацией («Метеор-М» № 3). В дальнейшем предусмотрено создание еще трех КА серии «Метеор-М» гидрометеорологического назначения («Метеор-М» № 2-3, № 2-4, № 2-5). Главным конструктором КК «Метеор-ЗМ» с КА «Метеор-М» был назначен Юрий Валерьевич Трифонов. При нем был осуществлен запуск КА «Метеор-М» № 1. После скоропостижной кончины Ю.ВТрифонова главным конструктором космического комплекса был назначен его преемник и заместитель Александр Львович Чуркин. Гидрометеорологические аппараты «Метеор-М» Первый космический аппарат гидрометеорологическо- го назначения «Метеор-М» № 1 космического комплекса «Метеор-ЗМ» был успешно выведен на орбиту 17 сентября 2009 г. с космодрома Байконур. По завершению летных ис- пытаний 24 декабря 2009 г. КА «Метеор-М» № 1 решением Государственной комиссии принят в опытную эксплуатацию. В течение пяти лет КА эксплуатировался по целевому на- значению. После отработки гарантированного срока суще- ствования космический аппарат передан на исследование главному конструктору. КА «Метеор-М» № 1 положил начало воссозданию российской метеорологической орбитальной группировки, которая прекратила свое существование в связи с выходом из строя КА «Метеор-ЗМ» № 1 в 2006 г. 8 июля 2014 г. с космодрома Байконур был осущест- влен успешный запуск КА «Метеор-М» № 2. По завершению летных испытаний 8 апреля 2015 г. КА «Метеор-М» № 2 решением Государственной комиссии принят в эксплуата- цию. По заключению пользователей, качество информации, 483
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Основные характеристики гидрометеорологических КА серии «Метеор-М» Орбита - солнечно-синхронная Наклонение -98,77° Высота в восходящем узле-832 км Период обращения -101,3 мин Масса КА - -2900 кг Масса полезной нагрузки—1250 кг Мощность системы энергопитания: - среднесуточная -1,4 кВт - пиковая - 2,0 кВт Ориентация - трехосная Точность ориентации - не хуже 10' Точность стабилизации - не хуже 0,005 град./с Срок активного КА «Метеор-М» № 1 на разгонном блоке «Фрегат» (Байконур) существования - 5 лет Средства выведения - PH «Союз-2» исп. 16 с РБ «Фрегат» нагрузок в процессе запуска и эксплуатации в космическом пространстве, а также при транспортировке и других на- земных операциях. В термоконтейнере разме- щаются бортовые служебные системы, предназначенные для поддержания жизнеспособно- сти КА, и часть полезной на- грузки, предназначенной для установки только в герметизи- рованных приборных отсеках. Внутри герметичного контей- нера сохраняется заданный те- пловой режим за счет циркуля- ции рабочего газа, состоящего главным образом из азота. Снаружи термоконтейне- ра закреплена внешняя приборная рама для размещения на ней остальной полезной нагрузки с массой до 700 кг. Кроме того, имеется привод, на оси которого расположены два комплекта панелей солнечной батареи, питающих элек- трической энергией УКП и КА в целом. Благодаря приводу, солнечная батарея ориентируется в направлении на Солнце. В составе «Ресурс-УКП» используются следующие бор- товые служебные системы: - бортовой комплекс управления, который представляет собой совокупность аппаратно-программных средств, пред- назначенных для управления информационными и служеб- передаваемой КА «Метеор-М» № 2, соответствует лучшим образцам зарубежных аналогов. Космические аппараты «Метеор-М» № 1 и № 2 были созданы на базе разработанной в АО «Корпорация «ВНИИЭМ» универсальной космической платформы «Ресурс-УКП» (СП-ll). Центральным звеном этой космиче- ской платформы является герметичный контейнер. Он име- ет форму цилиндра диаметром 1400 мм и длиной 2900 мм. Гермоконтейнер служит главным силовым элементом кон- струкции УКП, обеспечивающим прочность и жесткость КА, требуемые для выдерживания статических и динамических 484
Глава 6 1200 6000 Платформа 8! II II § т __Солнечные батареи для полезной нагрузки и2700 1 Зона отделяемых | коммерческих нагрузок - J Объем 2 х 0,28 - 0,56 м3 Масса до 400 кг ю Внешняя приборная рама 1800 х1800 Зона полезной нагрузки Объем = 8,1 м3 Масса до 700 кг Конструктивно-компоновочная схема «Ресурс-УКП» ними системами, а также для контроля их состояния на всех этапах испытаний и эксплуатации КА; - система электроснабжения; обеспечивает потребите- лей электроэнергией в течение всего срока эксплуатации и на всех этапах полета КА; - система терморегулирования; предназначена для под- держания температуры газовой среды в термоконтейнере и температурного режима наружной аппаратуры и внешних элементов конструкции КА; - система ориентации корпуса; обеспечивает постоян- ную ориентацию КА в процессе орбитального полета; - система ориентации батареи фотоэлектрической; предназначена для обеспечения максимально возможного энергоприхода от батареи фотоэлектрической; - антенно-фидерные устройства; - экспериментальные системы; - система отделения от ракеты-носителя. Внутренний состав каждой из упомянутых служебных систем с течением времени подвергается модификации с учетом появления новых принципов работы, более со- вершенных датчиков и компьютерных средств, перспек- тивных материалов и технологий, продвинутых методов проектирования и программного обеспечения и других новшеств. Для получения вышеуказанной информации на борту КА «Метеор-М» № 1, № 2, № 2-1, № 2-2 устанавливается следующая целевая аппаратура: - многозональное сканирующее устройство малого раз- решения МСУ-МР; - комплекс многозональной спектральной съемки сред- него разрешения КМСС; - бортовой радиолокационный комплекс БРЛК; - гелиогеофизический аппаратный комплекс ГГАК; - модуль температурно-влажностного зондирования ат- мосферы МТВЗА-ГЯ; - инфракрасный Фурье-спектрометр ИКФС, устанавли- вается на КА начиная с № 2. Основные технические характеристики целевой аппара- туры представлены в таблице 4. Целевая информация с КА «Метеор-М» № 1 и № 2 успешно используется для решения различных прикладных задач: мониторинг сельскохозяйственного землепользова- ния, лесопользование (незаконные вырубки, лесовосста- новление), лесные пожары, паводковая ситуация, снежный покров, ледовая обстановка, зарождение тайфунов, вулка- ническая деятельность, обзорные наблюдения за облачно- стью по всей территории России и миру. Основными потребителями информации являются Минприроды, Росгидромет, МЧС, Минсельхоз, Минтранс, Минэкономразвития, Роскосмос, РАН, органы исполни- тельной власти субъектов Российской Федерации (Воронеж- ской, Липецкой, Магаданской, Тамбовской, Волгоградской, Томской, Калужской, Владимирской, Кировской областей, Красноярского, Камчатского, Хабаровского краев, Респу- блики Алтай) и др. Прием информации целевой аппарату- ры КА «Метеор-М» осуществляют три центра федераль- ного уровня, находящиеся в ведении Росгидромета (ФГБУ «НИЦ «Планета»): Европейский (г. Москва - Обнинск - Долгопрудный), Сибирский (г. Новосибирск), Дальневосточ- ный (г. Хабаровск), а также находящийся в ведении Роскос- моса Научный центр оперативного мониторинга Земли АО «Российские космические системы» (НЦ ОМЗ - оператор космического комплекса «Метеор-ЗМ»). За пять лет работы КА «Метеор-М» № 1 разработан и реализован 821 вариант программ работы бортовой целевой аппаратуры. Средствами НКПОР Роскосмоса 485
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 1 Технические характеристики целевой аппаратуры КА «Метеор-М» № 1, № 2, № 2-1, № 2-2 Наименование Спектральный/частотный диапазон Число каналов Пространственное разрешение, не более, м Полоса захвата не менее, км Многозональное сканирующее устройство (МСУ-МР) 0,50-12,5 мкм 6 1000 «Метеор-М» №1 -2800 «Метеор-М» № 2, №2-1, №2-2-2900 Комплекс многозональной спутниковой съемки (КМСС) «Метеор-М» № 1 0,53-0,90 мкм (2 МСУ-100) 3 58 900 0,37-0,69 мкм (МСУ-50); 3 116 900 «Метеор-М» № 2 0,53-0,90 мкм (2 МСУ-100) 3 54 946 0,37-0,69 мкм (МСУ-50); 3 116 943 «Метеор-М» №2-1, №2-2 0,52-0,9 мкм (2 МСУ-100) 3 60 1000 Бортовой радиолокационный комплекс «Северянин-М» Несущая частота -9,6 ГГц 500 и 1000 600 Модуль температурного и влажностного зондирования атмосферы (МТВЗА-ГЯ) Частотный диапазон -10,6— 183,31 ГГц 29 10-198 км гориз 1500 ИК-Фурье-спектрометр для термического и влажностного зондирования атмосферы (ИКФС-2) «Метеор-М» №2, №2-1, №2-2 5-15 мкм 35000 2500,2000,1500, 1000 Гелиогеофизический аппаратурный комплекс (ГГАК-М) Измерение плотности потока электронов и протонов космического излучения, измерение количества ионов газа в диапазонах легких и средних масс, измерение коротковолновой солнечной радиации, отраженной от Земли Система сбора и передачи данных (ССПД) 150 ледовых, наземных, морских платформ одновременно Радиолинии м-, дм-, см-диапазонов непосредственная передача информации в м-, дм- и см- диапазонах; воспроизведение глобальной информации в см-диапазоне и Росгидромета было проведено 17079 сеансов приема целевой информации с КА. За этот период были получе- ны и обработаны 6340 заявок на получение информации с аппаратуры КМСС. Заявки на съемку аппаратурой КМСС многократно покрывают всю территорию РФ. Съемка всей поверхности Земли аппаратурой МСУ-МР осуществляется без заявок в непрерывном режиме. За время эксплуатации потребителям выдано более 581 млн км2 информации с КМСС и более 23915 млн км2 информации с МСУ-МР. Обра- батывались и выполнялись оперативные заявки МЧС России, подаваемые через российского Оператора Международной Хартии по космосу и крупным катастрофам, членом которой является Федеральное космическое агентство с 2013 г. Одним из ярких примеров применения информации с КА серии «Метеор-М» служит жаркое лето 2010 г., когда горели леса, сельскохозяйственные угодья, целые поселки. Данные съемки с КА «Метеор-М» № 1 активно использова- лись для осуществления оперативного мониторинга регио- нов России, охваченных лесными и торфяными пожарами (Московская, Рязанская, Нижегородская, Владимирская, Свердловская и другие области). Оперативные данные съемки после стандартной обработки ежедневно поступали в службы МЧС и в регионы. Спутниковая информационная продукция передавалась в Росгидромет, Гидрометцентр России, Московское метеобюро, Гидрометслужбу Мини- стерства обороны Российской Федерации, Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Все помнят извержение вулкана Эйяфьятлайокудль в Исландии (2010 г.). С КА «Метеор-М» № 1 осуществлялся контроль за распространением пылевого облака, возникше- 486
Глава 6 го в результате извержения вулкана. Цветосинтези- рованные изображения дымового шлейфа, совме- щенные с картой барической топографии АТ-500, передавались в Росгидромет для выпуска штормо- вых предупреждений об опасных для авиации явле- ниях по зонам воздушного пространства. В рамках подготовки Олимпиады-2014 в Сочи с помощью спутниковых наблюдений осущест- влялся комплексный экологический мониторинг Сочинского национального парка и прилегающих территорий. Данные съемки с КА «Метеор-М» № 1 использовались для составления прогнозов погоды по району большого Сочи, которые передавались главному метеорологу Олимпиады-2014. В 2014 г., информация, получаемая с КА «Метеор-М» № 1, в комплексе с другими космическими аппаратами ДЗЗ применялась для мониторинга района Адлер - Красная Поляна с целью обеспечения уполномочен- ных федеральных органов исполнительной власти космической информацией по району проведения XXII Олимпийских зимних игр. За период эксплуатации КА серии «Метеор-М» продемонстрирована надежная работа спутниковых систем и обеспечен значительный вклад в осущест- вление мониторинга окружающей среды (включая мониторинг чрезвычайных ситуаций) на территории Российской Федерации и за рубежом. Океанографический космический аппарат «Метеор-М» №3 КА «Метеор-М» № 3 будет обладать определен- ной спецификой в ряду прочих КА космического комплекса «Метеор-ЗМ», т.к. должен иметь океано- графическую и гидрологическую направленность. При этом Госзаказчиком специально отмечено, что основное назначение этого КА - всепогодный и не- зависимый от освещенности радиолокационный мониторинг с использованием БРЛК с активной фазированной антенной решеткой. Помимо БРЛК с АФАР в состав бортового ин- формационного комплекса КА «Метеор-М» № 3 должны войти оптические сканеры для определения цветности воды и контроля состояния биосферы океана, скаперометр и аппаратура для измерения параметров атмосферы методом радиозатменного просвечивания. Заложенные в проект современные научно-тех- нические решения позволят обеспечивать решение не только метеорологических и океанографических задач, но и задач других заказчиков и потребителей. В частности, на основании информации, получае- мой с помощью КА «Метеор-М» № 3, планируется решение следующих основных проблем: Снимок КА «Метеор-М» № 1. Мониторинг лесных пожаров Снимки с КА «Метеор-М» №1 и№2 Снимок КА «Метеор-М» N-2. Черное море Снимок КА «Метеор-М» №2. Крым, Кубань, Азовское и Черное моря 487
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Метеор-М» №3 Основные характеристики КА «Метеор-М» №3 Орбита - солнечно-синхронная Наклонение - 97,99 ° Высота в восходящем узле - 652 км Период обращения - 97,77мин Масса КА - -3000 кг Масса полезной нагрузки—1200 кг Мощность системы энергопитания' - среднесуточная - 2 кВт - пиковая -10 кВт Ориентация - трехосная Точность ориентации - не хуже 3' Точность стабилизации - не хуже 10-4 град./с Срок активного существования - 7 лет Средства выведения - PH «Союз- 2» исп. 16 с РБ «Фрегат» - обеспечение безопасности мореплавания, проведение фундаментальных и прикладных исследований ледяного по- крова в приполярных акваториях Мирового океана и замерза- ющих морях, а также крупных озерах умеренных широт; - прогноз, мониторинг и информационное обеспечение мероприятий по ликвидации последствий наводнений; - оперативный контроль за состоянием водной среды и соблюдением правил использования континентального шельфа в исключительной экономической зоне РФ; - своевременное обнаружение, определение площади и конфигурации разливов нефтепродуктов на водной по- верхности, а также мониторинг динамики развития загряз- нений акватории Мирового океана; - мониторинг промысловых районов Мирового океана в целях информационного обеспечения производственной деятельности рыболовного флота; - исследование принципов тепло- и массопереноса на границе раздела океан-атмосфера в интересах решения прикладных и фундаментальных проблем гидрометеороло- гии и океанографии; - агрометеорологическое обеспечение сельскохозяй- ственного производства. В связи с тем, что КА «Метеор-М» № 3 будет осна- щен очень большими и энергоемкими комплексами це- левых приборов с присутствием в них бортовых радиоло- каторов с крупногабаритными антеннами на базе АФАР, во ВНИИЭМ проектируется новая космическая платформа. При этом используются базовые решения, соответствующие как современным тенденциям в области разработки косми- ческих платформ, так и опыту предприятия, накопленному при эксплуатации унифицированной космической платфор- мы «Ресурс-УКП»: - унификация конструкции и служебных систем новых космических платформ; - негерметичное исполнение; - использование конструкции приборного отсека в каче- стве силовой основы; - применение современных облегченных и прочных конструкционных материалов (композиты, алюминиевые сплавы и т.п.); - усовершенствованная электромеханическая система ориентации и стабилизации с магнитной разгрузкой; - солнечные батареи из унифицированных по типораз- меру гетероструктурных модулей фотопреобразователей на основе арсенида галлия; - литий-ионные аккумуляторные батареи с высокими техническими и ресурсными параметрами; - средства терморегулирования на основе практически только пассивных элементов (тепловые трубы, терморегу- лирующие покрытия, радиаторы, маты ЭВТИ и т.п.); - автономность и интеллектуальность борта за счет вы- сокоэффективных аппаратно-программных средств и тех- нологий; - прецизионное координатно-временное обеспечение за счет совместного использования данных от звездных датчи- ков и сигналов навигационных спутников; - широкое применение современных методов автомати- зированного проектирования для оптимизации компоновки бортовых систем и элементов; - создание определенных резервов для возможных из- менений массо-энергетических характеристик полезной на- грузки; - создание резервов массы и энергии для коммерческих грузов. Силовая конструкция корпуса новой космической плат- формы представляет собой сетчатую углепластиковую вось- мигранную призму На новой силовой конструкции корпуса размещаются сотопанели, к которым прикрепляются слу- 488
Глава 6 Табл. 2 Состав и основные характеристики целевой аппаратуры КА «Метеор-М» №3 Аппаратура Применение Спектральный/частот- ный диапазон Пространственное разрешение, м Полоса обзора, км Бортовой радиолокационный комплекс (БРЛК) Всепогодное и круглосуточное (независимо от естественной освещенности) ДЗЗ в сантиметровом диапазоне радиоволн 9300-9800 МГц (Х-диапазон) 1-500, в зависи- мости от режима съемки 470-750 Скаттерометр (СКАТ-МЗ) Определение скорости и направле- ния приводного ветра 13,74-13,75 ГГц (Ки-диапазон) 25000 1800 Сканер цветности океана (МСУ-0) Оценка биопродуктивности вод и глобальных потоков углерода, баланса солнечной энергии в системе атмосфера-океан. Изучение динамики верхнего слоя. Экологиче- ский мониторинг 0,405-0,875 мкм (13 каналов) 1000 1800 Сканер береговой зоны (СБЗ) Мониторинг шельфовой и береговых зон путем регистрации отраженного излучения от поверхности Земли и атмосферы в нескольких узких областях видимого и ближнего ИК-диапазонов электромагнитного спектра 0,433-0,885 мкм (6 каналов) 80 800 Аппаратура радиозатменного мониторинга атмосферы (АРМА-МЗ) Предназначена для измерения об- условленных влиянием атмосферы и ионосферы приращений фазового пути и амплитуд сигналов, излучае- мых ГНСС ГЛОНАС и GPS, в режиме радиозатменного зондирования 1227,6-1605,375 МГц (частотные диапазоны сигналов ГЛОНАСС и GPS) дискретность точек измерения по высо- те-0,2 км диапазон высот зондирования - 0,5-400 км Бортовая информационная система М-диапазона Прием потока данных от бортовой аппаратуры БРЛК, формирования выходного потока информации в соответствии с форматом стандарта CCSDS и передачи преобразованной информации по низкоскоростной радиолинии на пункты приема информации 137-138 МГц информационная скорость - 80 Кбит/с. Формат-LRPT Бортовая информационная система см- и Ка-диапазонов См-диапазон - прием информации в цифровом виде от бортовой аппа- ратуры, формирование цифровых информационных потоков в за- данном радиотехническом формате и передачи этих потоков на ППИ. Ка-диапазон - передача целевой информации от БРЛК на наземный сегмент 1 канал 8,2 ГГц информационная скорость - 150 Мбит/с 1 канал 8,3 ГГц информационная скорость - 600 Мбит/с 1 канал 26 ГГц информационная скорость - 600 Мбит/с жебные системы, платформа с аппаратурой полезной на- грузки, антенна АФАР и частично раскладываемая (после запуска) солнечная фотоэлектрическая батарея (часть сек- ций солнечной батареи с самого начала жестко закреплена на корпусе КА, а часть развертывается после выведения на орбиту). Описанная конструктивно-компоновочная схема горизонтального типа соответствует перечисленным выше базовым решениям проектирования новых космических платформ, относящимся к выбору конструкции. Проектируемая космическая платформа имеет негер- метичное исполнение. Это позволяет экономить массу и облегчить монтажные операции по сборке и разборке плат- формы и спутника целиком. Приборный отсек, включающий сетчатую силовую конструкцию в качестве его жесткого каркаса, используется в роли силовой основы космической платформы и спутника в целом. При изготовлении силовой основы и ряда систем и элементов платформы применя- ются композитные и другие современные облегченные конструкционные материалы. Данные технические решения продиктованы требованиями по обеспечению жесткости и размеростабильности АФАР. Состав служебных систем новой платформы носит унифицированный характер. Принципиально он соответ- ствует ранее описанной «Ресурс-УКП», но с изменениями, 489
История развития отечественных автоматических космических аппаратов МКА «Университетский - Татьяна-2» Состав и компоновка МКА «Университетский - Татьяна-2» вытекающими из базовых решений, современных ме- тодов проектирования, применения новых материа- лов и т.д. Также в состав служебных систем включена корректирующая двигательная установка На основе УКП запланировано создание также и перспективных космических аппаратов гидро- метеорологического назначения и различных КА всепогодного наблюдения типа «Метеор-МП». Та- ким образом, эта космическая платформа должна стать базовой для разработки очередного поколе- ния спутников дистанционного зондирования Земли в ОАО «Корпорация «ВНИИЭМ». Малый КА «Университетский - Татьяна-2» Экспериментальный научно-образовательный исследовательский малый космический аппарат «Университетский - Татьяна-2» предназначен для вы- полнения международной научно-образовательной молодежной программы под руководством Москов- ского государственного университета им. М.В. Ло- моносова, направленной на привлечение студентов, аспирантов и молодых исследователей ко всем эта- пам подготовки и проведения космического экспе- римента, исследования и развития дистанционных методов обучения между университетами - участни- ками международной коллаборации по выполнению данного проекта. МКА «Университетский - Татьяна-2» разработан АО «Корпорация «ВНИИЭМ» по заказу НП «Межунивер- ситетская научно-образовательная программа косми- ческих исследований» Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. Перед коллек- тивом разработчиков стояла задача в короткий срок создать малобюджетный научно-образовательный ма- лый космический аппарат для изучения околоземного космического пространства. Основным критерием при создании конструкции МКА «Университетский-Татья- на-2» являлось обеспечение точностных и технических Основные характернстнкн МКА «Университетский - Татьяна-2» Тип орбиты - околокруговая, околосолнечно-синхронная Высота орбиты - -832 км Период обращения—101 мин Наклонение —98,8 ° Точность ориентации на Землю - не хуже 30' Масса-около 100кг Габаритные размеры с учетом антенн -1400 х 950 х 570 мм Среднее потребление полезной нагрузки - 35 Вт Объем передаваемой информации-до 100 МБ/сут. Срок активного существования -1 год 490
Глава 6 характеристик МКА, полей обзора научных и служебных приборов, прочности конструкции, теплового режима си- стем, электромагнитной совместимости компонентов. Малый космический аппарат «Университетский - Татьяна-2» был запущен с космодрома Байконур 17 сентя- бря 2009 г. попутно с КА «Метеор-М» № 1 ракетой-носите- лем «Союз-2» с разгонным блоком «Фрегат». МКА предназначен для исследования околоземного космического пространства, в т.ч.: - исследования транзиентных световых явлений в верх- них слоях атмосферы Земли; - исследования радиационной обстановки на орбите спутника; - исследования вариаций гравитационного и магнитного полей Земли. Состав служебных систем МКА: 1. Блок центрального контроллера и телеметрии. 2. Система ориентации в автоматическом режиме, ко- торая обеспечивает успокоение МКА после отделения от средств выведения и поиск ориентиров (Земля, Солнце, время установления режима 23С - не более 1,5 ч); управле- ние ориентацией МКА. 3. Система электроснабжения, обеспечивающая питание бортовой аппаратуры МКА в соответствии с логикой работы и штатной циклограммой энергопотребления за счет обе- спечения согласованной работы аккумуляторной батареи и батареи фотоэлектрической на общую нагрузку. 4. Система терморегулирования, предназначенная для обеспечения рабочих температур блоков МКА. Она строится при использовании возможностей контроллера питания и телеметрии и ряда элементов: термодатчиков, радиаторов, экранно-вакуумной термоизоляции, пленочных нагревате- лей (при необходимости). 5. Блок радиоканалов, предназначенный для организации каналов радиосвязи системы командного управления, телеме- трического контроля и информационного обслуживания МКА. 6. Контроллер питания и телеметрии. 7. Навигационная аппаратура пользователя, предназна- ченная для навигационного обеспечения взаимодействия МКА и наземных служб при эксплуатации. НАП определяет пространственное положение центра масс МКА на орбите оперативно, с заданным периодом. 8. Передатчик скоростной информации, предназначен- ный для передачи данных научной аппаратуры МКА со ско- ростью 1,3308 Мбит/с в частотном диапазоне 1,69-1,71 ГГц. Модуляция - ФМ-2-135 ° (BPSK). В целях повышения на- дежности канала скоростной передачи информации ис- пользованы два идентичных комплекта ПСИ, включенных по схеме «холодного» резервирования. 9. Антенно-фидерные устройства, предназначенные для приема и передачи информации радиотехнических устройств МКА на наземные пункты приема информации. Для реализации данной задачи на МКА установлены четыре, работающих в заданных частотных диапазонах. 10. Конструкция (включая кабели). Научная аппаратура МКА «Университетский - Татьяна-2» Для решения целевых задач на МКА установлен ком- плекс научных приборов, работа которых обеспечивалась достаточно точной ориентацией и стабилизацией. В состав космического аппарата входят комплекс научной аппарату- ры и служебная платформа. Главным конструктором косми- ческого аппарата от ВНИИЭМ был назначен В.А.Кожевников. Высокоатмосферные оптические вспышки 491
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Комплекс научной аппаратуры включает детектор уль- трафиолетового и красного излучения, детектор флуктуа- ций потока заряженной компоненты, микроакселерометр, электронный спектрометр, экспериментальная БЦВМ, де- тектор изображения в ультрафиолетовом излучении (теле- скоп «Т» и спектрометр «С» в составе прибора MTEL), блок сбора и передачи информации. Комплекс научной аппаратуры МКА создавался МГУ им. М.В.Ломоносова совместно с консорциумом универси- тетов Республики Корея и Автономным университетом про- винции Пуэбла Мексики, а также Государственным фондом поддержки прогрессивных технологий и космических иссле- дований. Комплекс научной аппаратуры, предназначенный для исследования вспышек электромагнитного излучения в верхней атмосфере, позволяет регистрировать излучение в широком диапазоне длин волн и получать пространственно- временное изображение вспышки. Для изучения природы вспышек вместе с детекторами электромагнитного излучения используются детекторы за- ряженных частиц. Научная аппаратура подготавливается на- учными центрами - участниками научно-образовательной коллаборации. НИИЯФ МГУ осуществляет координацию на- учно-исследовательской работы. Детектор ультрафиолетового и красного излучения. Детектор флуктуаций потока заряженной компоненты Научная аппаратура ДУФиК и ФЗК предназначена для изучения процессов, происходящих в околоземном косми- ческом пространстве и в верхних слоях атмосферы Земли: вариации потоков заряженных частиц на орбите спутника, свечения атмосферы Земли, возникающего при проникнове- нии заряженных частиц в атмосферу, «вспышечных» явлений природного (высотных электрических разрядов) и, возмож- но, техногенного характера. НА позволяет измерять структу- ру потоков заряженных частиц на орбите (с помощью ФЗК) и свечения атмосферы Земли в ультрафиолетовом и красном диапазонах электромагнитного спектра (с помощью ДУФиК). Детектор изображения в ультрафиолетовом излучении - телескоп «Т» и спектрометр «С» в составе прибора MTEL Телескоп «Т» предназначен для измерения размера и формы пространственного распределения отдельных УФ-вспышек в те же моменты времени, что наблюдаются в детекторах ФЗК и ДУФиК. С помощью телескопа «Т» было выяснено, каковы размер и форма пространственного рас- пределения отдельных УФ-вспышек в те же моменты вре- мени, что наблюдаются в детекторах ФЗК и ДУФиК. Спектрометр «С» предназначен для изучения спек- трального состава вспышек, отобранных телескопом «Т». Новые приборы позволили разделить наблюдаемые транзи- ентные события на классы и проследить, как распределены на карте Земли события различного типа. Было выяснено, какие классы транзиентных событий связаны с фазой Луны, что поможет пониманию природы этой связи. Одновременно с наблюдением транзиентных событий в атмосфере с помощью детектора ФЗК измерялись вари- Регистрация атмосферных событий. Иллюстрация работы телескопа «Т», находящегося на борту спутника и дающего изображение транзиентных явлений в атмосфере, происходящих далеко внизу 492
Глава 6 ации интенсивности потока заряженных частиц на орбите спутника и было выяснено, существует ли связь между ними. Микроакселерометр МАС осуществляет изменение параметров гра- витационного поля Земли по орбите путем измере- ния малых вариаций параметров орбиты спутника. Для снижения влияния угловых ускорений спутника блок МАС устанавливается в центр масс спутника. Данные, полученные в результате измерений, от- правляются в информационную сеть спутника и за- поминаются в блоке информации спутника. Электронный спектрометр (БЦУ) Электронный спектрометр (БЦУ) предна- значен для измерения температуры, плотности и электрического потенциала плазмы электронов ионосферы и магнитного поля Земли. Блок БЦУ установлен на корпус космического аппарата та- ким образом, чтобы датчик был обращен измери- тельной частью по курсу движения МКА на орбите. Таким расположением обеспечивается «набега- ние» электронного газа на датчик, измеряется ве- личина энергии электронов и давления плазмы в околоземном пространстве. Данные, полученные в результате измерений, передавались в блок сбора, хранения и передачи информации. Экспериментальная БЦВМ (ВСЮ Экспериментальная БЦВМ (ВСК) представляет собой микроЭВМ стандарта РС/104, устанавлива- ется на МКА «Университетский - Татьяна-2» в ка- честве одного из приборов полезной нагрузки для определения целесообразности применения подоб- ных микро ЭВМ в условиях негерметичного КА. Блок сбора, хранения и передачи информации БИ служит для сбора целевой и телеметриче- ской информации с приборов МГУ, ее хранения и последующей передачи по запросу в бортовую систему передачи целевой информации и БКУ (только телеметрической информации), приема командно-программной информации по интер- фейсам CAN2. БИ также обеспечивает подачу пи- тания на приборы МГУ. Результаты исследований атмосферных транзиентных явлений на спутнике «Университетский-Татьяна-2» Основной научной задачей спутника «Универ- ситетский - Татьяна-2» являлось исследование транзиентных световых явлений в верхней атмос- Примеры зарегистрированных вспышек с различным временным профилем. Пунктир - профиль сигнала в УФ. Сплошная линия - профиль сигнала в К-ПК Время, мс 493
История развития отечественных автоматических космических аппаратов 180 РО О 90 180 Распределение вспышек УФ на карте Земли, число фотонов КРЧО22 180 РО О 90 180 Г* - - т • л- г» F?—- й Г # е ♦ —•• • • S 'г. > ь • • • • Г.‘ ♦ •’bt * X / • Л» ( ( • **i**Si * ЧдЯД / • * 1 •, ЙМкгх • • • • • «л V*: • /Д. £ М.1 ♦ • 9 * - Распределение вспышек УФ на карте Земли, число фотонов Ю^-Ю23 180 90 О 90 180 —-—— <^7==’ --хзЭК ~ ’г. А л» —♦ ♦- Q й *> -р'^. » • • • <г\л^ ♦ А • —V • л »• 1 .• • • • • • У • Чх/ \ *• % • • Л »♦ ш * ь*4! - Cl •< %. -1 . j — Распределение вспышек УФ на карте Земли, число фотонов ^Ю23 494
Глава 6 Примеры серий вспышек на одном витке спутника карта интенсивности УФ-свечения атмосферы в безлунные ночи, снятая в период с 20 октября 2009 г. по 16 января 2010 г. Видны наиболее «темные» районы Земли в УФ-свечении (интенсивность УФ-излучения над океанами, над пустыней Сахара Iw= (3-5)-107 фот/см2 с ср) и наиболее «светлые» районы (luv= (1-2)- 10s фот/см2 с ср, над США, Европой и другими районами, связанными с человеческой деятельностью). С увеличением фазы луны растет уровень УФ-излучения, рассеянного от атмосферы и от облачного покрова. При полной луне Iw= -НУ фот/см2 с ср. При пролете в области терминатора измеряемая интенсивность УФ излучения увеличивается до значений-1012 фот/см2 с ср и далее, на дневной стороне достигает значений-1013 фот/см2 с ср. фере Земли и поиск корреляции этих разрядов с потоками электронов на орбите спутника. Спутник активно проработал до 20 января 2010 г. С октября 2009 г. по январь 2010 г. МКА «Университетский - Татьяна-2» провел на теневой стороне орбиты порядка 320 рабочих часов, совершив 797 витков. Атмосферные вспышки регистрировались детектором (ДУФиК) в двух диапазонах длин волн: 240-400 нм (УФ) и 610-700 нм (К-ИК). Отбор событий транзиентных свето- вых явлений происходил при условии «самая яркая вспышка за минуту», т.е. в память бортового компьютера записыва- лись не все зарегистрированные вспышки, а только одна в течение минуты. Это существенное изменение по сравне- нию с предыдущим экспериментом, проводимым на борту спутника «Университетский - Татьяна-1», где записывалось в память лишь одно событие на виток. Это различие позволи- ло получить значительно большую статистику явлений, про- следить частоту их регистрации вдоль одного витка орбиты спутника. Каждое событие записывалось в виде осцилло- граммы длительностью 128 мс. Всего за время работы МКА «Университетский - Татьяна-2» было отобрано 2500 вспы- шек. На 642 витках из 797 зарегистрирована хотя бы одна вспышка УФ- и К-ИК-излучения. На 293 витках наблюдались серии событий, состоящие из трех и более вспышек подряд. Число зарегистрированных во вспышке фотонов в пре- делах площади атмосферы, наблюдаемой детектором, ока- залось в диапазоне от 1020 до 1026 Основной вклад в энер- гию, выделяемую в атмосфере, вносят мощные вспышки, с числом фотонов более 1023. Измеренное глобальное 495
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Карта интенсивности потока электронов, регистрируемых детектором заряженных частиц на орбите, с пороговой энергией 1 МэВ. На карте выделяется область Южно-атлантической аномалии, где значения интенсивности потока электронов на протяжении тысяч километров вдоль траектории спутника превышают значения в других районах Земли. Менее интенсивные потоки электронов на высоких широтах, соответствующих внешнему и внутреннему радиационным поясам, измеряются лишь при достаточной интенсивности. географическое распределение зарегистрированных собы- тий меняется в зависимости от числа фотонов во вспышке. Менее яркие вспышки имеют более равномерное распре- деление по области наблюдения спутника, нежели яркие, которые концентрируются ближе к экватору и над материка- ми. Получено распределение вспышек по отношению числа фотонов в КИ диапазоне к числу фотонов в УФ-диапазоне. Наблюдается его зависимость от длительности временного профиля зарегистрированного события. Интересным результатом, полученным на спутнике «Университетский - Татьяна-2», является наблюдение серий вспышек на одном витке спутника. Измерения показывают, что с ростом числа фотонов во вспышке (Qa) растет веро- ятность события войти в серию. Например, 42 % вспышек с малым числом фотонов Оа< 5-1021 встречаются как оди- ночные события, в то время как среди транзиентов с боль- шим числом фотонов Qa> 5-Ю21 только 17 % встречаются вне серий. Большая часть - 90 % событий, не входящих в серии, - представляют собой короткие импульсы длитель- ностью до 10 мс (в составе серий количество таких вспышек составляет порядка 60 %). Частота наблюдения одиночных вспышек над океанами (-105 км2 час ') выше частоты по- явления молний в этих районах. Географическое распределение событий в сериях ука- зывает на их связь с районами грозовой активности. Это означает, что в данных областях создаются благоприятные условия для возникновения быстрых электрических разря- дов в верхней атмосфере. Однако серии вспышек на одном витке спутника наблюдаются при пролете не только над гро- зовыми областями, но и над безоблачными районами. Со- отношение числа вспышек в безоблачных районах (25 %) и в облачных районах (75 %) превышает наблюдаемую долю молний в безоблачных районах (<5 %). Наблюдение вспы- шек каждую минуту в течение длительного времени (одна из зарегистрированных серий имеет 15 событий) указывает на возможное возбуждение электрического поля в верхних слоях атмосферы на больших площадях (тысячи киломе- тров), далеко за пределами облачности. Помимо регистрации быстрых (транзиентных) явле- ний, детектором осуществлялась запись и среднего фона УФ-свечения ночной атмосферы Земли вдоль траектории движения спутника. Космический комплекс «Канопус-В» - новое слово в дистанционном зондировании земли высокого разрешения. Белорусский космический аппарат Использование малых космических аппаратов для по- строения орбитальных группировок является во всем мире перспективным направлением создания современных кон- курентоспособных систем дистанционного зондирования Земли. Невысокая стоимость, мобильность сборки и под- готовки к запуску, возможность пакетного запуска несколь- ких МКА на одном ракетоносителе позволяют в кратчайшие сроки развертывать космические системы для решения за- дач ДЗЗ. В соответствие с Федеральной космической програм- мой России до 2015 г. АО «Корпорация «ВНИИЭМ» было развернуто создание космического комплекса оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных си- туаций «Канопус-В» на базе КА массой до 500 кг. Основной целью КК «Канопус-В» ставилось получение изображений поверхности Земли высокого пространственного раз- решения в панхроматическом (2,1 м) и многозональном (10,5 м) режимах в интересах обеспечения подразделений Федерального космического агентства, Министерства Рос- сийской Федерации по делам гражданской обороны, чрез- вычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных 496
Глава 6 Р.С.Салихов Главный конструктор КК «Канопус-В», КА «Ломоносов». Кт.н. КА «Канопус-В» № 1 и БКА в монтажно- испытательном комплексе АО «Корпорация «ВНИИЭМ» бедствий, Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации, Федеральной службы по гидро- метеорологии и мониторингу окружающей среды России, Российской академии наук, а также других ведомств опера- тивной информацией. Одновременно с КК «Канопус-В» в рамках контракта между НАН Беларуси и АО «Корпорация «ВНИИЭМ» созда- вался Белорусский космический комплекс дистанционного зондирования Земли. Работу по созданию КК «Канопус-В» и Белорусского КК возглавил главный конструктор Рашит Салихович Салихов. Основным назначением БКК, также как и КК «Канопус-В», является получение панхроматических и многозональных изображений поверхности Земли, но в ин- тересах различных отраслей народного хозяйства, ведомств и министерств Республики Беларусь: - Министерства по чрезвычайным ситуациям Республи- ки Беларусь; - Министерства лесного хозяйства Республики Беларусь; - Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь; - Министерства природных ресурсов и охраны окружаю- щей среды Республики Беларусь. Другое назначение - снабжение их оперативной инфор- мацией. Оба космических аппарата имеют общие цели: - мониторинг техногенных и природных чрезвычайных ситуаций, в т.ч. стихийных гидрометеорологических явлений; - обнаружение лесных пожаров, крупных выбросов за- грязняющих веществ в природную среду; - мониторинг сельскохозяйственной деятельности, при- родных (в т.ч. водных и прибрежных) ресурсов; - землепользование; Основные характеристики КА «Канопус-В» N-T и БКА Высота орбиты -510 ±10 км Орбита - солнечно-синхронная Наклонение плоскости орбиты - 97,4 ° Период обращения - 5688 с Время восходящего узла -11 ч 30 мин Масса КА с полезной нагрузкой - 465 кг Масса комплекса целевой аппаратуры -106 кг Ракета-носитель - «Союз-ФГ» с РБ «Фрегат» Тип запуска - групповой Срок активного существования на орбите - не менее 5 лет Тип системы ориентации и ее параметры - электромаховичная, трехосная Точность ориентации по каждой из трех осей - не хуже 5' Точность стабилизации - 0,001 град./с Имеется возможность программных разворотов вокруг осей рыскания и тангажа - оперативное наблюдение заданных районов земной поверхности; - картографирование. 22 июля 2012 г. запуском малого космического аппара- та «Канопус-В» № 1 и белорусского космического аппарата в АО «Корпорация «ВНИИЭМ» завершился первый этап создания нового поколения малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с высоким простран- ственным разрешением. 30 октября 2012 г., учитывая положительные результаты выполнения программы летных испытаний КК «Канопус-В» с КА «Канопус-В» № 1, Государственная комиссия приня- ла решение о завершении ЛИ и рекомендовала принять КК в эксплуатацию. 30 ноября 2012 г. Межведомственная 497
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Канопус-В» № 1 и ВКА. Байконур, 2012 г. 750 х 750 мм Корпус является силовой конструкцией КА; со- вместно с элементами систе- мы обеспечения теплового режима корпус обеспечивает заданный температурный ре- жим посадочных (установоч- ных) мест бортовой служебной и целевой аппаратуры, разме- щенной на внутренних и на- ружных поверхностях панелей корпуса. Данная конструкция космических аппаратов обе- спечивает: - размещение в ограни- ченном объеме пространства, определяемом зоной полезной нагрузки PH, комплекса целе- вой аппаратуры и служебных систем; - достаточные прочност- ные, жесткостные, массоцен- тровочные и инерционные характеристики КА в соответ- российско-белорусская комиссия приняла решение завер- шить этап ЛИ Белорусского космического комплекса с БКА и принять его к использованию по целевому назначению. Для решения поставленных задач на космические аппа- раты установлен комплекс целевой аппаратуры, включаю- щий в себя две камеры (панхроматическую (ПСС) и много- спектральную (МСС)), бортовую информационную систему, радиолинию целевой информации. КЦА предназначена для съемки участков поверхности Земли в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра, для формирования по- лученной видеоинформации совместно с необходимой слу- жебной и телеметрической информацией в кадры целевой информации, хранения и передачи сформированной це- левой информации в РЛЦИ. Конструктивно КЦА выполнен в виде моноблока В основу конструкции служебной космической платфор- мы для КА положен негерметичный корпус, представляю- щий собой параллелепипед высотой 900 мм и с основанием ствии с ограничениями, на- кладываемыми PH, и условиями размещения под головным обтекателем PH; - стыковку и отделение КА от PH, приведение КА в рабо- чее положение после отделения, коррекцию орбиты; - заданный тепловой и энергетический режимы функ- ционирования бортовой аппаратуры и их электромагнитную совместимость; - защиту от внешних механических воздействующих факторов в условиях вывода на орбиту, орбитального по- лета, транспортировки и хранения КА, защиту БА от воздей- ствия условий космического пространства; - требуемые поля обзора блоков служебной и целевой аппаратуры, а также диаграммы направленности антенных комплексов; - доступ к блокам, приборам и электрическим разъемам КА; - возможность замены блоков и приборов из состава ЗИП; - возможность установки имитационного оборудования бортовой аппаратуры КА. Табл. 4 Основные технические характеристики комплекса целевой аппаратуры КА «Канопус-В» № 1 и БКА Наименование Геометрическое разреше- ние при съемке в надир, км Полоса захвата км Спектральный диапазон, мкм Количество спектральных каналов Панхроматическая съемочная система (ПСС) 2,1 23 0,54-0,86 1 Многозональная съемочная система (МСС) 10,5 23 0,46-0,52 0,51-0,60 0,63-0,69 0,75-0,84 4 498
Глава 6 В состав служебных си- стем входят: 1. Бортовой комплекс обеспечивающих систем: - система электроснаб- жения; - система обеспечения теплового режима; - корректирующая двига- тельная установка. 2. Бортовой комплекс управления: - бортовая вычислитель- ная система; - система управления движением и навигацией, включающая систему ориен- тации и стабилизации и авто- номную систему навигации; - телекомандная систе- ма, включающая бортовую аппаратуру командно-изме- рительной системы, много- канальную систему сбора телеметрической информа- ции и блок разовых команд; - формирователь се- кундных меток. КА «Канопус-В» № 1, созданный АО «Корпорация «ВНИИЭМ», явился первым в России малым КА высо- кодетального дистанцион- ного зондирования Земли нового поколения на осно- ве современных технологий с использованием модуль- ного принципа построения. При разработке и созда- нии космического комплек- са «Канопус-В» использо- вались инновационные технические решения в конструкции КА, в бортовом и наземном комплексе управления, при про- ектировании целевой и служебной аппаратуры. Впервые в мировой практике применен кадрово-ска- нирующий принцип съемки, позволяющий при проекти- ровании целевой аппаратуры получить данные высокого геометрического качества и обладающие высокими изобра- зительными свойствами. В комплексе планирования работы МКА «Канопус-В» реализованы инновационные принципы неогеографии с использованием высокоточной геопро- странственной основы, что обеспечило высокую точность и оперативность съемки заданных территорий. Впервые в отечественной практике информация с МКА (микрокадры) сопровождается коэффициентами раци- Снимок КА «Канопус-В» № 1, г. Севастополь, Россия Снимок КА «Канопус-В» № 1, г. Красноярск, Россия ональных полиномов (RPC), что позволило значительно упростить и ускорить обработку данных за счет автомати- зированного режима. На КА «Канопус-В» № 1 впервые в России была установлена телекомандная система между- народного диапазона (S-диапазона), что является одним из составляющих коммерческой привлекательности проекта для возможных иностранных заказчиков. Новые технические решения, реализованные в данной работе, позволили обеспечить высокий уровень надеж- ности и эффективности функционирования космического комплекса, который по своим характеристикам и качеству получаемой информации высокого разрешения не уступает зарубежным образцам и не имеет аналогов в России. Кроме того, созданная коллективом АО «Корпорация «ВНИИЭМ» 499
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Карта-схема ледовой обстановки на северо-востоке Печорского моря составлена по данным ИСЗ КАНОПУС-В ПСС 26.06 2013 Формы плаеучеао льда Обоои,тные каралтериепшки льда ИСЗ КАНОПУС-В ППС разрешение 2 1м 26.06.2013 Панхроматическое изображение лесгвой обстановки в Печоре ком юре Сплоченность брьиф* ющекольда по 10 балг^ног шкале- М -чистаявода отдельные льдины (<1) редкий лед (1-3) В разреженный лед <М) м сг“-ченньй •’«д.7-8. щ| -сплошной и пчэис г-*ч.ченный дрейфующий лед '910) прип. блинчатый лед 1-3 тертый лед педян. я каша («2 м) <53? мепхо6игыипед(<20м) L”J Q «рулнобитый лед (20-1 ООм) [~ТГ| 0 - обломкиледян.хполей(100500м) А • большие ледяные поля (500-2000 м) 3 CZ> обш <рные ледяные поля (2 10км) < 7 - 1ит нтскиеьедянь-елоП)»' Юк**) сплоченность льда в баллах толщина припайного льда (см) разрушенность льда (от 0 до 5 баллов) т .росискмтъльда (от 0 до 5 Реппов) Мониторинг ледовой обстановки в Печорском море космическая платформа является унифицированным изде- лием, позволяющим интегрировать на ней широкую номен- клатуру информационных комплексов без существенных доработок КП. Подтверждением является создание специалистами АО «Корпорация «ВНИИЭМ» на базе платформы «Канопус-В» еще двух космических аппаратов. Первый из них - КА «Канопус-В-ИК», на КП которого дополнительно установлено сканирующее устройство в инфракрасном диа- пазоне, позволяющее распознавать очаги пожаров площа- дью 5 х 5 м. Второй КА - космический аппарат научного назначения «Ломоносов», который создается совместно с учеными МГУ им. М.В.Ломоносова (НИИЯФ МГУ). Он будет использоваться для научных экспериментов по исследова- нию транзиентных световых явлений верхней атмосферы Земли, ионизирующей радиации и характеристик земной магнитосферы, а также для фундаментальных космологи- ческих исследований. К настоящему времени КА «Канопус-В» № 1 уже свыше трех лет успешно работает на околоземной орбите. В ходе его эксплуатации отработано более 6000 маршрутов съемки, при этом суммарная площадь покрытия поверхности Зем- ного шара составила более 40 млн км2. По оценкам потреби- телей, полученные материалы съемки по своим измеритель- ным и изобразительным свойствам соответствуют мировым стандартам качества. Многообразие опенков на синтезированном изобра- жении с КА «Канопус-В» № 1 позволяет выделить различ- ные типы объектов в зависимости от решаемых практиче- ских задач: картографирования; мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций, в т.ч. стихийных ги- дрометеорологических явлений (картирования наводнений, обнаружения и мониторинга очагов лесных пожаров, круп- ных выбросов загрязняющих веществ); оценки заснежен- ности территорий; оценки ледовой обстановки в полярных регионах; инвентаризации сельскохозяйственных угодий, мониторинга состояния посевов, оценки засоренности, выявления вредителей и болезней сельскохозяйственных культур, прогнозирования урожайности; инвентаризации и контроля строительства объектов инфраструктуры; мони- торинга экологического состояния территорий; выполнения лесоустроительных работ, контроля лесопользования и мо- ниторинга состояния лесов. Благодаря высоким информационным и изобразитель- ным качествам, снимки, полученные с КА «Канопус-В» № 1 являются универсальными и могут использоваться для реше- ния широкого круга как общих, так и узконаправленных задач различного уровня. Одной из них является мониторинг ледо- вой обстановки в Арктическом регионе и замерзающих морях России. Оперативная информация о пространственном рас- пределении, дрейфе, типе, возрасте, концентрации морского льда и айсбергов необходима для обеспечения безопасности мореплавания, рыболовства, добычи нефти и газа в Аркти- ческом регионе, а также для составления ледовых прогнозов различной заблаговременности. На основе получаемой от КА «Канопус-В» № 1 опера- тивной информации о ледовой обстановке составляются карты-схемы и мозаики ледовой обстановки, которые ис- 500
Глава 6 пользуются в Гидрометцентре России, МЧС России, адми- нистрацией Севморпути, Комиссией по завозу зимовочных запасов в районы Крайнего Севера и Дальнего Востока и др. Ежегодно в России регистрируется от 10 до 30 тыс. лес- ных пожаров, охватывающих площадь от 0,5 до 2,0 млн га. Учитывая, что пожароопасный период длится 150-180 дней в году (вторая половина весны - лето - начало осени), в среднем ежедневно на территории России приходится от- слеживать более 1000 лесных пожаров. Регулярные наблю- дения за лесными пожарами ведутся только в зоне активной охраны лесов, охватывающей 2/3 общей площади лесного фонда. Для обеспечения охраны лесного фонда Россий- ской Федерации от пожаров осуществляется комплексный мониторинг с использованием космических, авиационных и наземных данных. При этом доминирующая роль принад- лежит космическим данным ДЗЗ. С принятием в эксплуатацию в 2012 г. КА «Канопус-В» № 1 существенно расширились возможности отечествен- ной орбитальной группировки по оперативному получению космической информации высокого пространственного разрешения, предназначенной для оперативного монито- ринга лесных пожаров на территории России. Основными потребителями данной информации являются Рослесхоз, подразделения МЧС России и Росгидромета, региональные и муниципальные органы власти. Из стихийных природных бедствий наводнения по повторяемости явления, площади распространения и ежегодному материальному ущербу за- нимают первое место. Более того, в последние годы в мире отмечается рост числа и масштабов наводнений, а также связанных с ними социальных и экономических потерь. Угроза наводнений в Российской Федерации существует более чем для 40 городов и нескольких тысяч других насе- ленных пунктов. Периодическому затоплению подвержена площадь около 500 тыс. га. По оценкам МЧС России и МПР России, в настоящее время средний ежегодный ущерб от на- воднений достигает 50 млрд рублей. Характерным примером практического применения спутникового мониторинга зоны экстремального наводне- ния космическим аппаратом «Канопус-В» № 1 стали ситуа- ции, когда с конца июля 2013 г. юг Дальнего Востока России оказался подвержен катастрофическим наводнениям, вы- званными интенсивными затяжными осадками, что привело к последовательному увеличению уровня воды в реке Амур, а также экстремальное наводнение на Алтае с начала лета 2014 г. Получаемые снимки позволили объективно оценить обстановку при таких ЧС, как провал грунта около пос. Бу- турлине Нижегородской обл., падение метеорита в Челябин- ской обл., сход вагонов около пос. Утулик Иркутской обл. и около пос. Тымерслоль Амурской обл. и др. В результате деятельности человека, а также вследствие природных процессов облик поверхности Земли непре- рывно меняется. Это приводит к тому, что изданные карты перестают соответствовать действительности. Учитывая ха- рактеристики КА «Канопус-В» № 1 (в частности, простран- ственное разрешение около 2 м), можно с уверенностью говорить о возможности создания и обновления карто- графической основы цифровой карты масштаба 1:25000, 1:50000 1:100000. Также можно говорить о возможности обновления картографической основы цифровой карты масштаба 1:10000, основываясь на информации, получае- мой от данного типа КА. Как уже упоминалось, Федеральное космическое агент- ство с 2013 г. является членом международной Хартии по космосу и крупным катастрофам, целью которой является оказание содействия странам, пострадавшим в результате чрезвычайных ситуаций, путем предоставления на безвоз- мездной основе данных ДЗЗ по районам бедствия. В рамках Хартии снимки с КА «Канопус-В» № 1 в 2014 г. использо- вались для мониторинга района предположительного кру- шения воздушного судна Boeing-777 компании Malaysian Airlines проводилась съемка пострадавших от наводнения районов Великобритании, штата Парана (Бразилия), Сербии, а также для мониторинга лесных пожаров в восточном ре- гионе Индии (окрестности г. Кохима). Основываясь на полу- ченных результатах, можно сделать вывод о том, что косми- ческий комплекс «Канопус-В» № 1 является перспективным инструментом ДЗЗ, обеспечивающим впервые в России по- лучение высокоточной геометрической продукции. Федеральное космическое агентство и Национальная академия наук Республики Беларусь в целях способство- вания развитию сотрудничества в области космической деятельности между российскими и белорусскими орга- низациями и предприятиями, а также учитывая важность использования космической техники и технологий ДЗЗ в интересах эффективного решения научных и социально- экономических задач, заключили Соглашение «О порядке и условиях целевого использования и управления орбиталь- ной группировкой ДЗЗ в составе российского космического аппарата «Канопус-В» и Белорусского космического аппа- рата ДЗЗ». В рамках данного Соглашения космические аппараты «Канопус-В» № 1 и БКА объединены в орбитальную группи- ровку. Цель создания орбитальной группировки из данных КА является целевое использование космических аппара- тов в рамках международного сотрудничества в интересах устойчивого обеспечения российских и белорусских потре- бителей данными ДЗЗ требуемого объема и качества. КА научного назначения «Ломоносов» Автором проекта создания космического аппарата «Ломоносов» выступил МГУ им. М.В.Ломоносова, который к моменту начала работ уже имел за своей спиной реали- зованные проекты создания космических аппаратов «Уни- верситетский - Татьяна» и «Университетский - Татьяна-2». Космический аппарат «Ломоносов» является КА научного назначения и предназначен для проведения научных экс- периментов с целью исследования транзиентных свето- вых явлений верхней атмосферы Земли, радиационных 501
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Михайло Ломоносов» Основные характеристики КА Михайло Ломоносов» Тип орбиты - ССО Высота орбиты -510 ±10 км Время восходящего узла -11 ч 30 мин Масса КА —625 кг Масса комплекса научной аппаратуры --160 кг (без кабельной сети) Ракета-носитель - «Союз-2» (эт. 1в), («Союз-1») с ВВ «Волга» Космодром - Восточный Среднесуточная мощность СЭС - 300 Вт, (600 Вт на время не более 10 мин) Энергопотребление КНА -181 Вт в тени, 143 Вт на освещенном участке Энергопотребление служебной платформы -170 Вт, постоянно Точность ориентации (по трем осям) - 5 ‘ Точность стабилизации (по трем осям) - 0,001 градус Радиолиния целевой информации - 8,2 ГГц - скорость -122 Мбит/с - объем - не менее 3 ГБ/сеанс - кол-во сеансов в сутки на освещенном участке орбиты - 4 Телекомандная система - S-диапазон КИП - г Москва, г. Железногорск Управление КНА осуществляется разовыми командами и по МКС Объем ЗУ КНА-2 ТБ КА «Ломоносов» в условиях орбитального полета 502
Глава 6 И.В.Яшин Ведущий научный сотрудник МГУ им. М.В.Ломоносова. Главный конструктор комплекса научной аппаратуры КА «Ломоносов». К.ф.-м.н. характеристик земной маг- нитосферы и фундаменталь- ных космологических иссле- дований. КА оснащен кос- мическим телескопом (ТУС) для измерения энергетиче- ского спектра и химического состава космических лучей предельно высоких энергий с околоземной орбиты. Кро- ме того, на борту КА сто- ят комплексы приборов по исследованию космических гамма-всплесков и ближней магнитосферы Земли. Головным предприятием по созданию КА «Ломоно- сов» по результатам откры- того конкурса, проведенного МГУ им. М.В.Ломоносова, стал ФГУП «НПП «ВНИИЭМ» (ныне АО «Корпорация «ВНИИЭМ»), Особенностью проек- та явилось создание современного научного комплекса на- учной аппаратуры, интегрируемого в состав уже созданной ранее в рамках проекта «Канопус-В» служебной платфор- мы. Работу по созданию КА возглавил главный конструктор Р.С.Салихов. В создании комплекса научной аппаратуры принимают участие научные и образовательные организации Южной Кореи, Испании, США. Научные данные, которые будут полу- чены с КА «Ломоносов», будут доступны всему мировому научному сообществу, занимающемуся вопросами фунда- ментальной космофизики, астрофизики, атмосферой Земли и другими явлениями, связанными со свойствами атмосфе- ры Земли. Космический аппарат «Ломоносов» состоит из двух со- ставных частей: - служебной платформы, в основу которой взята слу- жебная платформа космического аппарата «Канопус-В», разработанная в АО «Корпорация «ВНИИЭМ»; - комплекса научной аппаратуры, который разработан Научно-исследовательским институтом ядерной физики (НИИЯФ) МГУ. Главным конструктором по комплексу научной аппаратуры назначен ведущий научный сотрудник МГУ И.В.Яшин. Краткие характеристики приборов комплекса научной аппаратуры Орбитальный детектор ТУС Орбитальный детектор ТУС предназначен для наблюде- ния вспышек ультрафиолетового (длины волн 300-400 нм) излучения в ночной атмосфере Земли. Прибор ТУС, уста- новленный на спутнике, состоит из зеркала концентрато- ра диаметром около 2 м, в фокусе которого расположен приемник ультрафиолетового излучения - мозаика из 256 (16 х 16) фотоумножителей. Именно такой космический телескоп позволит зарегистрировать ультрафиолетовое излучение широких атмосферных ливней частиц, вторгаю- щихся в ночную атмосферу - по сути очень быстрых (дли- тельностью в микросекунды) треков заряженных частиц. А по количеству зарегистрированных фотонов можно оце- нить энергию первичных частиц. Измерения частиц, поток которых чрезвычайно мал (при энергии 10'9 эВ на Землю попадает 1 частица на квадратный километр в сто лет!) по- зволяет утверждать, что космический метод их регистрации вне конкуренции с наземными установками. Блок детектирования рентгеновского и гамма излучения БДРГ предназначен для мониторинга и локализации гамма-источников на небесной сфере в гамма-диапазоне, а также выработки триггерного сигнала для широкоуголь- ных оптических камер ШОК. Также БДРГ обеспечит: - мониторные наблюдения транзиентных астрофизиче- ских явлений («рентгеновские новые», «гамма-репиторы» и др.); - тайминг мягкого гамма-излучения рентгеновских двойных звезд и пульсаров; - патруль солнечного излучения в гамма-диапазоне. На КА «Ломоносов» размещены три идентичных детек- тора гамма-квантов. Прибор UFFO Прибор UFFO предназначен для исследования ранней фазы (переднего фронта) космических гамма-всплесков с целью тестирования данного физического явления в ка- честве космологической эталонной свечи для изучения Основные характеристики прибора ТУС Площадь зеркала -1,8 м2 Площадь обзора атмосферы - 6400 км2 Размер ячейки -15x15 мм Фокусное расстояние -150 см Число ячеек-256 Шаг измерения времени -0,8 мкс Шаг измерения трека -5 км Энергетический порог для частиц КЛПВЭ -7 хЮ19 эВ Основные характеристики БДРГ Диапазон энергий - 0,01-3,0 МэВ Эффективная площадь (трех детекторов) —360 см2 Временное разрешение -100 мкс (для режима вспышек) Масса (одного модуля) —7 кг Потребляемая мощность - -7,5 Вт Информативность —300 МБ/день Поле зрения - 2п ср Поле эффективной локализации источника -тУ2 ср Чувствительность к источнику—10~' эрг/см2 Точность локализации источника —1-3 ° 503
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 5 Характеристики прибора UFFO Регистрирующий узел Характеристика UFFO/«J1omohocob» UBAT Детектор Кристалл YSO + МАФЗУ Поле зрения UBAT (half coded) 90,2 x 90,2 град2 (1,8 ср) Область детектирования 191 см2 Число коллиматоров в кодирующей маске 48 х 48 пикселей Размер пикселя 2,8 х 2,8 мм2 Диапазон регистрируемых энергий 15-150 кэВ UBAT Ошибка определения координат гамма-всплеска 10 ‘ Время сбора излучения / Время расчета координат всплеска 1-В4С/1 с Количество локализованных гамма-всплесков в год 20-30 (с учетом рабочего цикла и флюенса) SMT Тип телескопа Телескоп Ричи-Кретьен + поворотное зеркало Апертура телескопа 10 см Поле зрения (с учетом поворотного зеркала) 17x17 угл.мин2 (более 70 х 70 град2) Диапазон регистрируемых длин волн 200-650 нм Количество пикселей 256x256 Физический размер пикселя 4” Аппаратная функция телескопа (в приложении центра масс) 0.5” Чувствительность 19 зв. величина при экспозиции 100 с. с превышени- ем шума 8о Задержка начала регистрации телескопом SMT после сраба- тывания триггера 1 с Количество УФ-оптических наблюдений 10-20 (определено экстраполяцией ранних кривых блеска) и понимания Вселенной на ранней стадии развития. Прибор UFFO выполнен в виде моноблока и состоит из узла детек- тирования рентгеновского излучения (UBAT) с регистрирую- щей электроникой и оптического телескопа (SMT) с прием- ником, чувствительным в диапазоне длин волн 200-650 нм и регистрирующей электроникой. Оптические камеры сверхширокого поля зрения - ШОК Оптическая камера сверхширокого поля зрения состоит из двух неподвижных быстрых широкоугольных камер, поле зрения которых находится в области детектирования гам- ма-всплесков другими инструментами, расположенными на борту спутника. Поле зрения каждой камеры составляет 1000 квадратных градусов, а максимальная скорость кадров - 5-7 кадров/с. Фактически камеры непрерывно снимают «фильм», часть которого при регистрации гамма-всплеска может быть пере- дана на Землю. Между всплесками возможна обработка изображений с целью поиска оптических транзиентов: сверх- новых звезд, новых звезд, всплесков «сирот», астероидов и объектов ближнего космоса и космического мусора. Следует подчеркнуть, что установка ШОК будет первым эксперимен- том с камерами сверхширокого поля на орбите Земли. Осо- бый интерес вызывает отработка методов регистрации опас- ных астероидов и космического мусора из космоса. Три комплекса приборов на борту «Михайло Ломо- носова» для измерений параметров гамма-всплесков в оптическом, гамма, рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах электромагнитного спектра БДРГ, ШОК и UFFO обеспечат мультиволновые измерения гамма-всплесков, необходимые для изучения природы этих астрофизических источников. 504
Глава 6 Прибор ДЭПРОН (Дозиметр Электронов, ПРОтонов, Нейтоонов) ДЭПРОН предназначен для измерения поглощенных доз и спектров линейной передачи энергии от высокоэнергичных электронов, протонов и ядер космического излучения, а так- же регистрации потоков тепловых и медленных нейтронов. Детектор заряженных частиц ELFIN-L (Electron Loss and Fields Investigator for Lomonosov) ELFIN-L является совместной разработкой Института геофизики и планетарной физики Калифорнийского уни- верситета (The Institute of Geophysics and Planetary Physics at the University of California Los Angeles (IGPP/UCLA)) и НИИЯФ МГУ. Он состоит из трех инструментов: магнето- метра (Flux Gate Magnetometer, FGM), детектора энергичных электронов и детектора энергичных протонов (Energetic Particle Detector for Electrons, EPDE и Energetic Proton Detector for Ions, EPDI). Основная научная задача коллабо- рации - изучить механизмы потерь электронов и протонов. Энергичные заряженные частицы создают большую угрозу космическим кораблям и космонавтам в космосе и могут приводить к сбоям в работе аппаратуры на спутниках. За- пуск университетского спутника «Михайло Ломоносов» вы- годно совпадает с программой Radiation Belt Storms Probe (RBSP), готовящейся в НАСА. Два спутника RBSP вместе с тремя спутниками серии THEMIS (Time History of Events and Macro-scale Interactions During Substorms), уже работаю- щими на орбите Земли, будут измерять на низких широтах захваченные в радиационных поясах заряженные частицы. Совместно с «Михайло Ломоносовым» эти эксперименты помогут понять физические процессы, ответственные за динамику околоземной радиационной среды. На основании проводимых измерений будут улучшены модели радиационной среды, использующиеся для расчетов в авиации и космонавтике. Владение точными расчетами по- токов высыпающихся из поясов частиц поможет и в изучении рентгеновских вспышек, часто наблюдаемых в стратосферных экспериментах. Считается, что они вызваны потоками высы- пающихся в атмосферу релятивистских электронов. Сходные динамические процессы могут протекать также и на других планетах, на Солнце и даже в отдаленных уголках вселенной. Измеряемые параметры: - диапазон энергий электронного детектора - 30 кэВ - 4,1 МэВ в 16 дифференциальных каналах, геометрический фактор-0,04 см2/ср; - диапазон энергий протонного детектора - 50 кэВ - 500 кэВ, геометрический фактор - 0,003 см2/ср; - угол раскрытия детектора - 37 °, детектор направлен под углом 60 ° к зениту; - разрешение трехкомпонентного магнитометра - 5 пТл, чувствительность на частоте 1 Гц -100 пТл. Прибор ИМИСС-1 ИМИСС-1 - это устройство для проверки качества функ- ционирования микроэлектромеханических инерциальных измерительных модулей в условиях космического простран- ства и возможности их использования для решения задач коррекции пространственной персональной ориентации в экстремальных условиях, в частности, в автоматическом корректоре стабилизации взора. Основным датчиком, обе- спечивающим работу прибора ИМИСС-1, является микроме- ханический инерциальный измерительный модуль, который может регистрировать три проекции линейного ускорения и угловой скорости. Прибор будет регистрировать значение одной из проекций линейного ускорения. Будет проведено сравнение измеренных прибором значений с вычисленными на основе показаний гироскопов, входящих в состав штатной системы управления ориентацией, и данными о траектории движения спутника. В результате будет сделан как качествен- ный вывод о возможности использования микроэлектроме- ханических инерциальных измерительных модулей в авто- матическом корректоре стабилизации взора космонавта, так и количественный - об изменении характеристик погреш- ностей измерения микросенсоров в условиях космического пространства по сравнению с земными условиями. Блок информации БИ необходим для обеспечения управления комплек- сом научной аппаратуры, размещаемым на космическом аппарате «Михайло Ломоносов». Блок обеспечивает сбор, хранение и передачу на Землю телеметрической информа- ции. Он был разработан для обеспечения работы комплекса научной аппаратуры на борту КА и его оперативного и гиб- кого управления в ходе выполнения научной программы. Служебные системы базовой платформы спутника не могут обеспечить потребности уникальных научных эксперимен- тов - сложного комплекса научной аппаратуры с большим объемом научной информации и высокой оперативностью управления. Служебная платформа КА Служебная платформа включает: - бортовой комплекс обеспечивающих систем, в состав которого входят система энергоснабжения и система обе- спечения теплового режима; - бортовой комплекс управления, включающий: • систему управления движением и навигацию; • телекомандную систему; • программное обеспечение; - антенно-фидерные устройства радиолинии передачи целевой информации и АФУ ТКС; - конструкцию служебной платформы. Бортовой комплекс обеспечивающих систем Бортовой комплекс обеспечивающих систем включает две составляющие: 1. Система энергоснабжения, которая относится к классу буферных, цифровых, автоматических систем электроснаб- жения, преобразующих солнечную энергию в электриче- скую. СЭС предназначена для обеспечения энергоснабже- 505
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Общий вид служебной платформы КА «Михайло Ломоносов» ния блоков бортовой аппаратуры служебных систем и блоков на- учной аппаратуры, установленных на модуле научной аппаратуры. Алгоритмы управления СЭС реализованы в программном обеспечении бортовой цифровой вычислительной системы, пред- ставляющей собой интегрирован- ный ресурс бортового комплекса управления. Для обеспечения положительного энергобаланса СЭС в БВС реализован режим солнечной ориентации нормали к плоскости БС (КА в целом). Таким образом, СЭС работает в авто- номном режиме и команд управ- ления ТКС не требует. 2. Система обеспечения теплового режима. СОТР КА «Ломоносов» состоит из автономной СОТР модуля науч- ной аппаратуры и СОТР служебной платформы. СОТР и АСОТР обеспечивают требуемые температурные режимы корпуса КА, служебных систем и комплекса научной ап- паратуры пассивными и активными средствами терморе- гулирования. Бортовой комплекс управления БКУ предназначен для управления бортовой аппарату- рой КА, в т.ч. осуществлять взаимодействие с комплексом научной аппаратуры, на всех этапах наземных испытаний, стартовой подготовки, штатной эксплуатации на орбите во взаимодействии с наземным комплексом управления и в автономном полете КА. В состав БКУ входят: - система управления движением и навигацией, вклю- чающая бортовую вычислительную систему, систему ори- ентации и стабилизации, автономную систему навигации, формирователь секундных меток; - телекомандная система, включающая бортовую аппа- ратуру командно-измерительной системы, многоканальную систему сбора телеметрической информации, блок разовых команд; - программное обеспечение. Интеграция систем, входящих в БКУ, в единый управля- ющий комплекс осуществляется средствами программного обеспечения БКУ. Обработка научных данных Прием, промежуточное хранение и распространение целевой телеметрической информации, передаваемой с КА «Ломоносов», осуществляется наземным комплексом (НКП-Л) на базе средств приема ФГБУ «НИЦ «Планета» с последующей передачей ее в Центр данных оперативного космического мониторинга НИИЯФ МГУ. В состав НКП-Л входят центры приема информации в гг. Обнинск и Долго- прудный (основной и дублирующий пункты), а также Си- бирский (г. Новосибирск), Дальневосточный (г. Хабаровск) и головной центр ФГБУ «НИЦ «Планета» (г. Москва). ФГБУ «НИЦ «Планета» осуществляет централизованное управление средствами приема и распространения инфор- мации на основе баллистических данных, получаемых от ЦДОКМ. Доставка принятой информации с пунктов приема в Обнинске и Долгопрудном осуществляется по линиям свя- зи ФГБУ «НИЦ «Планета», а с Сибирского и Дальневосточ- ного центров - по линиям Интернет. Переданные данные без дальнейшей обработки размещаются на FTP-сервере, откуда они могут быть выгружены в ЦДОКМ НИИЯФ МГУ для дальнейшей обработки. Общий объем передаваемой с КА информации за одни сутки не превышает 12 ГБ. Сроки передачи данных в ЦДКОМ определяются расписанием, ут- верждаемым руководством ФГБУ «НИЦ «Планета». Для организации системы хранения информации в МГУ построена реляционная база данных под управлением СУБД Oracle и каталог-архив данных, хранящихся в текстовом виде. База данных сопровождается системой загрузки, хра- нения и обработки информации. Разработанные в НИИЯФ МГУ уникальные методы и комплексы программ неодно- кратно использовались для организации хранения данных космических экспериментов, в т.ч. на спутниках «Коронас- Фотон», «Университетский - Татьяна-2», «Метеор-М» № 1 и «Электро-Л» № 1. Методы автономной обработки и хранения космофи- зических данных реализованы в универсальном приемно- вычислительном модульном комплексе PySatel. Комплекс автоматически реализует следующие задачи в режиме ре- ального времени: - аккумулирование исходных двоичных файлов (теле- метрии) в том виде, в котором она выкладывается на FTP-сервер ФГБУ «НИЦ «Планета»; - сортировку телеметрии в соответствии с единой схе- мой, подразумевающей деление на инструменты, установ- 506
Глава 6 ленные на КА «Михайло Ломоносов» с учетом даты приема информации; - дешифровку бинарных файлов; - расчет траектории спутника в разных системах коор- динат. Разработаны методы и средства автоматического раз- вертывания системы обработки и хранения данных после запуска спутника. Методы основаны на заблаговременном создании специализированных шаблонов, описывающих всю необходимую информацию об адресах серверов хра- нения исходной телеметрии, о расписании сеансов связи, о параметрах расшифровки телеметрии, о параметрах кон- троля качества информации. По команде администратора системы подготовленные шаблоны будут обработаны адми- нистративным модулем, в результате чего будут созданы не- обходимые структуры данных, каталоги, таблицы, и новый приемно-вычислительный комплекс обработки и хранения данных КА «Михайло Ломоносов» будет включен в основ- ной цикл работы Центра данных оперативного космическо- го мониторинга НИИЯФ МГУ. Для доступа к данным измерений КА «Ломоносов», хранящимся в СУБД, предполагается использовать метод клиент-серверного взаимодействия по протоколу HTTP (через веб-форму и браузер), а для доступа к каталогу-ар- хиву - протокол FTP (с помощью программы FTP-клиента). При разработке системы доступа к данным используются технологии взаимодействия HTTP-сервера и сервера базы данных. Интернет-сервер Apache совместно со встроенным языком программирования (РНР или Python) имеют воз- можность непосредственно работать с таблицами СУБД посредством SQL-запросов, что дает возможность орга- низовать простой, надежный и быстрый интерфейс между программным обеспечением интернет-сервера и СУБД. HTML-формы содержат всю необходимую информацию о содержимом таблицы космофизических данных и по- строены по единому шаблону, что облегчает их использо- вание. Они дают возможность выбора необходимых данных за интересующий пользователя период времени. Заполняя HTML-форму, пользователь неявным образом формирует входные параметры SQL-запроса к СУБД Oracle. Эти пара- метры передаются из Web-формы программе-шлюзу, напи- санной на языке РНР или Phyton, которая выполняется са- мим HTTP-сервером. Эта программа формирует и передает SQL-запрос к СУБД, получает в ответ результат выполнения запроса и формирует на основе ответа от СУБД HTML- страницу, которая затем передается пользователю. Наряду с текстовыми данными реализована система графического их представления по выбору пользователя и использованием разработанного в НИИЯФ МГУ пакета Q-Look. Для удобства использования данных космических экс- периментов на борту КА «Михайло Ломоносов» разработа- ны методы расчета траектории спутника по данным TLE. Вы- числяются геодезические, географические и геомагнитные координаты, локальное время, L- и В-координаты МакИл- вайна, интенсивность магнитного поля по модели IGRF11. Наряду с Web-формами реализуется возможность до- ступа к данным по FTP-протоколу, специально разработан- ному для передачи больших объемов данных в виде файлов. Для общего доступа организован вход под стандартным име- нем «anonymous» без пароля. Также работает расширенный доступ к FTP-серверу для зарегистрированных пользовате- лей, защищенный их паролями, и позволяющий группам на- учных сотрудников и разработчиков пользоваться данными, не готовыми для выкладывания в общий доступ. На сервере FTP содержатся каталоги, соответствующие инструментам, установленным на спутнике, в которых содержатся исходные данные, таблицы данных измерений, координаты спутника, а также графические изображения данных измерений, сге- нерированные системой визуализации. HTTP- и FTP-доступ к данным измерений КА «Ломо- носов» будут реализованы через Web-сайт Центра данных оперативного космического мониторинга НИИЯФ МГУ. Применение каждого из методов диктуется необходимы- ми пользователю объемами данных. Для быстрого извле- чения данных за короткие отрезки времени (менее суток) предпочтительнее использовать HTTP-протокол, в случае необходимости работы с большими объемами данных ре- комендуется использовать FTP-протокол для доступа к ар- хивированным данным. В обоих случаях пользователю для доступа к данным потребуется только интернет-браузер. КК «Ионозонд» В современных условиях удовлетворение потребностей социально-экономической сферы, науки, техники и техно- логий в геофизической информации приобретает особое значение. Это связано с тем, что в настоящее время появи- лось много свидетельств о влиянии процессов, происходя- щих в околоземном космическом пространстве, на Солнце и в верхних слоях атмосферы нашей планеты на эволюцию климата, многие хозяйственные виды деятельности, а также на здоровье людей. В частности, некоторые специалисты и ученые как в нашей стране, так и за рубежом считают, что активные воздействия (естественного и техногенного про- исхождения) на ионосферу могут привести к непредсказуе- мым последствиям в виде, например, длительных отклоне- ний погоды от ее обычного климатического тренда. Спектр геофизических характеристик, требующих из- учения и контроля, весьма обширен. Он включает слежение за следующими параметрами и процессами: вариациями электронной компоненты ионосферы, составом, темпе- ратурой и скоростями движения ионов плазмы, потоками радиации околоземного, солнечного и галактического про- исхождения, гамма-всплесками, часть которых может иметь опасный техногенный характер, магнитными и электриче- скими полями, волновыми процессами в атмосфере, вспы- шечными световыми явлениями и длительным свечением нижней и верхней атмосферы Земли (полярные сияния, световые эффекты над облаками после грозовых разрядов 507
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Коллектив разработчиков КК «Ионозонд». Слева направо: САИсаев, В.Е.Шевелев, ДАСилантьев, МАБуханов, И.Р.Халилюлин, В.В.Жуленков, РРКамалетдинов, ААЧернышев, ААГусев, НЯБуслова, С.В.Буторов, М.В.Викулин, А.И.Веселов, А.В.Овсеенко, А.С.Красов ВАКожевников Главный конструктор КК «Ионозонд», КА «Университетский - Татьяна-2» и т.д.), состоянием озоносферы, явлениями в различных слоях атмосферы и ОКП. Большое влияние на ОКП и атмосферу Земли оказывает Солнце. Нестабильность его характеристик и процессов, ярко проявившаяся в последние годы, приводит к соответствую- щим изменениям в магнитосфере, ионосфере и верхних сло- ях атмосферы Земли. Наблюдавшаяся относительно недавно длительная задержка наступления периода повышенной сол- нечной активности (в рамках очередного солнечного цикла) вызвала тревогу у геофизиков и климатологов. В связи с этим большую важность имеет мониторинг широкого состава характеристик, определяющих поведение Солнца в различных фазах 11-летнего и полного 22-летнего циклов смены актив- ности Солнца. С этой целью должна обеспечиваться съемка и картирование Солнца и его короны в рентгеновском, ультра- фиолетовом и видимом диапазонах электромагнитного спек- тра, а также измерение потоков солнечной радиации. Таким образом, решение задач космической геофизики позволит проводить работы по планированию и проведению действен- ных мер по предотвращению вредного влияния геофизиче- ской обстановки на здоровье населения, состояние техниче- ских объектов и коммуникаций. Для мониторинга геофизической обстановки, или «кос- мической погоды», в АО «Корпорация «ВНИИЭМ» по за- казу Федерального космического агентства (Роскосмос) ведутся работы по разработке и созданию космического комплекса «Ионозонд» с целью получения регулярной и до- стоверной информации, характеристик и параметров про- цессов и явлений в ионосфере, верхних слоях атмосферы, околоземного космического пространства и магнитосферы для решения широкого спектра задач: 1. Наблюдение состояния ионосферы в части: - наблюдения пространственно-временной структуры и параметров ионосферы; - наблюдения пространственного распределения элек- тронной концентрации ионосферы; - наблюдения естественных и искусственных неоднород- ностей и ионосферно-магнитных возмущений; - наблюдения физических явлений в ионосфере, воз- никающих в результате активных воздействий природного и антропогенного происхождения; - наблюдения пространственного распределения элек- тромагнитных полей в околоземном космическом про- странстве; - наблюдения распределения озона в верхней атмос- фере. 2. Наблюдение Солнца в части: - картирования Солнца и околосолнечного пространства в УФ и видимой областях спектра; - измерения потоков солнечных космических лучей и жестких электромагнитных излучений; - измерения солнечного рентгеновского и ультрафиоле- тового излучения. 3. Наблюдение верхней атмосферы в части: - наблюдения свечения верхней атмосферы (оптические характеристики); - наблюдения состава нейтральной верхней атмосферы. 4. Контроль магнитосферы в части: - контроля состояния радиационной обстановки; - регистрации магнитосферных явлений. 5. Наблюдение волновой активности электромагнитных волн в ионосфере и верхней атмосфере. 6. Наблюдение корпускулярных ионизирующих излуче- ний в части: - измерения спектральных характеристик потоков про- тонов и электронов солнечного космического излучения; - измерения потоков галактического космического из- лучения. 508
Глава 6 В состав космического комплекса войдут четыре косми- ческих аппарата «Ионосфера» и один КА «Зонд», разработ- кой которых занимается молодой коллектив разработчиков, инженеров и испытателей АО «Корпорация «ВНИИЭМ» во главе с главным конструктором ВАКожевниковым. КК «Ионозонд» станет частью геофизической службы РФ, будет обеспечивать наблюдение и измерение исклю- чительно разнообразного спектра геофизических и ге- лиофизических процессов и характеристик. С этой целью запланирована установка на космические аппараты много- численных целевых приборов для съемки, дистанционно- го зондирования и контактного определения параметров верхней атмосферы Земли, ионосферы, околоземного космического пространства, Солнца, а также ионизирую- щих (корпускулярных) потоков солнечного, галактического и земного происхождения. Такой большой состав разнообразных по своим харак- теристикам целевых приборов накладывает определенные сложности при разработке космических аппаратов. В связи с этим особенностью космических аппаратов КК «Ионо- зонд» является модульная конструкция, состоящая из уни- фицированной космической платформы и комплекса целе- вой аппаратуры, что позволяет проводить работы с каждым модулем в отдельности независимо от готовности каждого. Особенности космической платформы КК «Ионозонд» Для космических аппаратов КК «Ионозонд» создает- ся унифицированная космическая платформа с исполь- зованием научно-технического задела АО «Корпорация «ВНИИЭМ». УКП создается как базовая часть КА «Ионосфера» и КА «Зонд», обеспечивающая размещение целевой аппаратуры и условия ее функционирования на всех этапах эксплуатации КА. В основу платформы заложен комплекс бортового оборудования, который может быть адаптирован под решение различных целевых задач. Это связано с разнообразием решаемых космическими аппара- тами КК «Ионозонд» задач: - КА «Ионосфера» предназначен для наблюдения за со- стоянием ионосферы; - КА «Зонд» предназначен для наблюдения за Солнцем. В состав унифицированной космической платформы входят: 1. Бортовой комплекс управления, который предназна- чен для решения задач управления движением КА на орбите и функционирования бортовой аппаратуры, в т.ч. целевой аппаратуры, на всех этапах его подготовки и эксплуатации. В состав БКУ входят: - бортовой центральный контроллер; - бортовая аппаратура командно-измерительной системы; - блок телеметрических измерений; - контроллер навигации и времени. 2. Бортовой обеспечивающий комплекс в составе: - приборы ориентации и стабилизации; - система электроснабжения КА; - система обеспечения теплового режима КА; - корректирующая двигательная установка; - система ориентации солнечной батареи. 3. Антенно-фидерные устройства. 4. Комплекс целевой аппаратуры. 5. Конструкция: - элементы конструкции; - система отделения; - бортовая кабельная сеть. Комплекс целевой аппаратуры КК «Ионозонд» Разработка комплекса целевой аппаратуры проводит- ся Институтом космических исследований РАН с участием Института земного магнетизма, ионосферы и распростра- нения радиоволн им. Н.В.Пушкова РАН, АО «Корпорация «ВНИИЭМ», Роскосмоса, Физического института им. Н.И. Ле- бедева РАН, Института прикладной геофизики им. Е.К. Федо- рова, Росгидромета, НПО «Тайфун», Научно-исследователь- ского радиофизического института и ряда других организаций. Все приборы, входящие в КЦА, можно разделить на три группы в соответствии с решаемыми задачами: - ионосферно-электромагнитный комплекс для мони- торинга состояния ионосферы, контроля состояния магни- тосферы, измерения волновой активности (электромагнит- ные, акустические волны); - солнечно-магнитосферный комплекс для наблюдения и контроля Солнца и солнечной активности, диагностики корпускулярных ионизирующих излучений, контроля состо- яния магнитосферы; - атмосферный комплекс для наблюдения и контроля верхней атмосферы, диагностики состояния озона (опреде- ление планетарного распределения озона). Космический аппарат «Ионосфера» Космические аппараты «Ионосфера» предназначены для наблюдения состояния ионосферы, магнитосферы, озоносферы. Масса КА не превышает 400 кг. Космические аппараты должны функционировать на околокруговых солнечно-синхронных орбитах высо- той -820 км в двух орбитальных плоскостях (по два КА в каждой плоскости). КА в каждой плоскости должны быть разведены на угол (180±30) °. Положение плоскости ор- биты первой пары КА относительно прямого восхождения среднего Солнца - -135 °, местное время восходящего узла орбиты - -21 ч 00 мин. Положение плоскости орбиты второй пары КА - -46 °, местное время восходящего узла орбиты - -15 ч 00 мин. Изменение положения плоскостей орбит в течение САС - не более ±10 °. Такое орбитальное расположение КА «Ионосфера» позволяет выполнять 509
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космический аппарат «Ионосфера» задачи контроля состояния верхней атмосферы, магнитос- феры, озоносферы, а также обеспечивать получение регу- лярной и достоверной информации с помощью измерений космическими средствами о характеристиках и параметрах процессов и явлений в ионосфере, верхней атмосфере и магнитосфере в спокойный период и в условиях активных воздействий природного и антропогенного характера. Для решения поставленных задач состав КЦА КА «Ионосфера» входят следующие устройства: 1. Энергоспектрометр ионосферной плазмы; предна- значен для измерения локальных (в точке нахождения КА) параметров ионосферной плазмы вдоль орбиты КА. Для регистрации параметров ионосферной плазмы в приборе ЭСИП используются датчики нескольких типов. По прин- ципу работы они относятся к двум группам: анализаторы с тормозящим потенциалом и зонды Ленгмюра. Для всех датчиков непосредственно измеряемой величиной является поток набегающих частиц. 2. Озонометр ТМ; предназначен для измерения интен- сивности отраженного УФ-излучения Солнца. 3. Низкочастотный волновой комплекс (НВК2); предна- значен для измерения магнитных и электрических полей околоземного космического пространства в диапазоне ча- стот от 0 до 20 кГц. 4. Измеритель полного содержания электронов; пред- назначен для радиозатменных измерений амплитудных и фазовых задержек сигналов космических аппаратов гло- бальных навигационных систем GPS с целью определения высотного распределения электронной концентрации ио- носферы Земли (от основания ионосферы до высоты КА). 5. Радиопередатчики на частоте 150/400 МГц («Маяк»); предназначены для радиопросвечивания ионосферы Земли на частотах 150 и 400 МГц с целью определения параметров ионосферы в подспутниковой области. Основные характеристики КА «Ионосфера» Орбита - солнечно-синхронная Высота-820 км Период обращения --100 мин Наклонение — 98 ° Масса КА --370 кг Масса полезной нагрузки -до 100 кг Ориентация - трехосная Точность ориентации - не хуже 0,5 ° Точность стабилизации - не хуже 0,01 град./с Точность определения орбитального положения центра масс КА-не хуже 10 м Среднесуточная мощность системы электроснабжения - до 200Вт Энергопотребление КА в целом -до 350 Вт Срок активного существования - 8 пет Запуск - попарно, попутный 6. Спектрометр плазмы и энергичной радиации (СПЭР-1); обеспечивает измерение дифференциальных энерге- тических спектров электронов и протонов в диапазоне энергий 0,05-20,0 кэВ, спектров электронов в интервале 0,1-10 МэВ, спектров протонов в интервале 1,0-100,0 МэВ, а-частиц МэВ-ных энергий. 7. Спектрометр галактических космических лучей (ГАЛС-1); предназначен для измерения плотности потока протонов с энергиями более 600 МэВ в трех энергетических интервалах. 8. Гамма-спектрометр СГ-1; предназначен для измерения спектра y-излучения в диапазоне энергий 20 кэВ -10 МэВ. 9. ЛАЭРТ - низкочастотный радиолокатор для ком- плексного глобального зондирования ионосферы Земли с борта КА и ПРД 137 МГц; предназначен для передачи в реальном режиме времени информации (ионограм) спут- никового ионозонда ЛАЭРТ на наземные пункты приема. 510
Глава 6 10. Бортовой комплекс управления и сбора научной информации; предназначен для сбора, хранения и пере- дачи целевой информации приборов КЦА в радиолинию РЛЦИ-И, а также для управления режимами работы блоков КЦА. Объем памяти - не менее 16 ГБ. Космический аппарат «Зонд» КА «Зонд» предназначен для наблюдения Солнца, со- стояния атмосферы, магнитосферы, озоносферы. Масса КА «Зонд» не превышает 400 кг. Космический аппарат «Зонд» должен функционировать на околокруговой солнечно-синхронной околотерминатор- ной орбите высотой -650 км. Местное время восходящего узла орбиты - -06 ч 00 мин или 18 ч 00 мин. Изменение положения плоскости орбит в течение САС - не более ±10 °. Орбита выбирается из условия обеспечения максимального времени наблюдения северной полярной «шапки» Земли. Для решения поставленных задач состав КЦА КА «Зонд» входят следующие устройства. 1. Телескоп-коронограф («Стек»); предназначен для мониторинга короны Солнца на высотах от 1 до 10 сол- нечных радиусов в спектральных диапазонах ультрафио- летовой и видимой областей спектра с целью обнаружения и определения динамики развития корональных выбросов массы. 2. Солнечный изображающий спектральный телескоп «Солист»; предназначен для измерения потоков излучения и построения высокоточных изображений переходного слоя и короны Солнца в диапазоне высот от 0,05 до 1 солнечного радиуса. 3. Спектрофотометр рентгеновский («Респект»); пред- назначен для измерения спектра рентгеновского излучения короны Солнца. Принцип действия спектрофотометра - твердотельный кремниевый детектор. 4. Рентгеновский фотометр (СРФ); предназначен для измерения рентгеновского излучения Солнца на фоне за- ряженных частиц. 5. Спектрофотометр потока ультрафиолетового излуче- ния Солнца (СУФ); предназначен для измерения плотности потока излучения Солнца в резонансной линии водорода Н1_а(121,6нм). Основные характеристики КА «Зонд» Орбита - солнечно-синхронная Высота —650 км Период обращения --1ОО мин Наклонение — 98 ° Масса КА—390 кг Масса полезной нагрузки -до 110кг Ориентация - на Солнце Точность ориентации: - на энергетический центр диска Солнца - не хуже 3 ' - с точностью отклонения от ИК-вертикали на Землю вдоль оси « Тангажа» - не хуже 30 ‘ Угловая скорость стабилизации - не более 0,001 угл. град./с Точность определения орбитального положения центра масс КА-не хуже 10 м Среднесуточная мощность системы электроснабжения -до 200 Вт Энергопотребление КА в целом - до 350 Вт Срок активного существования - 8 лет Запуск - попутный 511
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Начало работ Конструкторское бюро «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева ЭМ.ТаИ'сенкл, Ю.Н.Коршслоь КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ «ЭКСПРЕСС» (EXPRESS DARA) - ПЕРВЫЙ ОПЫТ МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА КБ «САЛЮТ» ГКНПЦ ИМ. М.В.ХРУНИЧЕВА Введение История создания в КБ «Салют» экспериментального КА «Экспресс» по первому международному проекту необыч- на. Началась она, можно сказать, со случайного контакта с немецкими инженерами, в ходе которого, после совместно- го обсуждения их целевых потребностей, им был предложен возможный технический облик космического аппарата. Эта техническая конкретность и быстрое предложение вызвали большую заинтересованность и определенное доверие не- мецких специалистов, которое затем перешло в длительное взаимодействие и получение заказа КБ «Салют» на созда- ние экспериментального КА «Экспресс». Завершение международного проекта по программе «Экспресс» также необычно. КА «Экспресс» был недовы- веден на орбиту японской PH в январе 1995 г, потерян по- сле трех витков полета; затем он совершил неуправляемый спуск в акваторию океана (так думали в немецком ЦУП). Но в ноябре 1995 г. (через 11 месяцев после запуска) его воз- вращаемая капсула вдруг сказочно была обнаружена в Гане, куда она на самом деле спустилась на парашюте в том же январе 1995 г., после запуска КА «Экспресс». Последующие осмотры капсулы и анализы подтвердили, как и ранее полу- ченная информация с трех витков полета КА «Экспресс», что конструкция, системы и оборудование КА функциониро- вали надежно и что предусмотренные в проекте нештатные ситуации позволили надежно спустить его возвращаемую капсулу на Землю. В замысел проекта по созданию экспериментально- го КА Express DARA («Экспресс») специалисты КБ «Са- лют» (ныне филиал Государственного космического научно-производственного центра им. М.В.Хруничева) были посвящены в результате переговоров 9-10 апреля 1992 г. с сотрудниками мюнхенской фирмы Kaiser-Threde: К.Клепом (руководитель фирмы), Вульфом (системный инженер) и Н.Денисовой (переводчик). К тому времени Германское космическое агентство DARA уже несколько лет работало вместе с японскими космическими органи- зациями над проектом EXPRESS. Название EXPRESS сложено из первых букв следующих слов: Experiment REentry Space System и говорит о том, что проект предусматривает проведение серии экспериментов на участке спуска некоей капсулы на Землю. Предусматри- валось в августе-сентябре 1994 г. выведение капсулы на низ- кую околоземную орбиту (в диапазоне 210-500 км) с по- мощью японской твердотопливной ракеты-носителя M-3SII, запускаемой с космодрома Кагошима (KSC), полет капсулы некоторое время на орбите, в течение которого проводились бы эксперименты в условиях микрогравитации, и дальней- ший спуск ее в заданный район Австралии (полигон в пусты- не Вумера). Во время спуска капсулы планировалось прове- дение серии германо-японских экспериментов по отработке образцов новых перспективных теплозащитных материалов и по изучению параметров окружающей спускаемую капсулу среды. Все результаты и материалы экспериментов должны быть доставлены на Землю при помощи капсулы в полной сохранности. По совместному соглашению с Японией, пре- доставить капсулу для осуществления проекта «Экспресс» должна была германская сторона. Международное распределение работ по созданию КА «Экспресс» Работы по проекту «Экспресс» были распределены сле- дующим образом: - Россия - создание КА «Экспресс» в составе возвраща- емой капсулы и сервисного модуля; - Германия - управление программой, поставка отдель- ных бортовых систем, поставка 50 % полезной нагрузки, управление полетом из ЦУП под г. Мюнхен; - Япония - поставка 50 % полезной нагрузки, предо- ставление ракеты-носителя и пусковых услуг на полигоне Кагошима; - Австралия - предоставление полигона Вумера для по- садки возвращаемой капсулы и средств поиска. Поначалу основным подрядчиком DARA по созданию капсулы выступала мюнхенская фирма Kaiser-Threde, кото- рая в результате предварительных проработок поняла, что самостоятельно Германия возвращаемую капсулу построить не сможет, по крайней мере за предлагаемые деньги и оста- 512
Глава 6 ющееся до пуска время, и предложила обратиться к России, предприятия которой имели значительный опыт создания космических аппаратов, в т.ч. и возвращаемых капсул. Не- маловажным фактором выбора России были и финансовые соображения. Понимание, что в рамках проекта «ЭКСПРЕСС» тре- бовалось создать малый космический аппарат, который включал бы в себя в качестве составной, но самостоятель- ной части возвращаемую капсулу и сервисный модуль, обе- спечивающий функционирование ВК на орбите и подготовку начальных условий для спуска ВК, у немецкой стороны не было. После проведения ряда консультаций в КБ «Салют», предварительной проработки с определением техническо- го облика малого космического аппарата, состоящего из ВК и СМ, и представления материалов, руководство DARA 16 апреля 1992 г. приняло решение о проведении конкурса на разработку капсулы (хотя речь уже шла о создании мало- го КА, условное название темы сохранилось). В конкурсе участвовали группы: - MBB-ERNO (DASA/ERNO) с группой, состоящей из не- мецких фирм и работающей по немецкой технологии, а так- же российской фирмой НПО «Энергия» с капсулой, исполь- зованной на грузовом корабле «Прогресс»; - OHB-System (Германия) совместно с фирмой Westinghouse (США) с использованием концепции по кап- суле КОМЕТ и российскими фирмами НПО «Энергия» (с проектом новой капсулы) и НПО им. Лавочкина (с про- ектом капсулы на базе капсулы для Венеры); - Kaiser-Threde (Германия) совместно с КБ «Салют» с концепцией малого КА, состоящего из СМ и ВК, основы- вающейся на опыте работы с капсулами предыдущих кон- структорских разработок. В результате по итогам конкурса, проведенного DARA с участием нескольких российских и американских фирм, было выбрано КБ «Салют», чьи предварительные прора- ботки наиболее близко отвечали идее проекта и финансо- вым возможностям DARA. Уже на последнем этапе пред- варительных изысканий в ноябре-декабре 1992 г. DARA в качестве главного подрядчика отдала предпочтение фирме ERNO концерна МВВ (г. Бремен). В декабре 1992 г. начались переговоры между космическими агентствами DARA и РКА (германская сторона требовала государствен- ных гарантий), а также ERNO и КБ «Салют» об условиях заключения Соглашения, которые продолжались до марта 1993 г. Переговоры были трудными. Главным препятстви- ем были короткие сроки реализации проекта и недостаточ- ное финансирование. Российская экономика переживала в это время тяже- лейший кризис, особенно остро отразившийся на пред- приятиях военно-промышленного комплекса, к которому принадлежало КБ «Салют». Но даже в таком положении российская сторона не могла поначалу согласиться на те мизерные средства, которые хотела предоставить DARA. Вокруг этого долго кипели страсти, в итоге сумма была со- гласована на уровне, приемлемом для того, чтобы можно было приступать к работам. Однако время неумолимо сокращалось, и руководите- лю КБ «Салют» - генераль- ному конструктору Д.А. По- лухину потребовалось про- явить мужество, чтобы в тех условиях принять от- ветственное решение о на- чале работ. РКА на разра- ботку и изготовление КА «Экспресс» заключило от- дельный договор с КБ «Са- ДАПолухин (1927-1993 гг.) лют» и постоянно его кон- тролировало. В результате 4 марта 1993 г. было под- писано Соглашение между РКА (Ю.Н.Коптев) и DARA (К.Берге) по созданию КА Герой Социалистического Труда. Генеральный конструктор КВ «Салют». Д.т.н. Лауреат Ленинской и Государственной премий «Экспресс», по которому основными подрядчиками вы- ступали ERNO (DASA/ERNO) от германской стороны и КБ «Салют» от российской стороны Пуск КА «Экспресс» планировался на конец авгу- ста - начало сентября 1994 г. Работа по созданию КА «Экспресс» в КБ «Салют» официально началась в марте 1993 г., - до пуска оставалось всего 1,5 года. Ответствен- ность за организацию и выполнение работ в КБ «Салют» в соответствии с Соглашением была возложена на на- правление главного конструктора Э.Т.Радченко и группу ведущего конструктора темы Ю.П.Корнилова. Проекти- рование КА «Экспресс» осуществлялось в проектном комплексе, возглавляемом ГД.Дермичевым, в проектном отделе под руководством А.А.Николаева. Разработка воз- вращаемой капсулы была поручена начальнику комплекса О.К.Зеленову, ведущим конструктором проекта ВК был на- значен В.Ю.Катушкин. Изготовление КА «Экспресс» пору- чалось опытно-экспериментальному заводу КБ «Салют» во главе с директором завода ВАБасовым. Большое вни- мание развитию проекта уделял генеральный конструктор ДАПолухин, который лично вел переговоры с руководи- телями DARA и участвующих в работе немецких фирм, руководством РКА, формируя техническую и договорную основу проекта. Все принципиальные организационно- технические решения по созданию КА «Экспресс», вклю- чая порядок финансирования работ, были приняты гене- ральным конструктором Д.А.Полухиным. 7 июня 1993 г. Распоряжением Президента Российской Федерации был образован Государственный космический научно-про- изводственный центр им. М.В.Хруничева, который объ- единил Машиностроительный завод им. М.В.Хруничева и конструкторское бюро «Салют». Работы по созданию КА «Экспресс» в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева были продолже- ны. После смерти генерального конструктора ДАПолухина начальником КБ «Салют» - генеральным конструктором был назначен А.К.Медайвода. 513
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Компоновка, конструкция, основные технические характеристики Конструктивно космический аппарат «Экспресс» со- стоял из двух основных частей: сервисного модуля и воз- вращаемой капсулы. В сервисном модуле в герметичном приборном отсеке размещались служебные системы, обе- спечивающие полет КА на орбите в течение 5,5 сут. Слу- жебное и научное оборудование также устанавливалось вне гермоотсека - снаружи и внутри корпуса сервисного модуля. Возвращаемая капсула, состоящая из корпуса ВК с те- плозащитой и контейнера полезной нагрузки, предназнача- лась для размещения научного оборудования Германии и Японии (внутри в КПН и на внешней поверхности корпуса ВК), проведения экспериментов на орбитальном участке по- лета и участке спуска капсулы, а также доставки на Землю материалов исследований и экспериментов. Основные системы КА «Экспресс»: система управле- ния с системой обработки данных; система электропитания с химическими батареями; телеметрическая и командная радиолиния; система разделения; двигательная установка ориентации (на холодном газе); твердотопливные двигате- ли раскрутки/закрутки и торможения; система терморегу- лирования; система спуска/посадки (включая парашютную систему и радиомаяк). При этом система обработки данных, химические батареи, телеметрическая система и командная радиолиния, антенно-фидерные устройства разрабатыва- лись и поставлялись Германией. Полезная нагрузка постав- лялась совместно Германией и Японией. Служебные системы и оборудование КА «Экспресс» обеспечивали: - система управления: компенсация разбросов пара- метров орбиты выведения, управление положением КА на орбитальном участке полета, совместно со средства- ми автоматики ВК обеспечивали ее приземление в задан- ном районе с минимальными отклонениями от расчетной точки; - электроснабжение потребителей постоянным током напряжением 28 В и токами нагрузки до 10 А; - телеметрический контроль состояния бортовой аппа- ратуры и условий ее функционирования; - передачу в ЦУП по телеметрическому каналу результа- тов проведенных экспериментов; - управление бортовой аппаратурой по командам с Зем- ли или от бортовых программных устройств; - безопасную (для оборудования) посадку ВК с обозна- чением места посадки. Основные предприятия кооперации: по системе управ- ления - НПО Автоматики (г. Екатеринбург), по двигателям - НПО «Союз» (г. Москва), по парашютным системам - НИИПС (г. Москва), по приборам электроавтоматики - НИИАП (г. Санкт-Петербург), прибор-построитель мест- ной вертикали (ИКВ) - «Геофизика» (г. Москва и филиал в г. Ростов-на-Дону), по гироскопическим приборам - НИИ ПМ (г. Москва, по ГИВУС) и НПО «Корпус» (г. Саратов, поДУС). Космический аппарат «Экспресс» 514
Глава 6 П52 Компоновка КА «Экспресс» (А-А - вид на СМ сверху; С - вид на СМ снизу) 1 - возвращаемая капсула 2 - плата отрывных разъемов 3 - пружинный толкатель 4 - пирозамок (с пиропатроном) для крепления ВК к СМ 5 -двигатель стабилизации (пороховой) 6-сервисный модуль 7 - химические источники тока 8 - шаровой баллон (с азотом) 9 - заправочная горловина для азота 10 - тормозной двигатель (пороховой) 11 -двигатели стабилизации (газовые) 12 - клапан наддува гермокорпуса СМ 13 - построитель местной вертикали (прибор ИКВ) 14 - радиоантенна командной радиолинии 15 - блок с экспериментальным оборудованием САТЕХ HPS 16 - блок-радиоприемник 17 - блок датчиков отделения от PH 18 - блок-радиопередатчик 19 - блок шифратор/дешифратор КРЛ 515
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Табл. 1 Распределение работ между КБ «Салют» и МББ-ЭРНО при изготовлении конструкции и подсистем КА «Экспресс» Наименование работ КБ «Салют» МББ-ЭРНО А. Сервисный модуль Конструкция + Система управления движением + Система электроснабжения + Химические источники тока + Двигатель торможения + Двигатели стабилизации КА при торможении и газогенератор + Газовые двигатели ориентации КА + Телеметрическая система и командная радиолиния + Антенно-фидерные устройства + Адаптер между ракетой и КА + Б. Возвращаемая капсула Конструкция, теплозащита и др. + Электроавтоматика для управления подсистемами + Система разделения + Парашютная система + Радиотелеметрическая система + Система электроснабжения при спуске + Химические источники тока (кроме парашютной системы) + Полезная нагрузка + Элементы системы терморегулирования + Радио- и световые маяки + Примечание. MBB-ERNO также обеспечивает: - транспортировку КА «Экспресс» на полигон Кагошима; - аренду Центра управления полетом и наземных командных и измерительных пунктов; - аренду полигона посадки Вумера и средств поиска возвращаемой капсулы; - послеполетное обслуживание капсулы и полезной нагрузки. Схема и программа полета КА «Экспресс» Научно-иссследовательская программа, эксперименты Программа предусматривала проведение ряда экспери- ментов: 1. Проведение исследований по получению материалов в условиях микрогравитации. Предполагалось во время ор- битальною полета провести два эксперимента в условиях микрогравитации: САТЕХ (Япония) и TW0PEX (Германия). Первый должен был обеспечить получение чистых кристал- лов, которые предполагалось в дальнейшем использовать в качестве катализаторов в нефтехимической промышленно- сти. Во втором эксперименте планировались исследования нового контура охлаждения, конструкция которого основана на использовании капилляров в условиях невесомости. 2. Проведение экспериментов на атмосферном участке спуска возвращаемой капсулы по исследованию теплоза- щитных материалов для возвращаемых аппаратов. На участ- ке спуска должно было состояться пять экспериментов. Эксперимент CETEX (Германия) - испытания керамиче- ских плиток, армированных волокном, в реальном потоке 516
Глава 6 Табл. 2 Программа полетных операций КА «Экспресс» А. Участок выведения 1 Выведение КА «Экспресс» ракетой-носителем M3SII (Япония) 2 Закрутка IV ступени ракеты-носителя (wx= (120-150) обУмин) В. Участок орбитального полета 1 Отделение КА «Экспресс» от ракеты-носителя 2 Гашение угловых скоростей вращения КА с использованием ДУС и ГИВУС системы управления КА «Экспресс» 3 Построение системой управления КА развернутой орбитальной системы координат 4 Программный разворот КА «Экспресс», поддержание системой управления инерциальной системы координат 5 Закрутка КА «Экспресс» в инерциальной системе координат для обеспечения условий микрогравитации (0,2-0,5 об./с) 6 Выключение системы управления КА «Экспресс» 7 Полет КА «Экспресс» в режиме микрогравитации (продолжительностью 130 ч), проведение экспериментов по микрогравитации 8 После проведения экспериментов по микрогравитации - включение СУ, построение РОСК 9 Программный разворот КА «Экспресс» для выдачи тормозного импульса, поддержание системой управления ИСК 10 Включение двигателей закрутки (трех РДП 801ДЗ), закрутка КА «Экспресс» вокруг продольной оси (wx < 2 обУмин) 11 Включение тормозного двигателя 801ДТ, выдача тормозного импульса (КА «Экспресс» стабилизирован вращением) 12 Включение двигателей раскрутки (трех РДП 801 ДЗ) для останова вращения КА «Экспресс» С Участок спуска возвращаемой капсулы 1 Переход КА «Экспресс» на траекторию неуправляемого баллистического спуска; разделение СМ и ВК (после срабатывания пирозамков совместного стыка и пружинных толкателей); начало и последующая работа научного оборудования для выполне- ния программы экспериментов на участке спуска 2 Выполнение посадочных операций а срабатывание инерционного датчика (при перегрузке 3,5), через 1,5 с - включение бародатчика б срабатывание бародатчика на высоте 6 ± 1 км, по команде которого производится отстрел крышки парашютного отсека и раскрытие вытяжного и тормозного парашютов, торможение возвращаемой капсулы в срабатывание бародатчика на высоте 4,5 км, по команде которого производится отстрел тормозного парашюта и рас- крытие вытяжного и основного парашютов, через 2 с - включение радиомаяка г спуск возвращаемой капсулы на основном парашюте, приземление капсулы (со скоростью не более 5 ± 2 м/с), отстрел основного парашюта д постоянная работа радиомаяка для поиска возвращаемой капсулы 517
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Операции на орбите Выход на орбиту Ориентация и включение тормозного двигателя Приземление ГЕРМАНИЯ Разрушение сервисного модуля и этмосферг Спуск возвращаемой капсулы Кагошима, Япония Вумера, Австралия Схема полета КА «Экспресс» » Запуск с помощью PH M3S11 и Отделение сервисного модуля от возвращаемой капсулы Выдача команд бортового комплекса управления на: - орменташоо перед млютенмем тормозного шип втелц - отделение возармцммо* шику л и от сервисного аеокула - раскрытие парашюта. Контроль и управление операциями на орбите (в S-диапазоне) с высокими температурой и плотностью. Для этого в носо- вой части возвращаемой капсулы был установлен образец из нового перспективного материала в виде диска диаме- тром 300 мм и толщиной 5 мм. Эксперимент PYREX (Германия) позволял проверить методику измерения температуры керамических плиток, исследуемых в эксперименте СЕТЕХ, бесконтактным спосо- бом при помощи оптического прибора. Испытания новых образцов материалов, которые могут быть использованы для теплозащиты, планировала и Япония в эксперименте HIMPEX. Для этой цели образцы этих матери- алов были установлены в задней части теплозащиты ВК. Наконец, в экспериментах RTEX (Япония) и RAFLEX (Гер- мания) должны были исследоваться физические и химиче- ские свойства обтекающего потока при чрезвычайно высо- кой скорости полета ВК (около 8 км/с) при ее возвращении на Землю. Наземная экспериментальная отработка конструкции КА «Экспресс» Для отработки конструкции КА «Экспресс» были про- ведены следующие испытания: 1. На изделии-аналоге штатного КА - все виды проч- ностных испытаний, проверка ударной прочности кон- струкции при разделении ВК и СМ, отработка разделения ВК и СМ, отброс крышки парашютного отсека, срабатыва- ние всех пиросредств, испытания по экспериментальному подтверждению частотных характеристик конструкции из- делия (на базах НПО «Энергия», НПО им. Лавочкина, КБ «Салют»), 2. На изделии электроаналоге (без корпуса) - отработка взаимодействия бортовых систем и оборудования ВК и СМ на всех этапах полета КА «Экспресс» (на базе КБ «Салют»), 3. На бросковом изделии-аналоге ВК - проведение бросков с самолета натурных макетов ВК для отработки парашютной системы и посадочного оборудования (на базе НИИПС в г. Феодосия). 4. На малоразмерных аэродинамических моделях ВК - изучение аэродинамических характеристик ВК на участке спуска (на базе ЦАГИ). 5. На образцах теплозащиты и материалов - подбор те- плозащиты для ВК (на базах ЦНИИмаш, НИИмаш, НИИ Хим- маш, НИИ Теплообмена). 6. На образцах АФУ - отработка конструкции антенно- фидерных устройств на специальном макете (на базе КБ «Салют»), 7. На образцах агрегатов новой разработки (13 наимено- ваний) - отработка конструкции вновь разработанных агре- гатов (на базе КБ «Салют» в г. Фаустово Московской обл.). 8. На экспериментальной установке ДУ - отработка си- стемы холодного газа двигательной установки системы ори- ентации и стабилизации (на базе КБ «Салют»), 518
Глава 6 Заключительные операции, приемка КА «Экспресс» немецкой стороной Со времени подписания Соглашения о создании КА «Экспресс» в КБ «Салют» были разработаны и изготов- лены в опытном производстве ВК и СМ, все необходимые комплектующие, спроектированы и изготовлены стендовые изделия и технологическая оснастка, проведены их испытания, выпущена вся необходимая конструкторская и эксплуатацион- ная техдокументация, в т.ч. для представления немецкой сторо- не, а также для работы специалистов КБ «Салют» в Германии и Японии в режиме поддержки. Были получены и вовлечены в сборку космического аппарата комплектующее оборудова- ние и системы разработки предприятий кооперации. В период 15-26 апреля 1994 г. в КБ «Салют» прошла приемка немецкой стороной КА «Экспресс», поставляемого сопутствующего оборудования и технической документации. В соответствии с Соглашением немецкой стороне поставлялось: - летное изделие «Экспресс»; - комплект наземного технологического оборудования; - комплект контрольно-проверочного оборудования; - эксплуатационно-техническая документация для про- ведения работ в Германии и Японии (51 наименование ин- струкций, технических описаний и формуляров); КА «Экспресс» после завершения приемо-сдаточных испытаний. Опытное производство КБ «Салют» - конструкторская документация для сопровождения ра- бот в Германии и Японии (26 групп чертежей, 14 групп общих, принципиальных и функциональных электрических схем); - документация по управлению полетом КА «Экспресс» из GSOC (ЦУП): Е-11 - Справочник по управлению полетом; Е-12 - Перечень нештатных ситуаций и мероприятий по их парированию; исходные данные для GS0C для разработки техдокументации по управлению полетом (математическое обеспечение для обработки телеметрической информации, расчета полетных заданий, баллистических расчетов); тех- ническая документация для группы поддержки КБ «Салют». Экспортная лицензия на поставку КА «Экспресс» была получена РКА 10 апреля 1994 г. Приемка космического аппарата предусматривалась в период проведения заклю- чительных операций на изделии, включая комплексные электрические проверки, стыковку ВК и СМ, взвешивание и балансировку, приемо-сдаточные испытания на поставоч- ном комплекте СУ, работу с подъемным и такелажным обо- рудованием (подъемные проверки), подготовку КА «Экс- пресс» к транспортировке в Германию: разборка СМ и ВК, консервация ДУ СОС, упаковка ВК и СМ и другие операции. Все контрольные проверки и приемо-сдаточные испы- тания были успешно завершены, а материальная часть под- готовлена к транспортировке. Представители КБ «Салют» совместно с представителями фирмы ERNO подписали пе- редаточный сертификат на КА «Экспресс», сопутствующее оборудование и техдокументацию. 28 апреля 1994 г. КА «Экспресс» был отправлен в аэро- порт и передан немецкой стороне для транспортировки в Германию. На этом закончился российский этап работ и на- чался этап работ, ответственность за которые возлагалась на немецкую и японскую стороны. Российская сторона на этом этапе участвовала в работах в режиме поддержки. Подготовка КА «Экспресс» в Германии и Японии. Запуск аппарата После доставки КА «Экспресс» в фирму ERNO с 15 мая 1994 г. начались работы по дальнейшему дооснащению КА «Экспресс» научной и экспериментальной аппаратурой, проверкам ее функционирования в составе космического аппарата и проведения комплексных электрических испы- таний. Работы проводились совместной немецко-россий- ской бригадой: под руководством Цимберлина и Шульце с немецкой стороны,- под руководством главного кон- структора Э.Т.Радченко (Ю.П.Корнилов, Д.К.Константинов, В.В.Черняев) - с российской. Техническая документация была представлена на русском и английском языках. К кон- цу сентября 1994 г. комплексные электрические испытания КА «Экспресс» были успешно завершены. После завершения в ERNO работ по досборке и прове- дению комплексных электрических испытаний, в августе 1994 г. в фирме IABG под г. Мюнхеном была проведена за- ключительная динамическая балансировка КА «Экспресс», 519
История развития отечественных автоматических космических аппаратов отдела Е.В. Леонов. Не- мецкие специалисты от- метили высокую точность компьютерной (расчет- ной) балансировки аппара- та, проведенной в КБ «Са- лют». После завершения этих работ началась под- готовка, которая заверши- лась транспортировкой КА «Экспресс» в Японию. После доставки КА «Экспресс» в Японию на полигон Кагошима (KSC) с 15 ноября 1994 г. начались работы по монтажу на кос- мическом аппарате япон- ского эксперименталь- ного оборудования и его электрические проверки Космическая головная часть с КА -Экспресс» подготовлена к стыковке с PH M-3S11. Монтажно-сборочный корпус на полигоне Кагошима. Япония Пусковое устройство с PH M-3S11 (с КА «Экспресс») выезжает из корпуса вертикальной сборки на стартовую позицию. Полигон Кагошима. Япония СотрудникиКБ«Сапют»,участвовавшиевподготовкеКА«Экспресс»кпуску(спеванаправо):А.М.Нимерницкий, ЮЛКорнипов, М.ВЛудорова, ААНиколаев и сотрудник ERNO М.Шульце. Сзади, на стартовой позиции, видна на пусковом устройстве PH M-3S11 (с КА «Экспресс») в готовности к пуску Полигон Кагошима. Япония в составе аппарата. Также проводился большой объ- ем работ по подготовке японской ракеты-носите- ля M-3S11 (последней из этой серии): вертикальная сборка ступеней ракеты и космической головной части (с КА «Экспресс»), их электрические провер- ки в корпусе вертикальной сборки. После этого - предпусковые работы: пе- ревод бортовых систем и оборудования в стартовую конфигурацию, взаимные электрические проверки совместно действующего бортового и стартового оборудования, вывоз раке- ты-носителя на пусковом устройстве в район старто- вой позиции. Подготовка КА «Экспресс» к пуску на полигоне Кагошима (KSC) проводилась силами со- вместной германо-россий- ско-японской экспедиции. После вывоза на стартовую позицию на пусковом устрой- стве японской ракеты-носителя M-3S11 (с КА «Экспресс») и проведения заключительных предпусковых операций 15 ян- варя 1995 г. в 22 ч 45 м по местному времени (в 13 ч 45 мин по средне-европейскому времени) состоялся запуск КА «Экс- пресс», после чего российские специалисты, участвовавшие в подготовке КА «Экспресс» к пуску, вернулись в Москву. т.к. в орбитальном полете на некоторых участках КА «Экс- пресс» стабилизировался вращением, в т.ч. при полете в со- ставе четвертой ступени японской PH M3S-II, которая также стабилизируется вращением. Именно в связи с этим требова- ния по обеспечению необходимых массово-инерционных ха- рактеристик космического аппарата были чрезвычайно вы- соки. С российской стороны в работе участвовал начальник 520
Глава 6 Управление полетом КА «Экспресс» Управление полетом КА «Экспресс» после запуска осу- ществлял Германский центр управления в Оберпфаффенхо- фене (GSOC) близ Мюнхена. Контрольно-измерительные пункты располагались, помимо полигона Кагошимы (KSC, Япония), в Сантьяго (Чили), на Бермудских островах и на полигоне Вумера (Австралия). Запуск КА «Экспресс» был успешным. Ракета-носитель стартовала с пускового устройства, но космический аппарат был выведен на более низкую орбиту, чем планировалось, т.е. с явным недовыведением. О том, что же произошло в полете с КА «Экспресс», по предположению немецких инженеров, стало известно из многочисленных немецких публикаций. Это случилось уже после того, когда спустив- шаяся на землю капсула была случайно обнаружена в Гане. По информации из Центра управления полетом DLR в Оберпфаффенхофене (под Мюнхеном), на момент пуска ракеты-носителя с КА «Экспресс» антенны наземных стан- ций слежения были направлены на орбиту от 200 до 400 км высоты. Из-за отклонений от нормы в работе систем второй ступени японской ракеты-носителя, КА «Экспресс» был вы- веден на орбиту с параметрами около 113 х 200 км (вместо вероятных расчетных 240 х 398 км.). Несмотря на это, име- лось четыре сеанса связи с КА: первый и третий - на станции Сантьяго де Чили, второй и четвертый (он же последний) - в Кагошимском космическом центре. ЦУП работал с этими данными. Была запрошена и военная американская косми- ческая служба NORAD. Ранее они всегда заявляли, что яко- бы контролируют любой объект величиной не меньше 15 см на любой космической орбите. На официальный запрос о КА «Экспресс» американская космическая служба ответила, что они ничего не видели. Как может остаться неопознан- ным объект, совершивший три витка вокруг Земли? Управ- ление космическим аппаратом с возвращаемой капсулой осуществлялось в Германии впервые. И оно было сложным. КА «Экспресс» в орбитальном полете (спереди установлен в виде диска экспериментальный образец немецкой теплозащиты - суперплитка СЕТЕХ) Схема управления полетом КА «Экспресс». Рисунок немецкого ЦУП (GSOC) 521
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Если при замере высоты орбиты допускается ошибка хотя бы на один километр, то это может перенести предполагае- мое место посадки на несколько тысяч километров. Вторая сложность - изменяющаяся во времени и в пространстве плотность атмосферы, что влияет на торможение косми- ческого объекта. По-видимому, плотность была ниже, чем предполагалось. В результате несоответствий на второй ступени (по ха- рактеристикам пороха при хранении) ракета не смогла вы- йти на заданную орбиту 240 х 400 км. В результате этого КА «Экспресс» совершил неуправляемый сход с орбиты, разрушился и затонул в промежутке времени 17.12-17.18 ч, предположительно в районе островов Кирибати, в юго- восточной части Тихого океана. Долгое время (до конца ноября 1995 г.) так думали в Центре управления полетом DLR в Оберпфаффенхофене. Считалось само собой раз- умеющимся, что никакие задачи в части проведения экспе- риментальной программы выполнены не были. К самому космическому аппарату, как показал краткий сеанс связи, проведенный из Сантьяго, претензий не было - все его си- стемы включились и работали на участке контроля штатно. К российской стороне, как головному разработчику космиче- ского аппарата, претензии также не предъявлялись. Однако дальнейшие события развивалась непредсказуе- мым образом (по информации немецкой прессы). В начале декабря 1995 г. в DARA поступило сообщение из Австралии. Там в специализированном журнале была опубликована статья под названием «Что произошло с «Экспрессом»?» Автор этой статьи - англичанин Джеффри Перри. Он ра- ботал на американскую фирму Kettering Group. Эта фирма производила каталогизацию объектов космонавтики. В сво- их поисках Перри натолкнулся на две статьи, опубликован- ные в феврале в Гане. Так, газета Ghanaian Times сообщила 3 февраля 1995 г. о том, что в Которигу спустился с неба «странный объект на оранжевым парашюте». На парашю- те русский текст. Господин Патрик Агбоба, шеф полиции данного района, осмотрел этот объект. Он установил, что обгорел прилегающий джунглевый кустарник и собирался затребовать для опознания объекта военных. Вторая статья в газете Ghanaien Chronicle от 23 февраля сообщила о месте посадки. Командир гарнизона Гарисон высказал предполо- жение, что этот мистический объект мог быть либо головкой ракеты, либо спутником из космоса. Из этого Перри делает вывод, что, вероятно, «Экспресс» не затонул в Тихом океане. Почему он не сообщил об этом своем предположении немецкой стороне, остается одним из многих открытых вопросов. А что касается расшифровки текста на парашюте, ганская сторона могла бы проинфор- мировать русскую сторону. Но и этого не произошло. Вождь проживающего там племени неоднократно информировал соответствующие органы. Пока те не от- реагировали, сын вождя, вооруженный копьем, пять дней спал рядом с капсулой. 22 января 1995 г. капсулу перевез- ли в Велевелс, где она стала достопримечательностью для школьников. 30 января капсулу переправили в Тамало, где ее оставили в одном из углов ангара Военно-воздушных сил. 15 марта военные и ученые атомной комиссии обследовали объект на радиоактивность, т.к. не исключалась вероятность наличия атомного источника энергии. Было предложено выставить эту капсулу в музей как достопримечательность. В декабре 1995 г. DARA подключило Министерство ино- странных дел, которое, в свою очередь, дало поручение своему послу в Гане о содействии. Накануне Рождества все сомнения были устранены и сенсация состоялась: капсула, совершившая посадку в Гане, - возвращаемая капсула КА EXPRESS. Поэтому DARA послало в Гану двух сотрудников, которые увидели капсулу в ангаре Военно-воздушных сил в Тамало. Капсула весом в 400 кг была в прекрасном со- стоянии. Лишь перемещения на Земле нанесли ей царапины. С 3 по 10 января 1996 г. д-р Клаус Липперт и Эрнест Кене- манн обследовали возвращенную капсулу на месте, собрали воедино детали, что позволило представить картину спуска ВК более полной. Предполагалось, что после трех витков по- лета вокруг Земли, при входе КА в верхние слои атмосферы, сервисный модуль был еще соединен с возвращаемой капсу- лой. Но под каким углом КА «Экспресс» входил в атмосферу, в каком положении, как оно изменялось в процессе движе- ния капсулы при спуске, неизвестно. По-видимому, высо- кая внешняя температура от нагрева при хаотичном спуске в атмосфере вызвала самоподрыв пороха пирозамков. После их срабатывания пружинные толкатели отделили сервисный модуль от возвращаемой капсулы КА «Экспресс». В штатном случае это произошло бы лишь по радиокоманде из Центра управления полетом. После отделения СМ датчик перегрузок дал команду на открытие парашюта, и ВК совершила посадку в 17 ч 56 мин 15 января 1995 г. в Которигу, в административ- ном районе Западное Мампрузи. Ознакомленные с результатами осмотров специали- сты фирм DASA-RI (бывшее ERNO, г. Бремен), OHB System (г. Бремен) и Kayser Threde (г. Мюнхен), которым было по- ручено системное обобщение результатов экспериментов, надеются, что бортовой компьютер, расположенный в ВК, работал и сможет раскрыть ценные данные о полете КА и ис- пытании возвращаемой капсулы, технологии спуска. Ожида- ются также положительные результаты по германо-японским исследованиям материалов, участвовавших в экспериментах. Разработанная немецким космическим ведомством по ави- ации и космонавтике (DLR) суперплитка СЕТЕХ была под- вержена, в связи с низкой орбитой полета КА «Экспресс», сверхрасчетной тепловой нагрузке (предположительно в 2000-2500 град.) и, по-видимому, испытание выдержала. Возвращаемая капсула успешно выдержала участок спу- ска, подтвердив высокий уровень разработок КБ «Салют». Предусмотренные и возможные в полете нештатные ситуа- ции позволили даже в таком тяжелом случае, как недовыве- дение объекта на орбиту, сохранить работоспособность бор- тового оборудования и частично выполнить задачу, спустив в сохранности капсулу на Землю. Зарубежные партнеры смогли воочию убедиться в высоком научно-техническом потенциале России в области космонавтики. В 1996 г. най- 522
Глава 6 денная в Гане возвращаемая капсула КА «Экспресс» была выставлена на обозрение на авиационно-космической вы- ставке ILA-96 в г. Берлине. Участники работ с российской стороны Конструкторское бюро «Салют», г. Москва Служба Главного конструктора-Э.Т.Радченко, Ю.П. Кор- нилов, В.В.Черняев, Д.К.Константинов, ГН. Климачева. Проектанты, компоновщики, конструкторы: - по космическому аппарату - Г.Д.Дермичев, А.А. Никола- ев, А.Е.Положенцев, С.Н.Филиппов, А.Б.Тарасов, Е.В. Леонов, Т.С.Тарасова, Ю.Н.Дубинин, В.М.Степеннова, И.С. Каменский; - по возвращаемой капсуле - О.К.Зеленов, В.Ю. Катуш- кин, А.Н.Фокин, М.Г.Лисицын, Н.А.Молодцов, Г.Я.Лебедев, А.Н. Иваничкин, Г.В.Кузнецов, В АТалалов, БАСиволапов. Инженеры-расчетчики - В.И.Ветлов, С.М.Новичкова, С.Г.Лукашев, В.В.Кобелев, АВ.Смородинов, ВАБоголюб- ский, Г.С.Хохулина, О.Г.Федоров, В.М.Сафронов, Н.Г. Ган- зен, САПетроковский, В.В.Виноградов, Ю.Т.Шлуинский, В.Ф. Нагавкин, В.Г.Меркушкин. Инженеры-конструкторы - И.М.Востриков, Н.Н. Мир- кин, Е.С.Кулага, Л.С.Наумов, А.Г.Чинарина, В.С. Мелкумов, В.В.Беляков, СААндреев, ВАКириллина, В.П.Молочев, В.Н.Балашов, Л.Е.Сухова, Л.А.Главацкий, И.С.Соколов, К.В. Лабутин, А.И.Шишкин, А.И.Данилов, А.И. Духов, О.Д. Ни- китин, В.И.Соин. Инженеры-конструкторы по системе управления, элек- троавтоматике - В.Е.Самойлов, О.В.Ананьев, В.С. Седов, Л.И.Волошин, АНДемченко, ИАРахманова, М.П. Ана- ньев, В.Г.Резвов, В.В.Кудинов, А.М.Фурсов, ААМеркелов, А.Е. Мартынов, Н.Б.Лашкин, А.М.Лебедев. Специалисты по управлению полетом - Ю.П.Колчин, Ю.В.Будник, ВАСоболев, Г.В.Мухин, И.М.Азимов, Э.И.Ле- хова, Р.В.Кирюшина. Специалисты по эксплуатации изделий - А.Г.Гусев, В.С.Захаров, А.М.Нимерницкий, Ю.Г.Ефремов, А.Н. Смоля- ков, Н.М.Селезнев. Инженеры-испытатели - А.В.Альбрехт, ВАМорозов, С.С.Кензин, Э.ГАлехин, А.И.Бажанов, В.В.Пронин, Р.В.Бизяев. Инженеры-технологи - ВАПоловцев, В.Г.Мерекин, В.К.Наумов, Н.В.Нестеровский. Специалисты опытного завода - ВАБасов, Ю.И.За- рецков, В.Г. Баленков, А.П.Кондратов, В.М.Титенков, А.П. Ка- занкин, С.В.Семкин, ЕАСеменов, С.М.Бойков, С А Сива- ков, Е.Д.Аносов, В.Мальков, В.Н.Косолапов, Е.М.Рязанов, А.В. Янченко, Д.Е.Троянов. Информационное обеспечение, переводчики - Е.И. Салие- ва, М.В.Дудорова, А.С.Егоров, Н.Г.Русяева, О.П. Прихудайлова. НПО «Автоматика», г. Екатеринбург В.В.Чеботарев, С.Ф.Дерюгин, Л.Н.Бельский, Г.Г.Конев, В.В.Козлов, В.П.Смирнов, В.М.Кортовой, Ю.И.Шилко, В.В.Зажигин, В.И.Найденов. Ю.О.Бох£ам)£, Ъ.А.ХлжшмЬ, Ю.ИЗа&ора, О КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ «МОНИТОР-Э» Бурное совершенствование в 1980-1990-х гг. космиче- ских технологий, связанное с разработкой малогабаритных радио- и оптико-электронных приборов на цифровой ос- нове, микроминиатюрной элементной базы и новых кон- струкционных материалов, привело к созданию за рубежом класса малых космических аппаратов. Это открыло большие перспективы в решении многих задач хозяйственной дея- тельности и военного назначения. Накопленный к концу 1990-х гг. КБ «Салют» научно-тех- нический потенциал и большой опыт работы, приобретен- ные при создании космических станций «Салют», «Мир», модулей «Квант», «Кристалл», «Спектр», «Природа», «Заря», малого технологического аппарата «Экспресс» (РКА - DARA), а также наличие средств выведения легкого и тяжелого классов создавало предпосылки для внедрения в тематику предприятия нового направления деятельности по созданию автоматических космических аппаратов дис- танционного зондирования Земли и связи. Учитывая отсутствие в России разработок по высоко- технологичным КА нового поколения, а также потребность в таких КА для решения народно-хозяйственных и оборон- ных задач, руководством ГКНПЦ им. М.В.Хруничева было принято решение развернуть на предприятии работы в этом направлении. С учетом ранее полученного опыта в КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева были начаты работы по анализу требований к космическим аппаратам ДЗЗ, связи и научно- го назначения с целью определения характеристик базовой унифицированной космической платформы, способной обеспечить их функционирование. Предварительные оцен- ки показали, что для решения названных задач унифи- цированная платформа должна обеспечить размещение целевой аппаратуры массой до 500 кг и электроснабжение мощностью до 3,5 кВт. Система управления должна под- держивать трехосную стабилизацию космического аппарата с высокой точностью. При этом платформа должна иметь массу 400-500 кг. Для проведения дальнейших работ по созданию на основе УКП космических аппаратов ДЗЗ, связи, научного и специального назначения в КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева было создано подразделение под руководством заместителя генерального конструктора В.А.Хатулева. Главным конструктором темы по созданию малых космических аппаратов был назначен Ю.И.Завора. В целях привлечения внимания общественности и потен- циальных заказчиков космических услуг к новым разработ- кам ГКНПЦ им. М.В.Хруничева по инициативе генерального 523
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Компоновка КА «Монитор-Э» директора А.И.Киселева были начаты работы с европейски- ми специалистами по созданию общеевропейской службы глобального мониторинга природной среды (GES). В проекте GES ГКНПЦ им. М.В.Хруничева должен был выполнять роль т.н. системного интегратора. Его задачей было объединить представителей различных министерств и ведомств, которые используют в своей деятельности кос- мические данные, таких как Госкомэкология, Министерство сельского хозяйства, Росгидромет, Министерство по чрез- вычайным ситуациям и ликвидации стихийных бедствий, Министерство природных ресурсов, Роскартография, Ко- митет по рыболовству и многие другие. Необходимо было получить согласие этих министерств и ведомств на создание общего банка данных информации ДЗЗ. Для реализации этой работы в Центре была создана Программа по дистанционному зондированию Земли. Ди- ректором программы была назначена ИАГлазкова. Пер- вым должен был разрабатываться космический аппарат дистанционного зондирования Земли «Монитор-Э». Перед конструкторами КБ «Салют» была поставлена сложнейшая задача создания КА ДЗЗ нового поколения, обладающего характеристиками, соответствующими лучшим мировым образцам КА, таким как SPOT, IRS и др. Главной особенно- стью разработки являлось то, что ГКНПЦ им. М.В.Хруничева предлагал Заказчику законченный космический комплекс. В состав комплекса кроме КА ДЗЗ входили ракетно-косми- ческий комплекс «Рокот», наземный комплекс управления и наземный комплекс приема и обработки информации. В 1999 г. генеральным директором были утверждены ТТЗ на создание космического комплекса «Монитор-Э» и частные технические задания на создание компонентов космического комплекса и бортовых систем космического аппарата. Для решения поставленной задачи была сфор- мирована кооперация соисполнителей работ в составе уже зарекомендовавших себя по разработкам аппаратуры КА предприятий космической отрасли, таких как РНИИ КП, ОКБ «Факел», ОАО «Сатурн», НПП «Квант», ВНИИЭМ, МОКБ «Марс», а по целевой аппаратуре - КЗ им. С.А.Зверева в кооперации с НПП «ОПТЭКС». На кооперацию была возло- жена ответственная задача разработки новейших приборов и аппаратуры с использованием современных цифровых тех- нологий и передовых достижений в области космического приборостроения. При создании унифицированной космической платфор- мы, которая получила название «Яхта», и КА «Монитор-Э» закладывались самые передовые технологии и принципы построения, достигнутые в космической отрасли к началу 2000 г. Негерметичная конструкция корпуса КА, примене- ние малогабаритной аппаратуры в цифровом исполнении, информационная увязка бортовых систем посредством стандартных цифровых интерфейсов, построение системы терморегулирования на основе неконвективного тепло- обмена, высокая технологичность и удобство эксплуата- ции при сборке и испытаниях. Важной особенностью УКП являлось также то, что ее бортовые системы должны были обеспечивать функционирование КА как на низких, так и на высоких орбитах. Тем самым закладывалась основа для по- строения низкоорбитальной и высокоорбитальной модифи- кации космической платформы. При этом сложность реше- ния этих проблем усугублялась жесткими ограничениями по весовым характеристикам и габаритам приборов. Кроме того, самое серьезное внимание было уделено выбору целевой аппаратуры. Для решения этой задачи был проведен серьезный анализ требований российских потре- 524
Глава 6 бителей информации ДЗЗ и выбраны характеристики бор- тового комплекса наблюдения. Ма КА устанавливались две съемочные камеры: панхрома- тическая с разрешением 8 м и спектрозональная с разреше- нием 20 и 40 м. Одновременно с разра- боткой КА осуществлялось создание наземных средств космического комплекса, обе- спечивающих подготовку КА на ТК и СК, запуск КА. Для управ- ления полетом на территории космического центра был развернут сектор ЦУП. Для непосредственной передачи команд управления на борт КА привлекались средства НАКУ Унифицированная космическая платформа «Яхта» Съемочная аппаратура Панхроматическая съемочная распределенного доступа аппаратура «Гамма - Л» «Гамма - Ц» Космический аппарат «Монитор-Э» Минобороны. При разработке КА «Монитор-Э» специалистами КБ «Салют» были реализова- ны практически все концеп- туальные положения, опре- деляющие технический облик космического аппарата нового поколения. На первом этапе работ космический комплекс с КА «Монитор-Э» создавался как инициативная разработка ГКНПЦ им. М.В.Хруничева с собственным финансирова- нием. В последующем финан- сирование работ взял на себя Роскосмос со статусом Гене- рального заказчика комплекса. Поэтому в дальнейшем работы велись по контракту с Ро- скосмосом № 100-5684/02 от 18 апреля 2002 г. как составная часть работ по российской ин- тегрированной спутниковой системе природно-ресурсного назначения (шифр ОКР «Монитор - Макросистема»). Экспериментальный космический аппарат «Монитор-Э» предназначен для получения информации о заданных райо- нах Земли в видимом и ближнем ИК-диапазонах в интересах составления кадастров земельных ресурсов, тематического картографирования территорий, контроля чрезвычайных ситуаций, оценки их последствий, геологического картиро- вания и поиска полезных ископаемых, контроля состояния лесов, сельскохозяйственных культур, прогноза урожай- ности, контроля мелиорации и орошения, экологического мониторинга. Основные характеристики КА «Монитор-Э» Параметры солнечно-синхронной орбиты: - высота - 542 км - наклонение (ССО) - 97,54 ° Панхроматическая съемочная аппаратура- - спектральный диапазон - 0,51-0,84 мкм - размер проекции пикселя на Землю в надир -8 м - полоса захвата при съемке в надир - 96 км Съемочная аппаратура распределенного доступа: - спектральные диапазоны - 0,54-0,59: 0,63-0,68; 0,79-0,90 мкм - размер проекции пикселя на Землю в надир - 20/40 м - полоса захвата при съемке в надир -160 км Система сбора, накопления и передачи информации: - число каналов - 2 - скорость передачи данных - 15,36; 61,44; 122,88 Мбит/с - объем ЗУ-2 х2ОО Гбит - режимы передачи видеоинформации - НП, ЗАП, ВОС и их комбинации Режимы съемки - трассовая, маршрутная Показатели эффективности (средние значения): - оперативность съемки любого района России - не более 2,7 сут. - периодичность съемки одного и того же района - не более 2 сут. - производительность маршрутной съемки -до 5 объектов/сут. - производительность трассовой съемки - не мене 960 тыс. км^/сут. Максимальное энергопотребление КА при съемке -1100 Вт Масса заправленного КА - 750 кг Срок службы - не менее 5 лет Средство выведения - PH «Рокот» с РБ «Бриз-КМ» В процессе создания КА «Монитор-Э» инженерам КБ «Салют» приходилось решать огромное количество со- вершенно новых задач, в частности, создание комплекса целевой аппаратуры и его функциональную увязку со слу- жебными системами КА, обеспечение тепловых режимов негерметичных отсеков КА, обеспечение высокой точности ориентации и стабилизации, создание модульной конструк- ции КА, внедрение технологий ЗД-моделирования при соз- дании конструктивно-компоновочной схемы КА. Одновременно с разработкой КА осуществлялось соз- дание наземных средств космического комплекса, обеспе- чивающих проведение испытаний КА на испытательной базе 525
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Сборка КА «Монитор-Э» на РКЗ ГКНПЦ им. М.В.Хруничева Тепловакуумные испытания КА «Монитор-Э» в НИИ Химмаш (г. Пересвет) ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и других предприятий, а также подготовку КА на TK и СК для запуска КА с помощью PH легкого класса «Рокот» с РБ «Бриз-КМ» на космодроме Плесецк. Для управления полетом на территории Космического центра был развернут собственный ЦУП с задействовани- ем средств командно-измерительного комплекса Минобо- роны (объект 413 в Голицыне и пункты эксплуатации ПЭ8, ПЭ9 и ПЭ13). Персонал дежурных смен состоял из сотруд- ников КБ «Салют», прошедших обучение и отработку на- выков управления на программно-аппаратных средствах рабочих мест ЦУП. Космический аппарат прошел полную наземную отработку и был успешно запущен PH «Рокот» Испытания КА «Монитор-Э» на вибростенде в КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева 26 августа 2005 г. на рабочую солнечно-синхронную ор- биту высотой 542 км и наклонением 97,54 °. Целевое использование КА «Монитор-Э» началось с 26 ноября 2005 г., когда было получено первое видеоизображение поверхности Земли. По завершению летных испытаний решением Государ- ственной комиссии от 26 февраля 2006 г. КК «Монитор-Э» был введен в опытную эксплуатацию В связи с выявлен- ными замечаниями в работе прибора ГИВУС штатная экс- плуатация КА с 1 июля 2007 г. была переведена в исследо- вательский режим полета с ограничениями при проведении съемки до 15 сут. в месяц. 26 августа 2010 г. закончился заявленный в ТТЗ пяти- летний технический ресурс КА. При этом эксплуатация КА в исследовательском режиме была продолжена. За весь пе- риод работы КА «Монитор-Э» провел более 1300 маршру- тов съемки с общей площадью заснятой поверхности Земли более 180 млн км2. Информация, которая была получена с использованием снимков с КА «Монитор-Э», обладает высокой геометрической точностью и точностью привязки изображений. Она широко использовалась до настоящего времени различными ведомствами и администрациями ре- гионов России в интересах сельского и лесного хозяйства, рыболовства, экологического мониторинга, решения обо- ронных и других задач. 526
Глава 6 КА «Монитор-Э» в орбитальном полете В связи с нестабильной работой отдельных борто- вых систем в конце заданного пятитилетнего техниче- ского ресурса по решению Роскосмоса эксплуатация КА «Монитор-Э» 21 февраля 2011 г. была прекращена. Малый космический аппарат дистанционного зондирования Зем- ли «Монитор-Э» был первой отечественной разработкой, выполненной на уровне новейших технологий. На основе полученного в процессе его создания технического и произ- водственного задела были созданы малые КА связи KazSat, KazSat-2 для республики Казахстан и КА связи «Экспресс- МД1»и «Экспресс-МД2» для российского оператора ФГУП «Космическая связь». Большая организационная работа по созданию косми- ческого комплекса «Монитор-Э», становлению этих работ в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и внедрению их на произ- водство проводилась в то время первым заместителем ге- нерального конструктора Ю.О.Бахваловым (с 2003 г. - ге- неральный конструктор - начальник КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева), заместителем генерального директора И.А.Глазковой, первым заместителем генерального дирек- тора В.П.Стасюком, заместителем генерального директора В.Н.Ивановым, заместителем генерального конструктора ВАХатулевым, главным конструктором темы Ю.И.Заворой, ведущим конструктором темы ВАТуляковым и ведущим конструктором ВАДьячковым. Выполнение работ в КБ «Салют» обеспечивалось направлениями заместителей ге- нерального конструктора И.С.Радугина, САПетроковского, В.П.Молочева, М.Б.Соколова, А.Г.Гусева, А.В.Альбрехта. Большой вклад в организацию работ и разработ- ку космического аппарата «Монитор-Э», его бортовых систем, выполнение сложных расчетов внесли руко- водители подразделений и специалисты КБ «Салют» Первый снимок с КА «Монитор-Э». Аппаратура РДСА («Гамма-Ц»), 26 ноября 2005 г. 527
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Ю.0.6ах&2М1&, ^.АХаишле^, Ю'.'ИЗа&ора, О.'К.Млкге^ КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ СВЯЗИ После создания КА ДЗЗ «Монитор-Э» ГКНПЦ им. М.В. Хруничева была разверну- та активная работа по маркетингу выхода на рынок космических услуг спутниковой связи. В результате были сформированы предложения по созданию малых КА связи для Республики Казахстан и Минсвязи РФ. КА связи KazSat Вулкан Кронокская сопка на полуострове Камчатка. Снимок с КА «Монитор-Э», аппаратура РДСА О.В.Михеев, А.Е.Положенцев, В.М.Судаков, Ф.Ю.Икше, В.Н.Точенов, Т.В.Халанская, А.Б.Тарасов, А.Н. Загорков, Е.В. Леонов, В.С.Степеннова, А.В.Владимиров, А.Г. Бахтин, В.П.Полиновский, А.И.Мощенко, В.И.Ветлов, С.М. Нович- кова, Ю.Н.Винокуров, Е.В.Павлова, Н.Н. Ганзен, АТ.Курны- ков, ДАШульгин, И.Н.Каракотин, И.И. Юрченко (Ибраева), Ю.Т.Шлуинский, С.Н.Филиппов, Е.И.Постоюк, И.С.Партола, В.В.Елисеев, Ф.В.Рахманов, М.П.Шребенок, Д.В.Кретов, И.В.Коледенок, Н.Н.Бобков, М.Ю.Рожков, ГВ. Кузнецов, ЛАГлавацкий, Ю.И.Грин, И.С.Соколов, К.Н. Рябовский, С.Д.Кошелев, С.М.Толмачев, А.Д.Лукьянов, САМаксим- ченко, СААгуреев, М.П.Ананьев, В.С.Ситнов, Л.Г.Пыш- кина, АНДемченко, А.В.Александровский, В.С.Хиров, М.Ю.Грач, Г.С.Куранов, САКалинкин, В.С.Шатхин, Г.И.За- зыкина, В.С. Седов, С.Б.Яхненко, ААЛебедев, Е.Е. Бычкова, А.И. Фурсов, О.В.Афонин, ААМеркелов, А.Е. Мартынов, С.В.Балашов, В АБакулева и многие другие. Следует отметить большую работу подразделения глав- ного конструктора темы Л.И.Аристова, включая начальника отдела И.В.Сениковского и специалистов подразделения Н.Г.Калинина, В.И.Кузьмина, Е.Н.Кутыгина, А.А. Ломакина, В.В. Демина. Они обеспечили проведение совершенно но- вых для КБ «Салют» работ по разработке и испытаниям комплекса целевой аппаратуры. В создании рабочих мест, разработки программного обеспечения, эксплуатации ЦУП КА и управлении полетом КА «Монитор-Э» большую работу провели сотрудники КБ «Са- лют»: Ю.П.Колчин, Ю.В.Будник, И.М.Азимов, Э.И.Лехова, Е.М.Нестерюк, В.Д.Соболева, С.И.Ткачук, С.З.Афанасьев, О.М.Бастацкая, Д.В.Коврижкин, С.П.Кравцов, В.Н.Иващук, САМоздрачев, Ю.В.Кирилин, Р.В.Кирюшина. Большой вклад в организацию работ по созданию наземного ком- плекса планирования целевой работы, приему и обработки информации с КА «Монитор-Э» внесли сотрудники де- партамента МКА и СС Космического центра БАЮрченко, Е.В.Михайлов, В.Н.Жмурский, С.В.Баранов и др. В январе 2004 г. в рамках официального визита Пре- зидента Российской Федерации В.В.Путина в Казахстан был подписан контракт на изготовление и запуск ГКНПЦ им. М.В.Хруничева первого национального казахстанского геостационарного спутника связи. Межведомственной ко- миссией Республики Казахстан рассматривалось несколько претендентов на выполнение этой работы. Предложения на конкурс кроме ГКНПЦ им. М.В.Хруничева подали НПО «ИСС им. Решетнева», ОАО «Газком» и РКК «Энергия». После тщательного рассмотрения предложений предпочте- ние было отдано ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Проект полу- чил название KazSat. Космический аппарат KazSat стал первым гео- стационарным спутником связи, созданным в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Спутник предназначен для телевизионного вещания, обеспечения фиксированной спутниковой связи и передачи данных. Зона обслуживания космического аппарата - Ка- захстан, страны Центральной Азии и центральной части России. Контрактом также предусматривалось создание в Казахстане наземной инфраструктуры для управления по- летом КА и обучение национальных кадров. Перед Космическим центром стояла сложнейшая за- дача. Менее чем за два года необходимо было разработать и изготовить спутник, создать наземную инфраструктуру и обеспечить запуск космического аппарата. Для решения этой задачи КБ «Салют» необходимо было провести полно- масштабные опытно-конструкторские работы по созданию высокоорбитальной модификации космической платфор- мы «Яхта» для космических аппаратов связи. При создании КА KazSat специалистам КБ «Салют» необходимо было ре- шить две ключевые технические проблемы: разработка оп- тимальной конструкции КА, адаптированной к парному вы- ведению двух КА на одной PH, и создание бортовых систем, способных длительно функционировать на ГСО. При этом 528
Глава 6 краеугольным вопросом яв- лялось обеспечение десяти- летнего ресурса работы КА. Космический аппарат связи KazSat разрабатывался как попутная нагрузка при запуске на PH «Протон-М» тяжелых геостационарных КА связи серии «Экспресс- АМ» разработки ОАО «ИСС» им. М.Ф.Решетнева». Только такой запуск был экономи- чески целесообразным для реализации проекта KazSat. Особую сложность пред- ставляли именно вопросы надежности. Это в первую очередь было обусловлено тем, что после распада Со- ветского Союза и перестрой- ки экономики России были частично утрачены техноло- гии изготовления радиацион- но-стойкой электронной эле- ментной базы. В связи с этим при изготовлении системы управления, телекомандной системы и других систем КА на российских предприятиях использовалась зарубежная элементная база индустри- ального исполнения. А сер- тификация этой элементной базы для работы в условиях космического пространства является сложным про- цессом, который не всегда обеспечивает необходимые гарантии по надежности ее работы. Космический аппарат связи KazSat. Основные компоновочные виды Общий вид космического аппарата связи KazSat 529
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Общий вид КА связи KazSat в составе КГЧ с КА «Экспресс-АМЗЗ» Эпектрические испытания КА связи KazSat на РКЗ ГКНПЦ им. М.В.Хруничева Основные характеристики КА KazSat Точка стояния на ГСО-103 ° в.д. Масса КА -1065 кг Расчетный срок службы -10 лет Масса полезной нагрузки -130 кг Диапазон частот - Ku Количество транспондеров - 12 шт. Полоса пропускания - 72 МГц Организацию работ по проекту обеспечивали главный конструктор космических комплексов Э.Т. Рад- ченко, заместитель генерально- го директора - директор компании «Хруничев-Телеком» Ю.В. Прохо- ров, директор программы КА свя- зи А.А. Ганин, главный конструк- тор компании «Хруничев-Телеком» В.К. Зарубин. Большой вклад в ор- ганизацию работ также внесли глав- ные конструкторы темы В.В. Исаев и В.Э. Гнетов, заместитель главно- го конструктора В.И. Каганер, ве- дущие конструкторы Ю.Н. Сквор- цов, В.И. Куролесов, САЛобашев, О.К. Абрамова. Большой вклад в создание КА внесли специалисты ФГУП «Космическая связь» Е.В. Гру- зинцев, И.С. Кармалеев, ГД. Коз- лов, М.Г Коваленко, А.Л. Гинзбург, В.Н. Хейфиц и др. В процессе анализа различных вариантов конструктивно-компоно- вочной схемы специалистами КБ «Са- лют» была предложена оригинальная конструкция спутника, корпус которо- го являлся переходной системой для установки попутного КА. Затраты на парное выведение космических аппа- ратов должны делиться между заказ- чиками пуска, что является экономи- чески привлекательным. В процессе разработки КА KazSat был решен ряд важнейших технических проблем. В первую очередь проведена адаптация всех бортовых систем к более жестким условиям работы на геостационарной орбите. Обе- спечено сопряжение бортового ретрансляционного комплекса с си- стемами космической платформы. Решены задачи радиационной защи- ты бортовых систем при длительной работе на ГСО. организовано про- 530
Глава 6 Проверка раскрытия СВ КА связи KazSat на космодроме Байконур КА связи KazSat в составе КГЧ на космодроме Байконур Президент России В.В.Путин и президент Казахстана НАНазарбаев на запуске КА связи KazSat. Космодром Байконур ведение приемо-сдаточных испытаний с имитацией воздействий непосредственно на летное изделие в термобарокамере, акустической камере и безэховой камере факторов космического пространства и условий, возникающих в процессе выве- дения и функционирования КА на орбите. Основными субподрядчиками по бортовому оборудованию КА KazSat яв- ляются ФГУП ГПКС совместно с итальян- ской ALENIA SPAZIO (полезная нагрузка), МОКБ «Марс» (система управления), ФГУП РНИИ КП (телекомандная систе- ма), ОКБ «Факел» (двигательная уста- новка), ОАО «АВЭКС» (аппаратура регу- лирования и контроля СЭС и аппаратура преобразования и управления ДУ), НПП «Квант» (фото- электрическая солнечная батарея), ОАО «Сатурн» (аккуму- ляторная батарея), НПП ВНИИЭМ (аппаратура ориентации солнечных батарей). Запуск КА KazSat с помощью PH «Протон-К» с РБ ДМ1 состоялся 18 июня 2006 г. После успешного завершения лет- ных испытаний КА был передан в эксплуатацию Заказчику и начал обеспечивать телевизионное вещание и связь для республики Казахстан. В 2008 г. эксплуатация КА KazSat была прекращена из- за отказа исполнительных органов КУДМ системы управ- ления. Отказ был связан с низким качеством электронной компонентной базы иностранного производства категории Industrial, применявшейся при изготовлении бортовых си- стем КА. При создании последующих КА применение электрон- ной компонентной базы надлежащего качества стало одной из важнейших задач. Этой проблеме уделялось самое при- стальное внимание. Для ее решения был сформирован и выполнялся план целевых мероприятий повышения надеж- ности. В январе 2009 г. спутник был уведен с ГСО на без- опасную орбиту и его эксплуатация была прекращена. КА связи «Экспресс-МД1» и «Экспресс-МД2» Космические аппараты «Экспресс-МД1» и «Экспресс- МД2» (малые дополнительные) - геостационарные спут- ники связи, созданные в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева по за- казу ФГУП «Космическая связь» и предназначенные для осуществления непрерывной круглосуточной ретрансляции потоков информации различного назначения в системе спутниковой связи и вещания Российской Федерации. Работы по проекту KazSat существенно обогатили опыт специалистов ГКНПЦ им. М.В.Хруничева в области 531
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Устройство отделения L - диапазона второго КА Общий вид космического аппарата связи «Экспресс-МД1» Панель с оборудованием Основные элементы конструкции КА связи «Экспресс-МД1» Разгрузка контейнера с КА связи «Экспресс-МД1» на космодроме Байконур Основные характеристики КА связи <<Экспресс-МД1» Тип рабочей орбиты - геостационарная Долгота точки стояния (номинальная) - 53° в.д. Срок службы -10 лет Масса КА-1140 кг Масса полезной нагрузки - 230 кг Частотный диапазон -С, L Количество транспондеров С-диапазона - 8 Количество транспондеров L-диапазона -1 Ширина полосы пропускания -40 МГц Энергопотребление полезной нагрузки -1300 Вт создания космических аппаратов, функционирующих на ГСО. Эксплу- атация КА KazSat показала, что без серьезного совершенствования си- стемы управления, повышения каче- ства выполнения работ и испытаний невозможно обеспечить требуемый уровень надежности для КА данного класса, соответствующий зарубеж- ным спутникам. Поэтому специ- алистами КБ «Салют» был прове- ден тщательный анализ замечаний к работе бортовых систем КА KazSat и разработана детальная программа их устранения. Основные положения программы были сосредоточены на двух главных направлениях: со- вершенствование конструкции КА с целью ее облегчения и обеспечения условий гарантированного выведе- ния с помощью PH «Протон-М» с РБ «Бриз-М» двух КА на ГСО, а также повышение надежности и ресурса работы бортовых систем. При этом необходимо было сохранить при- нятую концепцию построения КА, позволяющую обеспечить попутное выведение второго КА связи на гео- стационарную орбиту. Большинство намеченных ме- роприятий по повышению надеж- ности удалось реализовать на КА «Экспресс-МД1» и «Экспресс-МД2». Создание космических аппаратов велось на базе модернизированной космической платформы КА KazSat. С целью улучшения весовых харак- теристик корпус КА был полностью 532
Глава 6 изготовлен из углепластиковых материалов. При разработке и изготовлении КА был реализован комплекс работ по довод- ке характеристик бортовых систем, повышению надежности и ресурса их функционирования. Так, в системе управления были проведены доработки бортового компьютера, блоков силовой автоматики, электроники двигателей-маховиков, усовершенствованы алгоритмы для повышения функцио- нального резервирования приборов СУ. В телекомандной системе были доработаны приемо-передающие устройства с целью улучшения стабильности их работы и повышения поме- хоустойчивости. В системе электроснабжения улучшены ре- жимы работы аппаратуры регулирования и контроля. Увели- чен ресурс по количеству включений двигательной установки и доработаны узлы блоков хранения и подачи ксенона. Космический аппарат «Экспресс-МД1» был запущен 11 февраля 2009 г. совместно с КА «Экспресс-АМ44» раз- работки ОАО «ИСС». После успешного проведения летных испытаний в мае 2009 г КА был передан ФГУП «Космическая связь» в штатную эксплуатацию. Кооперация предприятий- разработчиков бортовых си- стем КА включает следующие организации: ФГУП «Кос- мическая связь» совместно с Alcatel Alenia Space-ltaly (полезная нагрузка), МОКБ «Марс» (система управления), ФГУП РНИИ КП (телекоманд- ная система), ОКБ «Факел» (двигательная установка), ОАО «АВЭКС» (аппаратура регу- лирования и контроля СЭС и аппаратура преобразования и управления ДУ), ФГУП НПП «Квант» (солнечная фото- электрическая батарея), ОАО «Сатурн» (аккумуляторная батарея), НПП ВНИИЭМ (аппа- ратура ориентации солнечных батарей), НПО им. Лавочкина (тепловая панель служеб- ных систем), ЗАО «Центр перспективных разработок» ОАО ЦНИИСМ (центральный силовой углепластиковый изо- гридный отсек корпуса), ОНПП «Технология» (углепластико- вые трехслойные панели кор- пуса). Космический аппарат «Экспресс-МД1» находился в эксплуатации до конца 2013 г. Космический аппарат свя- зи «Экспресс-МД2» по своим техническим характеристикам и составу бортовых систем яв- ляется практически полным аналогом КА связи «Экспресс- МД1». Вместе с тем, по замечаниям, полученным в ходе эксплуатации КА «Экспресс-МД1», была проведена до- работка ряда бортовых систем и бортового программного обеспечения, направленная на повышение устойчивости их работы в условиях длительной эксплуатации. Следует от- метить, что после проведенных мероприятий по доработке бортовых систем в ходе наземных проверок, в т.ч. на поли- гоне Байконур, не было получено ни одного замечания к ра- боте КА. Это говорило о значительном повышении качества КА по сравнению со своим предшественником. КА «Экспресс-МД2» был запущен совместно с КА TELCOM3 6 августа 2012 г. Однако вследствие аварии РБ «Бриз-М» он не был выведен на расчетную орбиту и пре- кратил существование. Электрические проверки КА связи «Экспресс-МД1» на космодроме Байконур Подготовка КА связи «Экспресс-МД2» на космодроме Байконур 533
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Сборка КГЧ в составе КА связи «Экспресс-МД2» и КА TELCOM3 Организацию работ по проектам «Экспресс-МД1» и «Экспресс-МД2» обеспечивали заместители гене- рального конструктора Э.Т.Радченко и В.А.Хатулев, глав- ные конструктора В.В.Исаев, Ю.И.Завора, главный кон- структор темы В.Э.Гнетов, а также ведущие конструктора Ю.Н.Скворцов, В.И.Каганер, В.Н.Куролесов, САЛобашов, А.К.Кольцов. Большую роль в создании КА сыграли ру- ководители ФГУП «Космическая связь» Ю.В.Прохоров, А.А.Ганин, Е.В.Грузинцев, В.К.Зарубин, а также специалисты И.С.Кармалеев, Г.Д.Козлов, АВ.Ратанов, М.Г.Коваленко, А.Л.Гинзбург, В.Н.Хейфиц и др. КА связи KazSat-2 Космический аппарат связи KazSat-2 предназначен для обеспечения телевизионного вещания и передачи данных в системе спутниковой связи на территории Республики Казахстан, стран Центральной Азии и центральной части России, а также для удовлетворения потребностей казах- станских операторов спутниковой связи. Космическая система связи KazSat-2 была создана в со- ответствии с договором № 330-60610 от 20 октября 2006 г. между ФГУП «ГКНПЦ им. М.В.Хруничева» и Акционерным обществом «Республиканский центр космической связи» Республики Казахстан. Помимо космического аппарата свя- зи и вещания на геостационарной орбите, система включа- ет наземный комплекс управления и систему мониторинга связи, расположенные на территории Республики Казахстан. Также договором предусмотрено обучение казахстанских специалистов. Космический аппарат KazSat-2 является улучшенной мо- дификацией космических аппаратов связи серии КА KazSat, «Экспресс-МД1» и «Экспресс-МД2». В КА KazSat-2 прове- дена значительная модернизация бортовых систем, позво- ляющая улучшить характеристики космического аппарата и создать необходимый уровень его надежности, в частности: - установлены астродатчики, ГИВУС и солнечные датчи- ки производства EADS Sodern, имеющие большую летную историю; - введено дополнительно управление наиболее важными функциями КА прямыми командами от НКУ через БА КИС; - введено функциональное резервирование гироприбо- ров астросистемой; - увеличена радиационная защита для обеспечения не- обходимой радиационной стойкости электронных блоков; - повышены требования к сертификации элементной базы стандарта Industry и экспериментальной отработке для увеличения стойкости приборов к внешним факторам кос- мического пространства и др. В конструкции аппарата использованы современные композиционные материалы, что позволило уменьшить массу КА, увеличить жесткость и тепловую стабильность Общий вид космического аппарата связи KazSat-2 534
Глава 6 Основные характеристики КА связи KazSat-2 Долгота точки стояния на ГСО-86,5 ° в.д. Масса КА -1368 кг Масса полезной нагрузки -194 кг Расчетный срок службы -12,25 лет Диапазон частот бортового ретранслятора - Ku Количество активных транспондеров -16 шт. Полоса пропускания стволов - 54 МГц корпуса КА. При изготовлении по- лезной нагрузки фирмой Thales Alenia Space (Италия) применены отработанные элементы, имеющие летную квалификацию. Бортовой ретрансляционный комплекс состоит из 20 стволов Ки-диапазона (16 ак- тивных и 4 резервных). Космический аппарат KazSat-2 Верхняя переходная система с КА «OS-2» Панель с оборудованием ретранслятора Панель с оборудованием служебных систем Антенна полезной нагрузки Нижняя переходная система с РБ «Бриз-М» Основные элементы конструкции КА связи KazSat-2 Корпус с установленным оборудованием был выведен PH «Протон-М» с РБ «Бриз-М» 16 июля 2011 г. (парный пуск совместно с американским спутником связи 0S-2). Технический ресурс - 14,5 лет. В настоящее время КА KazSat-2 функционирует в штатном режиме и обе- спечивает в полном объеме услуги связи и телевизионного вещания в интересах Республики Казахстан. Кооперация предприятий разработчиков бортовых систем КА «Kazsat-2» включает: Alcatel Alenia Space-ltaly (полезная нагрузка), МОКБ «Марс» (система управления), РНИИ КП (телекомандная система), ОКБ «Факел» (дви- гательная установка), ФГУП «Квант» (солнечная батарея фотоэлектрическая), АО «АВЭКС» (аппаратура регули- рования и контроля СЭС и аппаратура преобразования и управления ДУ), ОАО «Сатурн» (батарея аккумуляторная), НПП ВНИИЭМ (аппаратура ориентации солнечных батарей), НПО им. Лавочкина (тепловые приборные панели и тепло- вые трубы), ЗАО «Центр перспективных разработок» ОАО ЦНИИСМ (центральный углепластиковый силовой изогрид- ный отсек корпуса), ОНПП «Технология» (трехслойные угле- пластиковые панели корпуса). В соответствии с договором между ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и АО РЦКС по созданию КА KazSat-2 одновременно с созданием КА была проведена мо- дернизация ранее созданного казахстанского НКУ КА Зона обслуживания КА связи KazSat-2 535
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Сборка КА связи KazSat-2 на заводе ГКНПЦ им. М.В.Хруничева KazSat (г. Акколь). В частности, на территории ГКНПЦ им. М.В.Хруничева создан и функционирует сектор ЦУП для управления КА на этапе ЛИ. Также специалистами КБ «Салют» проводилось обучение казахских специалистов, осуществляющих управление КА на этапе штатной эксплу- атации из ЦУП РЦКС КА KazSat-2 в г. Акколь Республики Казахстан. Организацию работ по разработке и созданию кос- мических аппаратов связи в ГКНПЦ им. М.В.Хруничева обеспечивали в КБ «Салют» заместители генерального конструктора Э.Т.Радченко и ВАХатулев, главный кон- структор Ю.И.Завора, главный конструктор темы В.В.Исаев, а также ведущие конструкторы В.Э.Гнетов, ВАТуляков, Ю.Н.Скворцов, В.И.Каганер, В.Н.Куролесов, САЛобашов, А.К.Кольцов, Т.Б.Холанская, Е.Н.Звездкин, заместитель на- чальника отдела В.М.Канин. Большой вклад в разработку и создание космиче- ских аппаратов связи внесли руководители и специали- сты ААНиколаев, Л.И.Аристов, О.В.Михеев, Ю.В. Буд- ник, А.Е.Положенцев, В.М.Судаков, С.М.Левитин, С.В. Бе- лик, О.В.Алимова, В.Н.Каменщиков, А.Б.Тарасов, А.В.Па- насовский, М.А.Литвинова, С.А.Лукашин, Т.С. Тарасова, ТГМоисеева, Н.С.Жаркова, Е.В.Леонов, В.М. Степенно- ва, В.И.Ветлов, ААДавыдов, С.М.Новичкова, Н.Г. Ганзен, А.З.Рослов, АВ.Новицкий, ДАШульгин, Ю.Т. Шлуинский, В.Н.Мельников, С.С.Коротков, И.М.Гадасин, А.О. Кравчен- ко, АНДоронин, АГ.Бахтин, Е.И.Самашов, О.М.Шляхман, В.П.Полиновский, Г.С.Хохулина, А.В.Ермолаев, И.Н.Кара- котин, Л.И.Шумский, И.И.Юрченко, А.С.Кудаев, Ю.Н. Вино- куров, Г.О.Прохоров, ВАШабанов, С.В. Кузнецов, А.С. Ер- молаев, В.Д.Никулин, М.И.Негадов, С.Н. Зайцев, А.В.Баш- ляев, ТАРубежова, СААгуреев, Н.Н. Бобков, Г.Н. Куз- нецов, М.Ю.Рожков, Н.ГАлександров, Н.В. Кудряшова, ТАРуденко, КИРябовский, И.С.Соколов, САМаксим- ченко, Ю.И.Грин, М.И.Беляев, А.В. Бехтин, В.И. Соин, В.П.Лукьянов, В.С.Должиков, О.В. Григорьев, И.В. Зайце- ва, В.Г.Мерекин, В.М.Разбегаев, А.Ф.Захарьящев, А.В. Бу- шуев, В.С.Подмазо, О.В. Ананьев, Л.П. Журков, Н.Б. Пашкин, АНИгонин, А.Н. Демченко, О.В.Поздеев, ИА Рахманова, А.В. Александровский, А.М.Ступак, М.В.Аралкин, К.В. За- харов, М.В.Музалев, ВАБакулева, ТА. Скибина, В.С. Се- дов, С.Б.Яхненко, В.Н.Харченко, САГожев, А.И. Фур- сов, В.А.Лукин, Н.И.Китова, А.А. Меркелов, А.Е. Маршанов, С.В. Балашов, А.В.Полякова, И.И.Аникушкин, Б.Г. Кротов, Д.В. Корякин, Н.Н.Мартынов, Л.Н. Прохоров, О.С. Калинин, В.В.Заритовский, ВАСамарин, А.В. Макаров, Н.М. Паш- кин, С.С.Кензин, ВАСтепанов, ВАБерезкин, А.Н. Кру- глов, М.В.Хмелыциков, И.В.Сениковский, Ю.И. Сенцов, ААБобырев, И.МАзимов, Ю.П.Колчин, В.Д. Коврижкин, Е.М. Нестерюк, О.М.Басгатская, С.З. Афанасьев и др. От опытно-экспериментального производства РКЗ свой вклда в разработку КА связи внесли ЕАСеменов, С.Н.Меркулов, Д.В.Чмеренко, А.И.Бодулев, В.В.Мальков, М.Е.Шемонаева, О.М.Буканова, А.К.Зудилин, В.И.Кулик, ЮАЛухманов, В.Н.Боронтов, А.В.Дарьенцев, С.М.Бойков, ААПозднев, А.А.Саутин, А.В.Смирнов, РАРехин, Н.В. Бе- лоусова, ПАКратюк, А.И.Орлов, А.Ф.Донцов, М.И.Ку- харев, В.С.Иванин, Е.И.Евменова, Н.В.Амелина, ОАДо- мнинский, И.А.Осипов, ДАЛомов, Ю.Д.Бузенков, В.Н. Бо- ханов, Н.М. Бикетова, А.В.Лебин, Р.В.Новиков, А.В. Мура- вьев, В.Ф. Птицын, В.Д.Серегин, РАМаркин, Е.В.Тютьков, Н.М.Долгих, Д.Е.Семенов, ВАДовгун, А.Н.Бучинский, В.В. Гуркин, А.И. Доронин, Д.Е.Екимов, П.Т.Окшин, Ю.В. Мо- розов, В.В. Слободчиков, САКостышкин, ДА Шевелев, В.Т.Серов. 536
Глава 6 М.К^ракми, О.'K.CuDokjo^, Л.Н.тарарин, П.#.3&ере& ОАО «ВПК «НПО машиностроения» СТУДЕНЧЕСКИЕ МИКРОСПУТНИКИ СЕРИИ «БАУМАНЕЦ» М «Бауманец» В 2003-2006 гг. к 175-летию основания Московского госу- дарственного технического университета имени Н.Э.Баумана в соответствии с Указом Президента РФ № 969 от 5 сентя- бря 2002 г., Распоряжением Правительства РФ № 1861-р от 31 декабря 2002 г. и Решением Минобразования РФ и Рос- авиакосмоса от 6 июня 2003 г. усилиями МГТУ, ФГУП «НПО машиностроения» и кооперации разработчиков бортовых си- стем был создан студенческий микроспутник «Бауманец» с наземной инфраструктурой, обеспечивающей его подготовку, запуск и последующую рабочую эксплуатацию на орбите. КА «Бауманец» должен был решать следующие научные задачи: - получение данных ДЗЗ с помощью установленной на аппарате мультиспектральной камеры; - изучение прохождения радиоволн миллиметрового диапазона (94 ГГц) в атмосфере Земли. На спутнике предполагалось проведение технологиче- ских экспериментов: - передача с КА телеметрии и закладка на борт команд управления через терминал спутниковой связи GlobalStar в дополнение к штатной радиотехнической системе; - отработка активной электромагнитной системы ориен- тации и стабилизации КА. Мультиспектральная камера должна была обеспечить в полосе захвата 100 км линейное разрешение на местности 50 м в четырех спектральных диапазонах; передача полу- ченной информации на наземные станции потребителей осуществлялась посредством передатчика данных ДЗЗ. Из- за ограниченной массы и энергетики КА на бортовую аппа- ратуру были поставлены жесткие требования по массово-га- баритным характеристикам и энергопотреблению. При размещении аппаратуры на панелях учитывались следующие требования: - минимальные функциональные связи по системам и между системами; - максимальное использование полезной площади па- нелей; - электромагнитная совместимость приборов; - максимальная технологичность. КА «Бауманец» в полете 537
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Бауманец» в сборочном цехе. Несущая панель представляет собой клееную конструкцию, состоящую из каркаса, обшивок и сотового наполнителя. Каркас изготавливается из набора силовых профилей. На боковых сторонах корпуса КА на специальных кронштейнах закреплены четыре солнечные батареи Руководство работами по КА «Бауманец» осущест- вляли первый заместитель генерального конструктора В.В.Витер, первый заместитель генерального директора М.И.Гришко, главный конструктор по КА С.Э.Зайцев. В разработке и наземной отработке КА «Бауманец» при- нимали участие следующие сотрудники НПО маши- ностроения: МЛ.Баранов, О.Ю. Батищев, О.В.Жаров, АЛ.Кайдаш, С.Н. Левченко, ААЛизунов, В.Л. Лисицын, Е.П. Майоров, В.Ф.Матвеев, А.М. Некрасов, Г.В.Савосин, ВЛ. Саранцев, В.С.Сынков, Л.Н.Тарарин и др. Попытка выведения на солнечно-синхронную ор- биту КА «Бауманец» в составе кластерного пуска на PH «Днепр» была реализована 26 июля 2006 г. Вместе с КА «Бауманцем» на орбиту выводились белорусский КА Основные характеристики КА «Бауманец» Высота орбиты - 490-550 км Наклонение ССО - 97,45 ° Масса малого спутника - 92 кг Частотный диапазон передачи данных -8,192 МГц (Х-диапазон) Скорость передачи данных -18 Мбит/с Точность ориентации-2 ° Точность стабилизации - 0,01 град./с Срок активного существования -1 год Панели КА «Бауманец» с приборами в технологических рамах 538
Глава 6 «БелКА», два итальянских студенческих спутника и 14 на- носпутников CubSat разработки американских, корейских, норвежских и японских университетов. Однако на участке выведения PH «Днепр» потерпела аварию и этот групповой запуск в космос реализован не был. КА «Бауманец-2» Принимая во внимание важность подготовки высоко- квалифицированных инженерных и научных кадров для работы на предприятиях космической отрасли Российской Федерации, в соответствии с соглашением между МГТУ им. Н.Э.Баумана и ОАО «ВПК «НПО машиностроения» в 2012 г. на последнем были начаты работы по научно-об- разовательному проекту студенческого микроспутника дис- танционного зондирования Земли в рамках ОКР «Баума- нец-2». Кроме МГТУ им. Н.Э.Баумана в кооперацию вошли ООО «НИЛАКТ ДОСААФ», ЗАО «НПО «Лептон», ЗАО НПП «САЙТ», ООО НПП «ТАИС», ОАО «НПП» Квант», ОАО «НПП «Геофизика - Космос», ООО НПП «Антарес». Финансирова- ние работ осуществляется за счет собственных средств МГТУ им. Н.Э.Баумана и ОАО «ВПК «НПО машиностроения». При выполнении ОКР «КА Бауманец-2» ОАО «ВПК «НПО машиностроения» использовало имеющийся опыт совместного с Молодежным космическим центром МГТУ им. Н.Э.Баумана (руководитель МКЦ-д.т.н. В.И.Майорова) проектирования микроКА и материальный задел (панели корпуса КА и наземно-технологическое оборудование), по- лученные при создании КА «Бауманец». Основные задачи, решаемые КА «Бауманец-2»: - получение данных в области дистанционного зондиро- вания Земли с использованием оптико-электронной аппа- ратуры с разрешением 18-36 м и шириной полосы захвата не менее 110 км в четырех спектральных диапазонах от 0,48 до 0,95 мкм; - измерение ослабления миллиметровых волн диапазо- на 94 ГГц на наклонных трассах распространения в атмос- фере Земли и исследование возможности использования микроволнового канала передачи информации; - проведение научно-образовательного экспери- мента «Бортовая вычислительная машина-2 - терминал Globalstar» с целью исследования возможности приме- нения в составе КА вычислительной машины, созданной коллективом аспирантов и студентов МГТУ из коммерчески доступных комплектующих, а также отработки технологии работы и управления вычислительной машиной с использо- ванием терминала Globalstar; - проверка принципиальной возможности исполь- зования малоразмерной с низким энергопотреблением лазерной двигательной установки, используемой как для коррекции орбиты микроспутника, так и в качестве исполни- тельного органа системы ориентации и стабилизации; - проведение научно-образовательного эксперимента FRIENDS с использованием прибора, разработанного со- вместно со специалистами французского университета Монпелье-2, предназначенного для летной верификации методики наземных ускоренных испытаний радиоэлектрон- ных компонентов и элементной базы на радиационную стойкость; - использование оптических уголковых отражателей для определения параметров движения КА. Улучшение разрешения ОЭА ДЗЗ до 18-36 м, а также расширение программы научных экспериментов для КА «Бауманец-2» вызвало необходимость изменения техниче- ских требований к служебным бортовым системам КА, что привело к необходимости модернизации отдельных систем. В первую очередь потребовалось создание новой трехосной системы ориентации и стабилизации КА, что было выпол- Основные характеристики КА «Бауманец-2» Масса блока полезной нагрузки — 116,5 кг в т.ч.: - масса КА «Бауманец-2» - 85,5 кг - масса адаптера-31 кг Габаритные размеры -700x700x700 мм Параметры рабочей орбиты: - высота-до 700 км - тип орбиты - ССО Характеристики ОЭА: - разрешение (режим основной/дополнительный) - 36/18 м - ширина полосы обзора -107 км Объем ЗУ-128 Гбит Скорость передачи информации -до 64 Мбит/с Космическая платформа: - средневитковая мощность СЭП - 45 Вт - пиковая мощность (в течение 10 мин) -185 Вт Система ориентации и стабилизации - трехосная Точность ориентации - 28 ‘ Точность стабилизации - 0,01 град./с Срок активного существования - не менее 1 года КА «Бауманец-2» 539
История развития отечественных автоматических космических аппаратов нено группой сотрудников ОАО «ВПК «НПО машинострое- ния» в составе И.Н.Абезяева, А.И.Поцеловкина, Б.В.Зобова, Т.О.Кротовой, при участии представителей ООО «НИЛАКТ ДОСААФ» А.П.Папкова, Д.С.Науменко. К бортовым служебным системам КА «Бауманец-2», обеспечивающим выполнение программы полета, относятся: - командно-навигационная система дистанционного об- служивания микроспутника; - система ориентации и стабилизации; - система энергопитания; - система обеспечения теплового режима; - бортовой специальный комплекс. Конструкция КА выполнена в негерметичном исполне- нии. Все бортовые системы установлены на четырех несу- щих панелях, оборудованных тепловыми трубами СОТР. При сборке эти панели образуют корпус КА, в котором установ- лены два диагональных трубчатых подкоса, обеспечиваю- щих требуемую жесткость корпуса. Выведение в космос КА «Бауманец-2» планируется осуществить в качестве попутного груза при запуске КА КА -Бауманец-2» в полете «Метеор-М». После выведе- ния КА на орбиту, проведения тестовых проверок и ввода его в рабочую эксплуатацию функционирование КА может происходить либо в режиме квазинепосредственной пере- дачи информации ДЗЗ, либо в режиме записи информации на борту с последующим ее сбро- сом на приемный пункт. Первый режим использу- ется в случае проведения съе- мок поверхности Земли в зоне радиовидимости пункта приема и обработки информации. Во втором случае снимается любой Съемка в режиме квазинепосредственной передачи информации 540
Глава 6 Съемка в режиме записи/воспроизведения информации Основные характеристики передатчика ПУ-94-2 Рабочая частота - (94 ± 0,2) ГГц Выходная мощность - не менее 40 мВт Поляризация - круговая Ширина луча по уровню 3 дБ-не менее 4 ° заданный доступный район, информация запоминается на борту КА и затем передается посредством БСК на Землю в зоне радиовидимости одного из ППОИ. Общее руководство работами по КА «Бауманец» и «Бау- манец-2» осуществляли: со стороны НПО машинострое- ния - В.В.Витер, М.И.Гришко, ПАШироков, М.ВАракин; со стороны МГТУ им. Н.Э.Баумана - В.Н.Зимин, В.И. Май- орова. В разработке этих аппаратов принимали и прини- мают участие следующие сотрудники НПО машинострое- ния: М.Л.Баранов, О.Ю.Батищев, С.Э.Зайцев, А.Я.Кайдаш, А.А. Лизунов, В.Л.Лисицын, Е.П.Майоров, В.Ф.Матвеев, А.М.Некрасов, Г.В.Савосин, В.П.Саранцев, В.С.Сынков, Л.Н.Тарарин и др.; со стороны МГТУ им. Н.Э.Баумана уча- ствуют В.В.Муравьев, В.П.Малашин, С.С.Семашко, Ю.С. Про- тасов, В.Д.Телех, Е.Ю.Локтионов, В.П.Михайлицкий, Н.Н. Не- ровный, НАМуллин, ДАГришко, В.С.Копытов. Схема проведения эксперимента по исследованию статистики затухания радиоволн миллиметрового диапазона при передаче их с борта КА на наземный приемный пункт 541
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Д.'Н.Маликя&, Л.КЯ1арарин, 'П.А.З&гре&, ЛЗЪллщрииЯскми ОАО «ВПК «НПО машиностроения» РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ «КОНДОР-Э» Предпосылки разработки К началу 1990-х гг. и у нас, и за рубежом в развитии космической техники, в частности, в разработке и создании космических аппаратов различного назначения, сложилось направление, основу которого составили новейшие дости- жения во многих областях космических технологий, микро- электроники, радиотехники, оптики, ключевых элементов конструкции и др. Используя эти достижения, НПО машиностроения уже в 1992-1993 гг. прорабатывало космические аппараты для наблюдения поверхности Земли и объектов на ней. На пред- приятии пришли к пониманию, что задачи по дистанцион- ному зондированию Земли при характеристиках разреше- ния аппаратуры наблюдения в различных участках спектра на уровне 0,3, 0,5 и 1,0 м при продолжительности полета 5 и более лет можно решить не на тяжелых, а на «малых» космических аппаратах легкого класса весом 1000-1100 кг. Для запусков МКА на орбиту было предложено использо- вать недорогую PH «Стрела» также легкого класса, создан- ную на базе снимаемых с боевого дежурства МБР УР-100Н. УТТХ (SS-19) разработки НПО машиностроения. Основываясь на этих возможностях, в новых экономи- ческих условиях 1990-х гг. руководитель НПО машиностро- ения ГАЕфремов предложил программу «Прагматичный космос», следуя которой появились реальные возможности предложить коммерчески привлекательные проекты средств ДЗЗ, ориентируясь на российских и зарубежных потреби- телей космической информации военного и гражданского назначения. В 1996 г. был объявлен конкурс технических предло- жений на космическую систему с малыми КА наблюдения. В конкурсе участвовали шесть известных организаций обо- ронной промышленности: НПО машиностроения, ЦСКБ «Прогресс», НПО им. САЛавочкина, РКК «Энергия» им. С.П.Королева, КБ «Арсенал» им. М.В.Фрунзе и КБ «Салют». НПО машиностроения фактически разрабатыва- ло технические предложения повторно и с более глубоким уровнем проработки и обоснования. По результатам конкурса Межведомственной эксперт- ной комиссией победителем по системе с МКА с радиолока- ционной аппаратурой наблюдения было признано НПО ма- шиностроения с рекомендацией «вследствие финансовых ограничений позднее вернуться к созданию на этой кон- структивной базе МКА с оптико-электронной и другими ви- дами аппаратуры наблюдения». Заключение МВЭК было ут- верждено 8 июля 1997 г. Работа выполнялась в соответствии с постановлением Правительства РФ от 9 июля 1998 г., в последние годы также и по линии внешнеэкономического сотрудничества. В 1998 г. завершилась разработка эскизного проекта, в 1999 г. проект был защищен, но до 2004 г. финансирование темы (рабочий проект, изготовление матчасти, наземная от- работка и др.) из госбюджета было явно недостаточным (даже при использовании предприятием собственных средств) для должного развертывания работ в головной организации и на предприятиях кооперации. Экспортный вариант космической системы с МКА получил наименование «Кондор-Э». Космический аппарат разработан на основе единой уни- фицированной платформы, на которой размещался аппа- ратный модуль, несущий любой набор целевой аппаратуры: радиолокационной, оптико-электронной, радио- и радио- технической, научной и др. Состав ракетно-космического комплекса В состав ракетно-космического комплекса входят: 1. Орбитальная группировка МКА - до 6 шт. 2. Наземный комплекс управления: - центр управления полетом с программно-математиче- ским обеспечением; - технические средства стационарных командно-изме- рительных пунктов (входят функционально); - каналы, средства связи и передачи данных (входят функционально); - мобильные командные пункты управления (входят функционально). 3. Наземный специальный комплекс: - комплекс программно-технических средств приема информации; - комплекс программно-технических средств обработки информации; - мобильные пункты с комплексом средств приема, об- работки и выдачи информации, получаемой с МКА. 4. Ракета-носитель легкого класса «Стрела». 5. Комплекс наземных технологических средств подго- товки и запуска МКА. Работы проводилась в соответствии с действующими нормативными документами (Положение РК-98, ГОСТы и др.), определяющими порядок разработки, объем наземной отработки (автономные конструкторские и предварительные испытания, частные и общие комплексные испытания в со- ставе изделия и др.). Запуск в космос и успешное задейство- вание на рабочей орбите первого радиолокационного МКА «Кондор-Э» были осуществлены 27 июня 2013 г. Параме- тры орбиты: наклонение - -74 °; высота - 500-523 км; пе- риод обращения - -95 мин. Одним из серьезных критических замечаний по осу- ществленной программе «Кондор-Э» было применение 542
Глава 6 на КА зеркальной антенны с механическим перенацелива- нием для съемки. Дальнейшее электронное наведение луча в достаточно широком диапазоне углов осуществляется спе- циальным рупорным облучателем, что вполне достаточно для реализации прожекторного режима в полосе с наиболее высоким разрешением вместо применения радиолокатора с активной фазированной антенной решеткой. Однако в ус- ловиях скудного финансирования в годы разработки КА, во второй половине и конце 1990-х гг., а также при отсутствии опыта и необходимых наработок в создании антенных при- емо-передающих модулей вести параллельно разработку другого локатора с АФАР было практически невозможно. С другой стороны, в стране существовали технология и ре- ально выполненные работы по созданию зеркальных рас- крывающихся антенн большого диаметра (ОАО «ОКБ МЭИ»). Это и определило принятое техническое решение. Тем не менее, НПО машиностроения прорабатывало вариант МКА с АФАР, но это не нашло поддержки. В даль- нейшем вполне вероятна возможность возвращения к этому вопросу, не нарушив при этом основные принципы функци- онирования созданного МКА. Малый КА «Кондор-Э» Радиолокационный МКА «Кондор-Э» предназначен для проведения всепогодных круглосуточных съемок объектов и заданных участков земной поверхности (суши и моря) в прожекторном режиме максимального разрешения, маршрутном детальном режиме, обзорном режиме и широ- козахватном режиме «Скансар» низкого разрешения. МКА «Кондор-Э» строится по модульному принципу и состоит из модуля полезной нагрузки - радиолокатора с зеркальной антенной - и унифицированной космической платформы со служебными системами, обеспечивающи- ми функционирование МКА при наземной предстартовой подготовке, при старте в составе КГЧ и на всех участках орбитального полета. УКП способна также нести оптико- электронную и другую аппаратуру наблюдения. УКП в гео- метрическом отношении представляет собой параллеле- пипед длиной 1750 мм, в поперечном сечении имеющий квадрат со стороной —900 мм. Корпус УКП конструктивно выполнен в виде негерметичного контейнера, состоящего из четырех панелей, механически соединенных между собой. Все панели УКП выполнены в виде трехслойной конструкции и состоят из двух обшивок алюминиевого сплава. Между обшивками располагаются тепловые трубы радиационного теплообменника и внутренний силовой набор. Все свобод- ное пространство между обшивками заполнено сотами из алюминиевой фольги. Бортовые системы МКА размещены на панелях и рамах УКП: аппаратура РСА - на выдвижной раме, блоки системы генерирования электроэнергии - на откидных панелях, си- стема управления движением - в основном на верхней па- нели, блоки бортового комплекса управления - на нижней панели и вертикальной стационарной раме. Ма переднем Режимы радиолокационных съемок МКА «Кондор-Э- 543
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Схема членения МКА «Кондор-Э» Состав радиолокационного МКА «Кондор-Э» торце УКП предусмотрены посадочные точки для крепле- ния антенно-поворотного устройства антенны с системой РСА, на заднем торце УКП - точки для крепления ДУ. По переднему торцу УКП обеспечивается раскрепление КА на обтекателе космической головной части. По заднему торцу УКП КА соединяется с PH при помощи пироболтов. На двух боковых гранях корпуса закреплены раскладывающиеся четыре секционные панели солнечных батарей, в передней части - антенная система РСА, на плоскости, обращенной в зенит - звездные и солнечные датчики, в надир - датчики Земли, в хвостовой части - двигательная установка системы ориентации и коррекции орбиты. Панели СБ ориентируются независимо одна от другой путем поворота вокруг осей по крену и тангажу. Положение батарей регулируется по командам локального контроллера бортовой вычислительной сети в зависимости от положения Солнца относительно осей МКА и сигналов положения па- нелей. В процессе поворота система ориентации СБ обеспе- чивает транзитную передачу электроэнергии, генерируемой панелями, и передачу сигналов от приборов, установленных на панелях. В качестве полезной нагрузки МКА «Кондор-Э» радио- локационного наблюдения используется радиолокатор с синтезированной апертурой «Стриж» разработки ОАО 544
Глава 6 «Концерн «Вега» (главный конструктор - И.Г.Осипов, в дальнейшем - В.Э.Турук). Этот РСА является универсальным многорежимным локатором космического базирования, позволяющим решать широкий круг пользовательских задач. Концепция РСА была сформулирована по результа- там анализа информативности различных диапазонов волн для решения задач ДЗЗ и оцен- ки возможностей аппаратур- ной реализации. Был сделан вывод, что для совмещения различных задач наблюдения заданных районов Земли оп- тимален S-диапазон волн с полным использованием вы- деленной полосы частот и реализацией широкого набора режимов работы. Предусмотрены детальные маршрутный и прожекторные режимы с разрешением от 1 м, обзорные режимы пониженного разрешения (Скансар). В состав РСА входят передающее устройство с формиро- вателем частот и сигналов, СВЧ-тракт, антенное устройство, прибор управления переключателем зон обзора, приемное устройство, прибор преобразования информации, приборы синхронизации, управления и контроля, а также прибор для калибровки приемного устройства. Цифровое управление аппаратурой РСА, режимами ра- боты и параметрами зондирующего сигнала обеспечивает гибкое использование ресурсов космического аппарата для удовлетворения различных потребителей радиолокацион- ной информации. Одна из важнейших задач - оперативность наблюде- ния, достигаемая сокращением времени повторной съемки, требует максимального расширения полосы обзора, т.е. увеличения углов падения, ограниченных условиями не- однозначности по азимуту/дальности. Эта задача облегчает применение в РСА гибридной зеркальной антенны диаме- тром рефлектора около 7 м с большой эффективной пло- щадью - около 28 м2. Антенна имеет рефлектор ферменной конструкции, раскрывающийся в космосе, разработанный в ОКБ МЭИ. Масса одного квадратного метра рефлектора составляет около 0,7 кг. Электронное сканирование лучом, необходимое для реализации прожекторного режима, обе- спечивается 32-рупорным облучателем, образующим ре- шетку по 8 излучателей с управляемым шагом в фокальной плоскости рефлектора. В результате формируются 25 пар- циальных лучей с отклонением ±2°. Для обзорного режима облучатель антенны механиче- ски разворачивается в вертикальное положение и реализу- ется электронное сканирование луча по углу места. Одно- временно меняется поляризация сигналов на излучение и прием (с ГГ на ВВ). Подвижный узел крепления антенны позволяет расширить пределы перенацеливания полосы съемки, а также изменять направление обзора вправо и вле- во относительно трассы полета. Компенсационный момент при повороте антенны создает уникальный маховик массой 9,45 кг с диском трехслойной конструкции (две тонколисто- вые металлические обшивки, склеенные с сотовым заполни- телем) диаметром 0,795 м и толщиной 0,04 м. Использование в передатчике сосредоточенного транзи- сторного усилителя с суммированием мощности и средней мощностью излучения 200 Вт позволяет обеспечить высо- кую надежность в течение срока службы не менее 5 лет. Ис- пользуемый выходной сумматор мощности на 16 модулей имеет потери не более 0,5 дБ. Цифровой формирователь зондирующих сигналов с ЛЧМ обеспечивает широкие возможности для изменения параметров излучаемых импульсов. В РСА применены со- временные методы уменьшения помех, вызванных неодно- значностью сигналов по дальности и азимуту. С этой целью предусмотрены наборы зондирующих сигналов с разной на- чальной фазой и направлением ЛЧМ. Предусмотрены так- же специальные сигналы и режимы для текущего контроля приемопередающего тракта и калибровки РСА. В процессе полета PH после выключения ДУ второй ступени от нее отделяется связка «разгонный блок + отсек измерительной аппаратуры + МКА «Кондор-Э», после чего включается ДУ ОНА, обеспечивающая парирование воз- мущений при отделении и стабилизации связки на участке пассивного полета. В районе апогея траектории выведения ДУ ОИА выключается, а ДУ АПБ, обеспечивающая дораз- гон и выведение МКА на заданную орбиту, выключается. После выключения ДУ АПБ ориентацию и стабилизацию МКА при его отделении обеспечивает ДУ ОИА. Отделение МКА от связки «ОИА + АПБ» производится посредством пружинных толкателей, а связка «ОИА + АПБ» с помощью ДУ ОИА уводится на орбиту с другими параметрами. В про- цессе рабочего функционирования космической системы МКА взаимодействует со средствами наземного сегмента 545
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Антенное устройство МКА «Кондор-Э» на коллиматорном стенде МАК-15 в НПО машиностроения непосредственно, находясь в зоне радиовидимости пункта управления или пункта приема и обработки информации. Сбор заявок на проведение целевой работы от различных групп потребителей осуществляет Центр планирования, из ко- торого с учетом этих заявок, их приоритетности и стратегиче- ских планов разрабатывается и передается в Центр управления полетом наземного комплекса управления программа работы целевой аппаратуры. В центре управления полетом формиру- ется общая рабочая программа функционирования КА, кото- рая закладывается на его борт в сеансе связи через ПУ НКУ. Одновременно во время сеанса связи с борта КА на ПУ посту- пает телеметрическая информация о состоянии его бортовых систем, эта информация оперативно обрабатывается в ЦУП. В основу выполнения заданной программы радиолока- ционных съемок заложен принцип максимальной автоном- ности функционирования КА, предполагающий закладку на борт только координат объектов съемки и требуемых режи- мов съемки. Отработка программы съемок КА возможна в оперативном режиме, когда одновременно выполняет- ся съемка и передача РЛ-информации на мобильный или стационарный ППОИ, находящийся в зоне радиовидимости с небольшой задержкой (режим передачи РЛ-информации в квазиреальном масштабе времени) При решении задач глобального наблюдения РЛ-информация записывается в бортовом ЗУ с последующей ее передачей на ППОИ при прохождении его зоны радиовидимости. В процессе всего функционирования КА находится в орбитальной системе ко- ординат и при необходимости выполняет маневры по под- держанию параметров своей орбиты. Открытая антенна в космосе. Этот снимок получен по телеметрии МКА «Кондор-Э» после его выведения на орбиту Размещение МКА «Кондор-Э» в космической головной части PH «Стрела» Общее руководство работами по малому космиче- скому аппарату «Кондор-Э» и системе в целом осущест- вляли первые заместители генерального конструктора и генерального директора НПО машиностроения В.В.Витер и М.И. Гришко. Основные исполнители НПО машиностроения по разработке и испытаниям МКА «Кондор-Э» - Ю.С. Дег- терев, В.Н.Евдокимов, А.В.Жихарев, С.Э.Зайцев, В.А. Зем- сков, О.С.Измалкин, М.Г.Красногорский, А.С.Кривошеев, С.М. Левченко, А.И.Маликов, В.П.Петровский, Г.В.Савосин, Ю.В.Солопов, Л.Н.Тарарин, ПАШироков и др. 546
Глава 6 1320 км "600 км Схема выведения МКА «Кондор-Э» Схема функционирования космической системы ДЗЗ 547
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Руководители, специалисты ОКБ-52 - ЦКБМ - ОАО «ВПК «НПО машиностроения», возглавлявшие работы и принимавшие участие в разработке автоматических КА и станций. 1985-2015 гг. А.Г.Леонов (род. в 1952 г.) С1975 г. работает в ЦКБМ. Генеральный директор, генеральный конструктор предприятия. Д.т.н. Лауреат премии Правительства РФ. Заслуженный машиностроитель РФ А.И.Бурганский (род. в 1934 г.) С1959 г. работает в ОКБ-52. Заместитель генерального конструктора. К.т.н. Лауреат премии Правительства РФ. Заслуженный конструктор РФ М.В.Аракин (род. в 1977 г.) С 2000 г. работает во ФГУП «НПО машиностроения». Главный конструктор по направлению В.В.Виленский (род. в 1961 г.) С1985 г. работает в НПО машиностроения. Начальник отдела по системам управления КА Л.В.Белюстин (род. в 1941 г.) С1964г. работаете ОКБ-52. Начальник отделения. Лауреат Государственной премии СССР. Заслуженный конструктор РФ ААГорлашкин (род. в 1930 г.) С1965г. работает в ОКБ-52. Заместитель генерального конструктора. Лауреат премии Совета Министров СССР Заслуженный конструктор РФ А.В.Бобров (род. в 1953 г.) С1976 г. работает в ЦКБМ. Руководит расчетно- теоретическими и испытательными работами в области тепловибропрочности автоматических космических аппаратов. Заслуженный машиностроитель РФ В.Н.Горленко (род. в 1948 г.) С1972 г. работает в ЦКБМ. Начальник отдела разработки программного обеспечения бортовых вычислительных комплексов КА 548
Глава 6 М.И.Гришко (род. в 1945 г.) С1972 г. работает в ЦКБМ. Первый заместитель генерального директора - заместитель генерального конструктора по космическому направлению. Лауреат премии Правительства РФ О.С.Измалкин (род. в 1970 г.) С1993 г. работаете НПО машиностроения. Начальник проектного отделения А.В.Жихарев (род. в 1978 г.) С 2001 г. работает во ФГУП «НПО машиностроения». Начальник научно- исследовательского отдела радиосистем и радиотехнического оборудования АКА В.М.Киселев (род. в 1949 г.) 01973 г. работает в ЦКБМ. Руководит испытаниями космических систем и аппаратов. Лауреат премии Правительства РФ. Заслуженный конструктор РФ С.Э.Зайцев (род. в 1976 г.) С 2000 г. работает во ФГУП «НПО машиностроения». Главный конструктор по направлению О.И.Козлов (род. в 1946 г.) 01970 г. работает в ЦКБМ. Занимается разработкой и испытаниями информационных средств автоматических КС и КА В.А.Земсков (род. в 1954 г.) С 1978 г. работает в ЦКБМ. Начальник конструкторского отдела В.И.Крайнюков (род. в 1938г.) С1964 г. работает в ОКБ-52. Начальник комплекса тепловакуумных испытаний и радиационной защиты С.Н.Зимин (род. в 1953 г.) С1976г. работает в ЦКБМ. Заместитель генерального директора по системам управления комплексов и изделий. Заслуженный машиностроитель РФ М.Г.Красногорский (род. в 1946 г.) С1973 г. работает в ЦКБМ. Начальник отдела обработки информации автоматических КС и КА 549
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ЕАКсенофонтов (1945—2010 гг.) В1968-2010 гг. работал в ЦКБМ. Заместитель генерального конструктора по радиотехническим системам С.П.Поликаров (род. в 1951 г.) С 1970г. работает в ЦКБМ. Директор Опытного завода машиностроения ЕНКуликов (род. в 1951 г.) С1976 г. работает в ЦКБМ. Начальник отделения телеметрических систем ЕНЛевченко (род. в 1962 г.) С 2002 г. работает во ФГУП «НПО машиностроения». Заместитель начальника отделения ВЛЛисицын (род. в 1941 г.) С 2000 г. работает во ФГУП «НПО машиностроения». Начальник отдела аэробаллистических расчетов. К.т.н. А.М.Некрасов (род. в 1979 г.) С 2004 г. работает во ФГУП «НПО машиностроения». Начальник научно- исследовательского отдела комплексных электроиспытаний И.Ю.Постников (род. в 1939г.) 01976 г. работает в ЦКБМ. Ведущий конструктор. В1986-2000 гг. - главный ведущий конструктор по комплексу «Алмаз-Т» ЮАПрохорчук (род. в 1951 г.) 01974 г. работает в ЦКБМ. Начальник отделения. К.ф-м.н. Заслуженный машиностроитель РФ ВАРоманов (1946-2014 гг.) С1970 г. работал в ЦКБМ. Начальник научно- исследовательского управления ГВ.Савосин (род. в 1975 г.) 01998 г. работает во ФГУП «НПО машиностроения». Начальник проектного отдела 550
Глава 6 Л.Н.Тарарин (род. в 1947 г.) С1972 г. работает в ЦКБМ. Заместитель начальника проектного отдела ПАШироков (род. в 1955 г.) С1978 г. работает в ЦКБМ. Заместитель генерального директора по космическим системам дистанционного зондирования Земли А.Ф.Фролов (род. в 1939 г.) С1963 г. работает в ОКБ-52. Главный научный сотрудник. К.т.н. Б.З.Шохор (род. в 1948 г.) С1967 г. работает в ЦКБМ. Начальник конструкторского отдела /1.'В.‘Ъаёгя()о£, ЩЛ.Лшпо&шиса. 'В.Н.Млсник. ОАО «Корпорация «Комета» ИСПЫТАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ «ОКО-1». НАЧАЛО РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ ЕДИНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ После длительной и тщательной подготовки аппаратных средств и ПАО 14 февраля 1991 года по намеченной про- грамме без каких-либо серьезных отклонений был запущен первый космический аппарат на геостационарную орбиту с бортовой аппаратурой обнаружения теплопеленгационного типа для проведения летно-конструкторских испытаний си- стемы. Разработчики и члены комиссии пережили шок от первого включения БАО. Все замерли от удивления, увидев на экране индикатора в цветном изображении освещенную Солнцем Землю с континентами, морями и океанами. Как на привычной географической карте светились восточная часть Африки, Красное море с проливами, Аравийский по- луостров, Персидский залив, полуостров Индостан, остров Цейлон и почти весь Индийский океан. По сравнению с си- стемой первого поколения это был ощутимый качественный скачок. Бортовая аппаратура и все средства системы работа- ли достаточно надежно. Далее началась будничная, рутин- ная работа по доводке средств и системы в целом. Первый КА просуществовал на орбите достаточно дли- тельное время и дал очень важный экспериментальный материал, необходимый для уточнения и юстировки ряда параметров БАО, в частности, границ оптимального спек- трального оптического фильтра. В декабре 1992 г. был за- пущен второй КА. Запуск, вхождение в связь и работы по испытаниям также прошли успешно. С его помощью были получены убедительные статистические данные по характе- ристикам системы, проведено наибольшее количество экс- периментов и измерений, а также обнаружений запусков отечественных и зарубежных межконтинентальных балли- стических ракет и ракет-носителей. В июле 1994 г. был за- пущен еще один КА. Теперь, работая с тремя КА, испытатели заканчивали оценку системных характеристик. Летно-кон- структорские испытания перешли в стадию Государственных испытаний. Итоги испытаний подводили ученые и специалисты 1 НИЦ 4 ЦНИИ МО РФ: В.Н.Завалий, Б.С.Скребушевский, О.Ю.Аксенов, А.М.Лыжин, П.Я.Салтанов, А.И.Антонец, Ю.Н.Третьяков, В.И.Шестихин, А. В. Гацковский, Е.В.Собецкий, А.А.Звонков и др. Исключительно активно действовали на- чальник ГШ РВСН А.Н.Перминов, заместитель командую- щего РВСН по ракетно-космической обстановке генерал В.М.Смирнов, командующий армией генерал А.В.Соколов и штаб во главе с генералом В.И.Проновым, главный инже- нер армии генерал В.Н.Непомнящих, а также представители 551
История развития отечественных автоматических космических аппаратов заказывающего управления А.В.Люхин, А.Ю.Зюзин, В.В. Ка- рев, А.А.Бойко, И.И.Фурсов и др. Военные специалисты НИИ МО сосредоточили внима- ние в основном на тактико-технических характеристиках системы, армейские специалисты - на вопросах эксплуата- Геостационарный сегмент космического эшелона СПРН после 2005 г. рал А.М.Московский. ции. Большую помощь в создании системы и ее составных частей, в решении сложных организационных и технических проблем оказывал начальник Главного управления заказов и поставок вооружений и военной техники Войск ПВО гене- Создание системы про- водилось под высокопро- фессиональным контролем 1146 ВП МО, которая обеспе- чивала сопровождение раз- работки, изготовления, мон- тажа средств системы, а так- же ее испытаний. Приемку возглавляли в разное время А.Ф. Ноговицин, Ю.А. Зюзин, Е.Н. Бусаргин, В.П. Демидов, С.А. Маментьев. Активное участие в работе принимали В.П. Артемов, Э.А. Губинский, С.Л. Стифеев, А.А. Терещен- ко и др. В целом система соот- ветствовала требованиям, заданным ПЗ. В кратчайшие Участники разработки и испытаний системы первого поколения после вручения правительственных наград и Государственной премии СССР. 1981 г. 552
Глава 6 сроки был отработан и согласован итоговый акт Государ- ственных испытаний системы первого этапа создания, о чем Министерством обороны было доложено Президенту РФ. 25 декабря 1996 г Указом Президента РФ система первого этапа была принята на вооружение. За создание системы первого этапа большое чис- ло специалистов промышленности и военнослужащих были награждены высокими наградами, отмечены Го- сударственной премией РФ и премией Правительства РФ. Среди них - А.И.Савин, В.П.Мисник, К.А. Вла- ско-Власов, Г.В.Давыдов, В.В.Синельщиков, В.Б. Фро- лов, А.В.Люхин, В.А.Войтик, В.В.Бодин, А.А.Алешин, А.М.Бычков, В.Ю.Бобров, В.А.Гапон, В.И.Друшляков, В.М. Харитонов и др. Лауреаты Государственной премии РФ и премии Правительства РФ. Слева направо: В.А.Гапон, С.Г.Тотмаков, В.П.Мисник, В.В.Синельщиков, В.ИДрушляков, В.Ю.Бобров, Г.В.Давыдов, АЛАлешин, В.В.Бодин, А.М.Бычков, В.Б.Фролов Восточный пункт управления 553
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Члены Государственной комиссии и рабочих групп по испытаниям космической системы обнаружения стартов БР первого поколения 30 декабря 1982 г. после вручения Боевого Знамени эксплуатирующей части и начала боевого дежурства В1998 г. было завершено создание Восточного команд- ного пункта, и система второго этапа в составе Западного и Восточного командных пунктов прошла все виды испы- таний. Восточный КП был поставлен на опытное дежурство, а в 2002 г. введен в эксплуатацию в составе системы. Неоспоримый творческий вклад в создание и испы- тания Восточного КП и ввод его в состав системы внес- ли АЛАлешин, Г.В.Давыдов, В.В.Крохин, Ю.Н.Юдаев, А.К. Колнауз, А.Б.Горовиц, Б.Я.Кувшинов, В.Н.Ермаков, Вл.Б. Фролов, В.И.Друшляков, В.П.Мисник, А.И. Коршун- ков, В.А. Максименко, НАХохлов, А.В.Гореликов, В.В. Со- рокин, В.П.Тертичко, И.В.Савинов, В.С.Закс, Л.В. Бело- усов, Г.С.Махортов, К.С.Щеглов, А.И.Антипов, В.В. Федосов, Ю.В. Румянцев, В.И.Евстигнеев, В.Ю.Беляев, Е.А. Зеленин, Ю.Н. Сиротенко, В.Н.Кобляков, ИНАндреева, Вас.Б. Фро- лов (от ЦНИИ «Комета»), а также АЛМаксимов, Н.С. Коза- ков, В.Н.Богомолов (от ГП ТП «Гранит») и др. Космические системы раннего предупреждения о стартах МБР первого и второго поколений разрабатывались изна- чально как «открытые» информационные системы, т.е. спо- собные к дальнейшему совершенствованию без изменения базовых принципов построения. Это означает, что внедрение новых технологий и прогрессивных конструкторских реше- ний дает возможность расширить функции системы и повы- сить информационный вклад космического эшелона СПРН в оценку ракетно-космической обстановки во всех условиях геополитического положения Российской Федерации. С учетом современных экономических и военно-по- литических условий коллективом ученных и конструк- торов под руководством В.П.Мисника была разработана концепция дальнейшего развития и совершенствования космического эшелона. Основу концепции составили три базовых положения: интеграция функций, унификация средств и оптимизация кооперации предприятий-разра- ботчиков. В соответствии с этими положениями развитие космического эшелона должно строиться на принципах максимального использования существующего научно- производственного потенциала и опытно-конструкторско- го задела, а также применения перспективных технологий. Предусматривается создание высокоэллиптических и гео- стационарных КА на основе единой унифицированной космической платформы и модульного принципа констру- ирования, обработка информации на борту КА, решение дополнительных задач информационного обеспечения различных систем стратегических и нестратегических во- оружений и превращение космического эшелона в много- функциональную систему. В качестве основных критериев взяты снижение затрат на создание и эксплуатацию, а также максимизация ин- формационного вклада в СПРН при выдаче информации предупреждения высшему звену управления. Использова- ние высокотехнологических решений позволяет применить средства системы и для решения ряда гражданских задач, в т.ч. контроля озонового слоя атмосферы Земли, мони- торинга околоземного пространства и подстилающей по- верхности, обнаружения тепловых источников (пожары, не- фтяные факелы и пр.), прогноза землетрясений и др. Эти решения легли в основу построения Единой космической системы, начавшей третье поколение космических систем раннего обнаружения стартов МБР. 554
Глава 6 НПО им. С.А.Лавочкина ОРБИТАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Непилотируемая внеатмосферная астрофизическая обсерватория, созданная на базе многоцелевого служебного модуля «Навигатор» Космический комплекс «Спектр-Р» Космический комплекс «Спектр-Р» является головным из серии космических комплексов «Спектр», создаваемых с использованием вновь разработанного базового модуля «Навигатор». Космический комплекс «Спектр-Р» пред- назначен для создания высокоапогейного искусственного спутника Земли с радиотелескопом большого диаметра на борту с целью проведения совместно с земными радио- телескопами фундаментальных астрономических исследо- ваний на базе интерферометра «Земля - Космос» с раз- мерами, намного превосходящими диаметр Земли. Основными научными задачами являются исследования структуры и динамики космических источников радиоизлуче- ния с угловым разрешением до микросекунд дуги. Кроме того, дополнительно установленный комплекс научного экспери- мента «Плазма-Ф» предназначен для проведения плазменно- магнитного эксперимента с целью изучения турбулентности солнечного ветра в малоизученном диапазоне частот. Для обеспечения синтеза высококачественных изобра- жений с помощью наземно-космического интерферометра необходимо иметь орбиту, параметры которой под воздей- ствием гравитационного возмущения от Луны и Солнца пре- терпевали бы существенные изменения. Такие орбиты обе- спечивают большое разрешение интерферометра и высокое качество изображения. Для проекта «Спектр-Р» в качестве рабочей орбиты выбрана высокоэллиптическая орбита с высотой апогея в диапазоне 300000-360000 км и высотой перигея 600 км. Как того требует научный эксперимент, она является сильно эволюционирующей. КА «Спектр-Р» в попете 555
История развития отечественных автоматических космических аппаратов При выборе начальных параметров рабочей орбиты учитывается ряд ограничений: - время баллистического существования КА должно быть не менее 8 лет; - максимальное время нахождения КА в тени Земли с учетом полутеней не должно превышать 2 ч; - критерий качества орбиты, характеризующий эффек- тивность проведения научных исследований, должен быть максимально возможным; - начальное наклонение плоскости орбиты определяется разрешенными трассами выведения PH. Также с помощью комплекса научных приборов «Плазма-Ф» осуществляет непрерывное мониторирова- ние параметров космической плазмы и энергичных частиц межпланетной среды (как часть «космической погоды») и изучение высокочастотной турбулентности этих параметров путем проведения измерений с рекордно высоким вре- менным разрешением. Космический аппарат «Спектр-Р» («Радиоастрон») запущен 18 июля 2011 г. с космодрома Байконур РКН «Зенит» с разгонным блоком «Фрегат-СБ». Схема выведения КА «Спектр-Р» на рабочую орбиту Запуск КА «Спектр-Р» осуществлен с космодрома Байконур по трассе, соответствующей наклонению 51,4 °. Две ступени PH «Зенит-25Б» выводят ГБ (КА + РБФСБ) на опорную орбиту с наклонением 51,4 ° с высотой в точке отделения -170 км и в антиподной точке -400 км. Время Схема интерферометра «КА - Земпя> полета в составе PH от старта до отделения ГБ составляет -8,5 мин, аргумент перигея равен -85 °. Состав КА «Спектр-Р» Космический аппарат «Спектр-Р» включает в свой со- став: - базовый служебный модуль «Навигатор»; - бортовой комплекс научной аппаратуры - КРТ; - комплекс научного эксперимента «Плазма-Ф»; - блок преобразования интерфейсов. Служебный модуль «Навигатор» разработан в НПО им. С.А.Лавочкина как унифицированный модуль для кос- мических аппаратов различного назначения Поэтому его конструктивно-силовая схема и служебные системы раз- работаны как базовые для широкого спектра космических аппаратов, предназначенных, в зависимости от целевой задачи, для функционирования на низких круговых, эл- липтических, высоких эллиптических, геостационарных орбитах, в точках либрации и т.д. Реализован наземно-космический радиоинтерферо- метр, обеспечивающий рекордное угловое разрешение в че- тырех диапазонах частот (от метрового до сантиметрового). В ходе реализации проекта впервые решены многие техно- логические задачи: из композитных материалов создана са- мая большая высокоточная космическая антенна диаметром Юме автоматическим раскрытием в космосе; впервые в космической практике на борту спутника «Спектр-Р» уста- новлен водородный стандарт частоты отечественного производства; для передачи научных данных успешно реализована широкополосная линия связи (144 Мбод) с дальностью до 350000 км. В ходе обзора внегалактических компактных радиоисточников (актив- ных галактических ядер и квазаров) обнаружены объекты, яркостная тем- пература которых заметно превышает комптоновский предел, что привело к качественному изменению понимания природы излучения релятивистских выбросов квазаров. Методом зондирования межзвезд- ной плазмы радиоимпульсами пуль- саров исследованы характеристики распределения неоднородностей этой плазмы: в направлении на близкий пульсар (В0950+08) обнаружено два рассеивающих слоя на расстояниях около 10 и 100 парс от Солнца, а в направлении на самый яркий пуль- сар Северного полушария небесной сферы (В0329+54) получена оценка верхней границы обрезания спектра неоднородностей 5x10'2 см. 556
Глава 6 Бортовая аппаратура служебных систем Двигатели коррекции и стабилизации Радиатор Привод панелей солнечных батарей Восьмигранник - структура КА Панели солнечных батарей Бак Маховики Служебный модуль «Навигатор» Анализ результатов интерферометрии источников ма- зерного излучения в областях звездообразования указы- вает на наличие сверхтонкой пространственной структуры компактных деталей и в некоторых случаях указывает на существование большого градиента скорости в изучаемой области звездообразования, примерно на порядок превы- шающего известные ранее значения. Такая ситуация воз- можна в центральных частях турбулентных ячеек и протоз- вездных/протопланетных дисков. Эксперимент «Плазма-Ф» на борту спутника «Спектр-Р» в течение первых трех лет полета проходил весьма успешно: - система баллистического обеспечения предоставляла все данные, необходимые для плани- рования полноценной научной про- граммы эксперимента; - обработка и анализ показаний научных приборов - плазменного спектрометра БМСВ и монитора энергичных частиц МЭП-2, облада- ющих как высоким энергетическим разрешением, так и рекордно вы- соким временным разрешением, - позволили получить много важных и новых научных результатов, уже докладывавшихся на многочислен- ных научных конференциях и опу- бликованных в довольно большом числе статей (около 15) в россий- ских и международных научных и научно-технических журналах. Космический аппарат гидрометеорологического назначения «Электро-Л» Космический аппарат «Электро-Л» имеет следующее назначение: - получение многоспектральных снимков облачности и подстилающей земной поверхности в пределах всего наблю- даемого диска Земли; - получение данных о гелиогеофизической обстановке на высоте орбиты КА для решения задач гелиогеофизиче- ского обеспечения; КА «Электро-Л» в полете 557
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Многоспектральное сканирующее устройство Двигательная установка Датчики гелиогеофизической обстановки Служебные системы КА «Электро-Л» - выполнение телекоммуникационных функций по рас- пространению, обмену гидрометеорологическими и гелио- геофизическими данными и ретрансляции информации с платформ сбора данных (в т.ч. от аварийных радиобуев системы «КОСПАС-SARSAT»). Область применения данных, полученных КА, - гидро- метеорологическое и гелиогеофизическое обеспечение. КА «Электро-Л» обеспечивает: - формирование и передачу по линии вниз на частоте 7,5 ГГц со скоростью до 30,72 Мбит/с целевой инфор- мации, включающей в свой состав видеоинформацию, представленную многоспектральными снимками облач- ности и подстилающей земной поверхности в пределах всего наблюдаемого диска Земли, получаемых с МСУГС, а также выборку гелиогеофизической информации и оперативно-контрольную информацию с периодично- стью 0,5 ч в штатном режиме и 10,5-15 мин в режиме учащенных снимков; - формирование и передачу по линии вниз на частоте 1,7 ГГц со скоростью 2,5 Кбит/с гелиогеофизической ин- формации на высоте орбиты. Базовый модуль служебных систем «Навигатор» раз- работан в НПО им. САЛавочкина как унифицированный модуль для космических аппаратов различного назначения. В зависимости от задачи космические аппараты, базирую- щиеся на «Навигаторе», могут функционировать на низких круговых, эллиптических, высоких эллиптических, геоста- ционарных орбитах, в точках либрации и т.д. Поэтому его конструктивно-силовая схема и базовые служебные систе- мы разработаны как базовые для широкого спектра косми- ческих аппаратов. Многозональное сканирующее устройство гидрометео- рологического обеспечения МСУГС В состав КА «Электро-Л» входят два комплекта МСУГС. МСУГС предназначено для получения многоспектральных изо- бражений облачности и подстилающей поверхности в пределах видимого диска Земли во всем диапазоне условий наблюдения (высота Солнца -100-900, коэффициент отражения - 0,07-0,9, контраст объектов - 0,2-0,7) в видимом диапазоне, ближнем ИК-диапазоне, в ИК-диапазоне (средний и дальний тепловой) с целью обеспечения подразделений Федеральной службы Рос- сии по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также соответствующих служб ВС РФ оперативной информа- цией при выполнении следующих основных задач: - анализа и прогноза погоды в региональном и глобальном масштабах; - анализа и прогноза состояния акваторий морей и океанов; - анализа и прогноза условий для полетов авиации; - мониторинга климата и глобальных изменений; - контроля чрезвычайных ситуаций; - экологического контроля окружающей среды. В состав комплекта МСУГС входят: - модуль видимого спектрального диапазона; - модуль теплового ИК-диапазона; - узел управления. Модули объединены общим корпусом. Каждый модуль включает в себя объектив, приемники излучения, устройство фо- тометрической калибровки, блок обработки видеосигнала, блок питания, систему терморегулирования, блок защитной крышки и бленду. В модуле ИК-диапазона для захолаживания фотоприем- ных устройств используется пассивный радиационный холодиль- ник с технологической съемной защитной крышкой. 558
Глава 6 Гелиогеофизический аппаратурный комплекс ГГАКЭ ГГАКЭ предназначен для глобального мониторинга гелиогеофизических параметров с целью: - контроля и прогноза вспышечной активности Солнца; - контроля и прогноза радиационной обстановки в око- лоземном космическом пространстве; - контроля и прогноза состояния геомагнитного поля; - диагностики и контроля состояния естественных и мо- дифицированных магнитосферы, ионосферы и верхней атмосферы. Космический аппарат «Электро-Л» № 1 запущен с кос- модрома Байконур ракетой космического назначения «Зе- нит» с разгонным блоком «Фрегат-СБ» 21 января 2011 г. Этот аппарат обеспечивает Росгидромет и Всемирную ме- теорологическую организацию всей необходимой инфор- мацией о Земле, получаемой со стационарной орбиты ис- кусственного спутника. Малоразмерные КА В мире все больше внимания уделяется созданию малоразмерных космических аппаратов. Работы по это- му направлению актуальны, проводятся в нашей стране и более интенсивно за рубежом. Популярности МКА спо- собствует желание многих стран вступить в «космический клуб». Нынешняя тенденция к снижению массы аппаратов отражает возросшие технологические возможности, появ- ление новых конструкционных материалов, успехи микро- электроники и др. В пользу создания и применения МКА можно привести ряд причин: - сокращение сроков создания, а иногда и затрат; - применение более легких PH, в т.ч. конверсионных, и групповое или попутное выведение при использовании ра- кет большого размера; - оперативность восполнения орбитальных группировок благодаря малым срокам изготовления; - относительная простата конструкции; - значительно меньшие потери в случае отказов МКА или его систем и др. МКА претендуют на занятие своей ниши в космической связи. В качестве основных целевых задач выступают дистан- ционное зондирование Земли, фундаментальные научные космические исследования, а также отработка и демонстра- ция новых технологий, конструкции и приборов. Помимо вышеперечисленного следует отметить и образовательную роль МКА - это получение новых знаний и приобретение навыков будущими специалистами. НПО им. САЛавочкина уже запустило два таких спутника - «Зонд-ПП» и «РЭЛЕК». Космический аппарат «Зонд-ПП» КА предназначен для изучения характеристик земной поверхности спутниковым радиометром L-диапазона и для экспериментальной отработки гиперспектральной ап- паратуры в условиях космоса. Основными научными за- дачами были: Микроплатформа <Карат» КА «Зонд-ПП» 559
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «РЭЛЕК» - изучение состояния растительного покрова, исследо- вание температурно-влажностного состояния лесоболотных систем, исследование сейсмоактивных зон, зон геотермаль- ной и вулканической активности, исследование гляциальных и мерзлотных зон; - определение солености поверхностного слоя океана, исследование теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы, изучение ледовой обстановки; - отработка методики гиперспектральной съемки и соз- дание банка спектральных данных и спектральных портре- тов наземных объектов. Космический аппарат «Зонд-ПП» выведен 22 июля 2012 г. на солнечно-синхронную орбиту с высотой пери- гея около 780 км и высотой апогея около 835 км. Запуск осуществлен PH «Союз-ФГ» с РБ «Фрегат» совместно с Белорусским космическим аппаратом и спутниками «Канопус-В», ТЕТ-1 и ADS-1Ь. Космический аппарат «Зонд-ПП» создан на базе мало- размерной космической платформы «Карат». Масса кос- мического аппарата составляла 157 кг, в т.ч. масса полезной нагрузки - 58 кг. В полете спутник поддерживал трехосную ориентацию. В качестве полезной нагрузки на борту косми- ческого аппарата были установлены малогабаритный двух- лучевой панорамный СВЧ-радиометр L-диапазона «Зонд- ПП» и гиперспектральная камера. Малогабаритный двухлучевой панорамный СВЧ- радиометр L-диапазона («Зонд-ПП») предназначался для получения информации о геофизических параметрах под- стилающей поверхности путем дистанционного измерения собственного и фонового СВЧ-излучения поверхности, а также для отработки методов ДЗЗ СВЧ-радиометрическими средствами в диапазоне длин волн 21 см. В ходе летных ис- пытаний отрабатывалась оптимальная схема наблюдений. Работа научной аппаратуры строилась в сеансном режиме. Передача научной информации осуществлялась как в режи- ме реального времени, так и в режиме ЗУ. Для оперативного анализа качества информации исполь- зовалась специальная программа визуализации результатов съемки путем построения изображений в псевдоцвете. На карте радиояркостных температур голубые оттенки соответствуют из- лучению водной поверхности, желтые и оранжевые - излуче- нию суши, а зеленые - излучению многолетних льдов. Гиперспектральная камера позволяет решать ряд задач ДЗЗ, например, таких как породная и возрастная классифи- кация лесов, оценка состояния сельскохозяйственных объ- ектов, оценка уровня углеводородных загрязнений земной поверхности, оценка экологического состояния водоемов и др. Гиперспектральная камера обеспечивает разрешение около 50 м при числе спектральных каналов 149. Такие характеристики ГСК соответствуют мировому уровню для класса гиперспектрометров гражданского назначения. Космический аппарат «РЭЛЕК» КА предназначен для исследования физических меха- низмов воздействия энергичных частиц солнечного, магни- тосферного и атмосферного происхождения на атмосферу Земли. Объектом научных исследований в рамках экспери- мента «РЭЛЕК» («Релятивистские электроны») являются высыпания магнитосферных релятивистских электронов и транзиентные, т.е. кратковременные явления в атмосфе- ре Земли, на Солнце и во Вселенной. В качестве подобных событий проявляются физические процессы различной природы, протекающие с выделением большой энергии в течение малых промежутков времени. В атмосфере Зем- 560
Глава 6 Руководители Завода IP 301 /НПО им. С.А.Лавочкина САЛавочкин (1900—1960 гг.) В1939—1960гг. -генеральный конструктор и ответственный руководитель завода №301. Дважды Герой Социалистического Труда. Член-корр. АН СССР. Лауреат Сталинской премии (четырежды) В.М.Ковтуненко (1921-1995 гг.) Герой Социалистического Труда. В1977-1995 гг. - главный конструктор, генеральный конструктор и генеральный директор, генеральный конструктор НПО им. САЛавочкина. Дт.н., профессор. Член-корр. АН УССР, АН СССР/РАН. Лауреат Ленинской премии Г.Н.Бабакин (1914-1971 гг.) В1965-1971 гг. - главный конструктор Машиностроительного завода им. САЛавочкина. Герой Социалистического Труда. Член-корр. АН СССР Лауреат Ленинской премии А.М.Баклунов (1936—2015 гг.) В1989-1996 гг.- генеральный директор НПО им. САЛавочкина. Лауреат Ленинской премии С.С.Крюков (1918-2005 гг.) В1971-1977гг. -главный конструктор - первый заместитель генерального директора НПО им. САЛавочкина. Герой Социалистического Труда. Д.т.н. Лауреат Ленинской и Государственной премий СДКуликов (1936—2005 гг.) В1997-2003 гг. - генеральный конструктор и генеральный директор ФГУП «НПО им. САЛавочкина». Дт.н., профессор. Лауреат Государственной премии РФ, премии Правительства РФ АЛ.Милованов (1918-2012 гг.) В1970-1987гг,- генеральный директор НПО им. САЛавочкина. Лауреат Ленинской премии К.М.Пичхадзе (род. в 1944 г.) В 2003-2005 гг. - генеральный конструктор и генеральный директор ФГУП «НПО им. САЛавочкина». Дт.н., профессор. Лауреат Государственной премии СССР 561
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Г.М.Полищук (род. в 1940 г.) В 2005-2010 гг. - генеральный конструктор и генеральный директор ФГУП «НПО им. САЛавочкина». Д.т.н., профессор. Лауреат Государственной премии ГФ, премии Правительства РФ В.В.Хартов (род. в 1955 г.) С 2010 г. по 2015- генеральный конструктор и генеральный директор ФГУП «НПО им. САЛавочкина». Д.т.н„ профессор. Лауреат премии Правительства РФ. Заслуженный конструктор РФ САЛемешевский (род. в 1961 г.) С июля 2015 г. - генеральный директор ФГУП «НПО им. САЛавочкина». К.э.н. ли к таким явлениям относятся высотные атмосферные разряды, в т.ч. некоторые типы гроз, а также т.н. спрайты, эльфы и голубые струи, их проявления в разных диапазонах электромагнитного спектра. Научная программа экспериментов на КА «РЭЛЕК» на- правлена на получение новых знаний о механизмах уско- рения и потерь электронов высоких энергий в зонах за- хваченной радиации. Отдельной задачей является изучение возможного влияния потоков высыпающихся релятивист- ских электронов на верхнюю атмосферу Земли и ее отклика на такие высыпания. В результате реализации научной про- граммы появляются новые данные о механизме ускорения и потерь электронов высоких энергий, взаимодействии «вол- на-частица», а также новые данные о динамических про- цессах в системе «атмосфера-ионосфера-магнитосфера». Реализация научной программы позволяет разработать новые методы зондирования верхней атмосферы Земли в радио-, оптическом, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах, развить эти методы для оценки роли высотных разрядов в глобальной электрической цепи, оце- нить возможное влияние высотных разрядов на состояние верхней атмосферы и околоземного пространства, в т.ч. в плане радиационных условий, практического использова- ния разработанных методов в научных и прикладных целях. Впервые должны быть получены данные по временным характеристикам атмосферных вспышек гамма-излучения с высоким временным разрешением, исследована возможная связь вспышек ультрафиолетового и гамма-излучения с высот- ными грозовыми разрядами; должны быть получены новые и дополнены имеющиеся ряды данных о состоянии верхней ат- мосферы и ионосферы, пространственно-временной измен- чивости потоков частиц и квантов в околоземном пространстве, уточнены и развиты модельные представления о природных процессах и явлениях. Реализация научной программы позво- лит также продолжить совершенствование средств и методов регистрации различных компонентов космической радиации, зондирования верхней атмосферы Земли из космоса. КА «РЭЛЕК» выведен 8 июля 2014 г. на солнечно- синхронную орбиту с высотой перигея около 630 км и высотой апогея около 820 км. Запуск КА осуществлен PH «Союз-2-16» с РБ «Фрегат» в качестве попутного груза со- вместно с космическим аппаратом «Метеор-М» № 2. Кос- мический аппарат «РЭЛЕК» создан на базе малоразмерной космической платформы «Карат». Масса космического аппарата составляет 283 кг, в т.ч. масса полезной нагрузки - 101 кг. Конструктивно КА выполнен без герметичного при- борного контейнера с резервированием бортовых систем как на приборном, так и на логическом уровнях. В качестве полезной нагрузки на борту космического ап- парата установлен комплекс научной аппаратуры «РЭЛЕК», головным разработчиком которого является Научно-иссле- довательский институт ядерной физики им. ДВ.Скобельцына МГУ им. М.В.Ломоносова. Комплекс научной аппаратуры выполнен в международной кооперации с участием научных организаций Венгрии, Украины и Польши. В состав КНА «РЭЛЕК» входят следующие измеритель- ные приборы: - ДРГЭ; обеспечивает регистрацию рентгеновского и гамма- излучения интенсивностью 20000 фот/с в диапазоне энергий регистрируемых фотонов от 0,01 до 3,00 МэВ и электронов ин- тенсивностью 216 част/с в диапазоне энергий от 0,3 до 10,0 МэВ; - ДУФ; обеспечивает регистрацию ультрафиолетового излучения в диапазоне от 300 до 400 нм; - «Телескоп-Т»; обеспечивает получение изображений в оптическом и УФ-диапазонах; - БЧК; обеспечивает регистрацию заряженных частиц и нейтральных излучений; - НЧА; обеспечивает регистрацию низкочастотных вол- новых излучений; - РЧА; обеспечивает регистрацию высокочастотных из- лучений. Работа научной аппаратуры производится в мониторин- говом режиме. Передача научной информации осуществля- ется как в режиме реального времени, так и в режиме ЗУ. 562
Глава 6 i4.U.Eicpa£ ФГУП «цэнки» ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ В ОБЛАСТИ КОСМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ НА КА СЕРИИ «ФОТОН» Космическое материаловедение как относительно новое направление космических исследований получило развитие в 1970-х гг. Речь идет о возможности использовать условия невесомости, а точнее, условия микрогравитации на борту космического аппарата для проведения различных техноло- гических процессов. В невесомости исчезает естественная конвекция, расслоение компонентов смесей, различающих- ся по удельной плотности, возможна реализация бесконтей- нерных металлургических процессов. Все это создает ус- ловия для выращивания идеальных кристаллов (например, кристаллов полупроводников), получения новых сплавов, композиционных материалов, варки оптических материа- лов с равномерным распределением по объему составля- ющих компонентов, сверхтонкой очистки биологических препаратов и т.д. В перспективе эти работы могут вылиться в возникновение космического производства уникальных материалов, получение которых в условиях земного тяготе- ния либо очень дорого, либо невозможно. Первые эксперименты в области космического мате- риаловедения были выполнены в СССР в начале 1970-х гг. на ракетах-зондах ВЗАФ, запускаемых с космодрома Капу- стин Яр. При выключении двигателей ракеты в специальных контейнерах с исходными материалами (как правило, ме- таллами) с помощью экзопакетов производилось быстрое расплавление материала и его последующая кристаллиза- ция. Учитывая, что при этих запусках состояние невесомости на борту не превышало 20 мин, эксперименты были очень просты и носили скорее демонстрационный характер. В 1978-1979 гг. на орбитальной станции «Салют-6» проводились уже длительные эксперименты в электроваку- умных печах. Эти эксперименты подтвердили возможность улучшения технических свойств ряда материалов при их производстве в условиях микротяжести. Однако уже на этом этапе выяснилось, что пилотируемые космические аппараты весьма ограниченно пригодны для выполнения подобных экспериментов, поскольку передвижения космонавтов в кос- мическом аппарате, регулярное выполнение обязательных Габл. 1 Технологии выращивания полупроводниковых кристаллов Установка Метод кристаллизации Материалы «Зона 01», «Зона 04» Бестигельная зонная плавка Ge(Ga), Ge(Sb), GaSb(Te), InSbBi Зонная плавка в магнитном поле CdHgTe, InSb(Te), MnHgTe, Ge(Ga), Ge-Si-ln, Ge-Si-Ga Метод движущегося нагревателя во вращающемся магнитном поле CdTe, CdZnTe «Сплав 02» Метод Бриджмена InSb(Te) р-п-переход, BiSb, Ge-Sb, Ge-Si-Sb, Dy3AI2 Pb-Zn, GaSb, Ge-Ga, Ge-Si, Ge-Si-Ga, Ge-Si-ln Объемная кристаллизация VgGa в cncTeMeV-Ga-Cu, InSb-lnBi, CrSi2-Zn, Ga-Bi, (TbCd)3Co, Dy3AI2 Жидкостная эпитаксия Ga-GaAs, Ga-GaP «Полизон» Метод Бриджмена InSb-NiSb, GaSb(S), GaSb(Te), Ge1.xSix,lnSb(Te) Метод Бриджмена во вращающемся магнитном поле CdVxZnxTe, Ge(Ga) Метод движущегося нагревателя во вращающемся магнитном поле Cd,.xZnxTe Метод вакуумной сублимации ^60 563
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Установка «Зона 01» 1 - нагреватель 2 - кварцевая ампула с материалом 3-привод Установка «Сплав 02» 1 - электронагревательная камера 2-устройство загрузки-выгрузки капсул 3 - капсула с материалом Установка «Полизон-2» 1-печь 2-индуктор 3 - магазин с капсулами 4 - индуктор для них физических упражнений и другие действия создают нежела- тельные механические возмуще- ния, зачастую сводящие на нет все преимущества микрогравитацион- ной обстановки. В этой связи для продолжения исследований и развития этого на- правления космонавтики в 1978 г. вышло решение ВПК № 56, в ко- тором было определено создание автоматических космических аппа- ратов серии «Фотон» и комплек- сов бортового технологического оборудования для проведения экс- периментов в области космическо- го материаловедения. Разработка и создание КА «Фотон» были по- ручены самарской организации ЦСКБ (генеральный конструктор - Д.И.Козлов), а разработка и создание бортового технологиче- ского оборудования и проведение космических экспериментов - КБОМ (генеральный конструктор -В.П.Бармин). Под эти работы в КБ создается специализированное научно-ис- следовательское отделение, воз- главляемое к.т.н. И.В.Барминым. Отделению поручалось выполне- ние всего цикла работ, обеспечи- вающих конструирование борто- вой технологической аппаратуры, разработку научных программ экспериментов, математическое моделирование технологических Основные характеристики установки «Полизон-2» Масса установки -145 кг Габариты технологического блока -1128 х 556 х 530 мм Максимальное энергопотребление - 800 Вт Диапазон температур на нагревателях - 400-1200 °C Точность регулирования температуры нагрева - ±0,1 °C Количество загружаемых капсул с исходным материалом -12 Максимальные размеры получаемого кристалла: - диаметр - 36 мм -длина-180 мм 564
Глава 6 Научная аппаратура «Белка» 1 -устройство кристаллизации для выращивания кристаллов белков методом жидкостной диффузии 2-устройство кристаллизации для выращивания кристаллов белков методом паровой диффузии процессов в невесомости, изготовление и испытания аппаратуры, наземную от- работку экспериментов, техническое со- провождение полетных экспериментов, обработку результатов космических экс- периментов. В этой новой тематике очень актив- но проявили себя на всех участках работ сотрудники предприятия И.Г. Филатов, А.В. Коровин, А.С.Сенченков, А.М. Дол- гин, В.П.Орловский, М.Н. Смирнова, Е.И. Горюнов, В.М. Смольный, Д.С. Вары- ханов и др. Основное бортовое технологическое оборудование, созданное специалиста- ми КБОМ, составляли электровакуум- ные автоматические печи. В них про- водились различные металлургические эксперименты, большая часть которых была направлена на отработку техноло- гий выращивания полупроводниковых кристаллов методами направленной кристаллизации и зонной плавки. На- учное обеспечение работ было поручено ведущим институтам АН СССР, отраслевым промышлен- ным организациям. Первый КА из серии «Фотон» был запущен с космодро- ма Плесецк 16 апреля 1985 г. и получил по имевшейся в то время традиции название «Космос 1645». Его полезной на- грузкой массой 340 кг был комплекс бортовых технических средств КБТС-01 № 1. В состав комплекса входили две печи «Зона-01», одна печь «Сплав-02», блок управления комплексом, система вакуумирования, система измерения микроускорений. Вся аппаратура комплекса работала в автоматическом режиме. Кроме электровакуумных печей на некоторые КА «Фотон» устанавливалась биотехнологическая аппаратура «Каштан» для тонкой очистки биопрепаратов методом изоэлектрофо- кусирования и кристаллизации протеинов. В программу каждого полета входили следующие задачи: - проверка теоретических предпосылок реализации тех- нологических процессов в условиях микротяжести; - изучение условий проведения экспериментов на борту КА; - отработка конструкции бортового технологического оборудования для развертывания в будущем космического производства материалов; - отработка технологических процессов получения полу- проводниковых и биологических материалов в космических условиях; - отработка принципов создания специализирован- ных космических объектов для целей космического про- изводства. В 2002 г. ЦСКБ-«Прогресс» модифицировало КА «Фо- тон». Прежде всего, была увеличена энерговооруженность КА. Модифицированный КА получил название «Фотон-М». Запуски этого космического аппарата были перенесены с космодрома Плесецк на космодром Байконур. Новая модификация КА позволила устанавливать на его борт аппаратуру полупромышленного характера. Примером такой аппаратуры является установка «Поли- зон-2», дающая возможность не только продолжать науч- ные эксперименты, но и выращивать полупроводниковые кристаллы с размерами, позволяющими изготавливать реальные приборы. В установке «Полизон-2» реализуются следующие мето- ды кристаллизации: - метод зонной плавки; - метод направленной кристаллизации. Для проведения экспериментов в области космической биотехнологии НИИСК (новая организация, созданная путем слияния КБОМ и КБТМ) совместно с Институтом кристал- лографии РАН была создана бортовая установка «Белка». Установка предназначалась для проведения экспериментов по кристаллизации белковых материалов. Кристаллическая структура белков определяет их свой- ства, что важно для современной медицины и фарма- кологии. К сожалению, в земных условиях получить ка- чественные кристаллы многих белков не представляется возможным. Проблема решается, если кристаллизовать белки в космосе. Следует отметить, что КА серии «Фотон» явились пер- выми в мире космическими лабораториями, предназначен- ными для проведения исследований и отработки технологий и оборудования для будущего космического производ- ства различных материалов с улучшенными свойствами для нужд народного хозяйства, науки и обороны страны 565
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Запуски КА серии «Фотон» табл.2 Комплексы бортовых технических средств Наименование космического аппарата Индекс комплекса бортовых технических средств Период штатной эксплуатации Состав КБТС 01 №1 Технологические установки КБОМ Обеспечивающие системы КБОМ «Фотон-1 >> («Космос 1645») Запуск успешный КБТС 01 № 1 16.04.1985 г. - 29.04.1985 г. «Зона 01» «Зона 01» «Сплав 02» Система управления БУК 01 Система вакуумирования СВ 01 «Фотон-2» («Космос 1744») Запуск успешный КБТС 01 №2 21.05.1986 г.— 04.06.1986 г. «Зона 01» «Зона 01» «Сплав 02» «Миникаштан» Система управления БУК 01 Система вакуумирования СВ01 Система измерения ускорений СИУ01 «Фотон-3» («Космос 1841») Запуск успешный КБТС 02 24.04.1987 г. - 08.05.1987 г. «Зона 04» «Зона 04» «Каштан 01» Система управления БУК 01 Система вакуумирования СВ02 Система измерения ускорений СИУ01 Система измерения ускорений СИУ01 «Фотон-4» Запуск успешный КБТС 03 14.04.1988 г. - 28.04.1988 г. «Зона 04» «Каштан 01» Система управления БУК 01 Система вакуумирования СВ01 Система измерения ускорений СИУ01 Система измерения ускорений СИУ01 «Фотон-5» Запуск успешный КБТС 04 26.04.1989 г. - 10.05.1989 г. «Зона 04» «Каштан 02» «Сплав 02» Система управления БУК 01 Система вакуумирования СВ02 Система измерения ускорений СИУ01 Система измерения ускорений СИУ01 «Фотон-6» Запуск успешный КБТС 05 11.04.1990 г.- 27.04.1990 г. «Зона 04» «Каштан 02М» Система управления БУК 01 Система вакуумирования СВ02 Система измерения ускорений СИУ01 Система измерения ускорений СИУ02 «Фотон-7» Запуск успешный КБТС 06 04.10.1991 г.- 20.10.1991 г. «Зона 04М» «Константа 02» «Каштан 02М» Система управления БУК 01 Система вакуумирования СВОЗ Система измерения ускорений СИУ02 566
Глава 6 «Фотон-8» Запуск успешный КБТС 07 08.10.1992 г. - 24.10.1992 г. «Зона 04М2» «Константа 02» «Каштан 02» Система управления БУК 01 Система вакуумирования СВОЗ Система измерения ускорений СИУ02 Система измерения ускорений СИУОЗ «Фотон-9» Запуск успешный КБТС 08 14.06.1994 г- 02.07.1994 г. «Зона 04МН» «Зона 04МН1» «Константа 02М» «Каштан 02» Система управления: - блок управления; - блок дополнительный; - блок согласования Система вакуумирования СВОЗ Система измерения ускорений СИУ02 Система измерения ускорений СИУОЗ «Фотон-10» Космический аппарат был разбит при транспортировке после успешной посадки КБТС 09 16.02.1995 г.- 03.03.1995 г. «Зона 04БР» «Константа 02МГ » «Константа 02МГ» «Каштан 02К» Система управления: - блок управления; - блок дополнительный; - блок согласования Система вакуумирования СВОЗ Система измерения ускорений СИУОЗ «Фотон-11» Запуск успешный КБТС 10 09.10.1997 г.- 23.10.1997 г. «Зона 04МН2» «Константа 02Б» Система управления: - блок управления; - блок дополнительный; - блок согласования Система вакуумирования СВОЗ «Фотон-12» Запуск успешный КБТС 11 09.09.1999 г.- 24.09.1999 г. «Полизон» Система управления: - блок управления; - блок согласования Система вакуумирования СВОЗ «Фотон-М» № 1 Авария при запуске КБТС 12 15.10.2002 г. «Полизон-М» Система управления: - блок управления; - блок согласования Система вакуумирования СВОЗ «Фотон-М» № 2 Запуск успешный КБТС 12М 31.05.2005 г,- 15.06.2005 г. «Полизон-М» Система управления: - блок управления; - блок согласования Система вакуумирования СВОЗ «Фотон-М» № 3 Запуск успешный КБТС 14 14.09.2007 г. - 26.09.2007 г. «Полизон-М» Система управления: - блок управления; - блок согласования Система вакуумирования СВОЗ «Фотон-М» № 4 Запуск успешный КБТС 15 19.07.2014 г.- 01.09.2014 г. «Полизон-2» «Белка» Система управления: - блок управления; - блок согласования Блок вакуумирования 567
История развития отечественных автоматических космических аппаратов А.11.3ато£., А. А.Лебедь, 'Р.С.М^аио^, А.А.'Романов, А.'БМжис, И.АЮрьед- РАЗВИТИЕ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ВО ФГУП «ЦНИРТИ ИМ. А.И.БЕРГА» в 1992-2015 гг Опыт, накопленный в процессе создания и эксплуа- тации космических средств и систем радионаблюдения «Куст-12(40)», «Целина-О», «Целина-Д», «Целина-2», «Целина-P», а также системы МКРЦ, позволил приступить в 1993 г. к созданию космической системы радиоэлектронно- го наблюдения нового, пятого, поколения - «Лиана». Осо- бенностью ее создания является то, что с момента защиты эскизного проекта в 1995 г. облик отдельных ее составных частей неоднократно менялся, что, наряду с ограниченным уровнем финансирования на разных этапах ее создания, приводило к увеличению сроков и стоимости выполнения разработки. Система «Лиана» включает в себя следующие основные этапы создания: 1. Разработка инженерной записки (технических пред- ложений) на создание системы «Лиана». Проводилась в 1993 г., по ее результатам вышло постановление Прави- тельства РФ о создании системы «Лиана». Головная роль по разработке системы «Лиана» в целом, а также бортовых и наземных специальных комплексов системы была воз- ложена на ЦНИРТИ (генеральный директор - А.Н.Шулунов, с 2005 г. - Б.С.Лобанов), а создание космических комплек- сов - на КБ «Арсенал» им. М.В.Фрунзе (генеральные дирек- торы - Б.И.Полетаев, М.К.Сапего, с 2014 г. - А.П.Ковалев). 2. Разработка эскизного проекта. Выполнена в 1994 г. в соответствии с проектом ТТЗ на создание системы «Ли- ана». Межведомственная комиссия рассмотрела и приняла материалы ЭП со сроком окончания ОКР в 2000 г., что соот- ветствовало требованиям постановления Правительства РФ о создании системы «Лиана». Главным конструктором системы «Лиана» был на- значен А.А.Лебедь, заместителями главного конструктора по направлениям - Э.Ф.Мешков, С.Ф.Ракитин, А.И.Зотов, Ю.Н.Харитонов. Эскизный проект показал, что для решения поставленных Заказчиком задач должны быть созданы два типа КА и, соот- ветственно, две подсистемы - «Лотос» и «Пион». Для вывода Б.С.Лобанов (1942-2015 гг.) С 2005 по 2015 г.- генеральный директор ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И.Берга» Э.Ф.Мешков (род. в 1937г.) С 1993г. -заместитель главного конструктора направления, заместитель главного конструктора системы «Лиана», главный конструктор ИСК системы «Лиана», заместитель начальника НТО С. Ф.Ракитин (1928-2006 гг.) С1993 г. - заместитель главного конструктора направления, заместитель главного конструктора системы «Лиана», заместитель начальника НТО ААЛебедь (род. в 1935 г.) С1993 г. - главный конструктор направления радиоэлектронного мониторинга, главный конструктор системы «Лиана», начальник НТО Ю.НХаритонов С1993г.-заместитель главного конструктора направления, заместитель главного конструктора системы «Лиана», главный конструктор БСА, начальник тематического отдела А.И.Зотов (род. в 1938 г.) С1996г. -заместитель главного конструктора направления, заместитель главного конструктора системы «Лиана», заместитель начальника НТО 568
Глава 6 космических аппаратов на орбиту планировалось использо- вать ракету-носитель 11К77 (КБ «Южное», Украина). Система «Лиана» является большой, территориально распределенной системой, которая работает на двух по- требителей, совмещая при этом единые (схожие) и в то же время различные задачи радионаблюдения, позволяя вхо- дящим в ее состав подсистемам в случае необходимости в известной мере дублировать друг друга. 3. В 1995 г. Генеральный заказчик на основании пред- варительных проработок, выполненных ЦНИРТИ, КБ «Ар- сенал» и ЦНИИ «Комета», поручает этим организациям разработать инженерную записку (со сроком представления в ноябре 1996 г.) по использованию PH «Союз-2» в систе- ме «Лиана». Энергетические возможности PH «Союз-2», по сравнению с PH 11К77, меньше примерно на 30 %. Что же означало для системы «Лиана» смена PH? Известно, что ПХ КА и его бортовой аппаратуры в значи- тельной степени зависят от характеристик PH, выводящей КА на орбиту. Характеристики PH ограничивают допустимую мас- су и габариты КА, а также параметры орбиты. Ограничения же со стороны КА устанавливают требования к допустимой массе и габаритам специальной и служебной аппаратуры, к услови- ям ее размещения внутри и вне приборного контейнера. Поиск путей уменьшения веса и габаритов КА прово- дился кооперацией разработчиков системы «Лиана» без изменения требований Заказчика к характеристикам систе- мы, изложенных в ПЗ. При этом сокращение веса борто- вой аппаратуры и КА с одной стороны, как и сохранение ее функциональных возможностей - с другой, потребовало поиска новых решений в идеологии построения аппаратуры, использования в ряде случаев новой элементной базы, а также изменений в конструкции КА. Оптимальная схема выведения КА (с использованием промежуточной орбиты) позволяет PH «Союз-2» (вари- ант 16) вывести на заданные орбиты полезную нагрузку не более 7030 (для КА «Лотос») и 7231 кг (для КА «Пион»), Таким образом, энергетические возможности PH «Союз-2» (вариант 16) диктовали необходимость уменьшения массы КА «Лотос» с 9400 (полученной при ЭП) до 7000 кг и КА «Пион» с 10500 до 7200 кг. Кроме того, необходимо было учесть, что PH «Союз-2» (вариант 16) имеет также меньшие габариты обтекателя (диаметр 3700 мм вместо 3900 мм для PH 11К77). Эти весовые и габаритные ограничения являются очень жест- кими, но, тем не менее, использование PH «Союз-2» обязы- вало найти пути уменьшения массы и габаритов КА. И такие решения, без ухудшения основных тактико-тех- нических характеристик системы «Лиана», предприяти- ями-разработчиками были найдены - в основном за счет несущественного изменения ПХ системы. Так, например, из состава БСА КА «Лотос» был исключен нижний поддиапа- зон наблюдения, т.к. антенное устройство этого поддиапа- зона не может быть размещено на панелях КА, размеры ко- торых были уменьшены из-за габаритных ограничений PH «Союз-2». Одновременно были принципиально по-новому решены некоторые вопросы построения БСА, например, широко внедрены цифровые методы приема и обработки сигналов на базе высокопроизводительных СБИС. Это по- зволяет решать задачи определения координат источников на борту КА, что повышает оперативные возможности систе- мы «Лиана». В результате проведенных исследований масса БСК КА «Лотос» была снижена с 1965 до 1245 кг. Однако уменьшение массы БСК КА «Пион» с 2896 до 1804 кг не позволило выполнить отдельные требования ПЗ в полном объеме. В частности, из-за уменьшения размеров антенных панелей была снижена точность пеленгования источников излучения, исключение одного поддиапазона наблюдения в РСА несколько снизило помехоустойчивость работы БСК. Кроме того, средний срок активного существо- вания КА «Пион» был снижен с 3 до 2 лет. Некоторые изменения пришлось внести и в базовую кос- мическую платформу в части изменения геометрических размеров и конструктивных решений, а также уменьшения мощности СЭС за счет сокращения площади солнечных ба- тарей, уменьшения количества аккумуляторов, а также внести некоторые изменения в КДУ и т.д. Комплекс найденных тех- нических решений позволил снизить массу БКП до 1200 кг. Составные части КК «Лотос» и «Пион» были по- прежнему унифицированы между собой в части базовой космической платформы, средств выведения, транспор- тирования, обслуживания и НКУ. Запуск КА «Лотос» и КА «Пион» с помощью PH «Союз-2» должен был осущест- вляться с космодрома «Плесецк». Разработанная инженерная записка была рассмотрена и одобрена Советом Главных конструкторов системы «Ли- ана», проводившегося в ЦНИРТИ 17 декабря 1996 г. с при- глашением представителей Генерального заказчика. По ре- зультатам рассмотрения инженерной записки и Протокола Совета Главных конструкторов системы «Лиана» Генераль- ным заказчиком 28 апреля 1997 г. было принято Решение об использовании PH «Союз-2» в системе «Лиана». Разработка дополнительных проектных материалов и конструкторской документации привели к разработке нового ПЗ, которое было утверждено Генеральным заказ- чиком в январе 1999 г. На предприятиях кооперации уточ- нялись частные технические задания, продолжались коррек- тировка и разработка новой конструкторской документации на составные части системы и изделий, макетирование уз- лов и блоков аппаратуры Таким образом, переход на использование PH «Союз-2» в системе «Лиана» привел к необходимости разработки но- вой РКД. 4. В январе-феврале 2002 г. Межведомственная рабо- чая группа провела, в соответствии с совместным реше- нием Генерального заказчика и генерального директора Росавиакосмоса (впоследствии Федеральное космическое агентство), анализ состояния дел по созданию КК системы «Лиана» с целью выработки предложений, направленных на сокращение сроков и затрат на ее создание. Оценка состояния дел в КБ «Арсенал» и ОАО «М3 «Ар- сенал» показала, что принятые схемотехнические решения 569
История развития отечественных автоматических космических аппаратов по КК не позволяют обеспечить начало летных испытаний в установленные сроки (2004 г.). МРГ был сделан вывод о целе- сообразности уточнения порядка создания КК системы с про- работкой организационных, финансовых и технических во- просов по использованию имеющегося задела по другим КК. В соответствии с решением Генерального заказчи- ка от 6 апреля 2002 г., дальнейшие работы по созданию КС «Лиана» осуществлялись на базе существующих кос- мических комплексов, предусматривающих максимальную степень унификации КК с космическими комплексами раз- работки ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс». В основу конструктив- ной базы ОМ был выбран приборно-агрегатный отсек КА «Ресурс-ДК», позволяющий разместить практически весь необходимый для функционирования КА состав приборов служебных систем. С начала эскизного проектирования массогабаритные характеристики бортовых специальных комплексов КА, а также КА «Лотос» и «Пион» (в целом) существенно из- менились, при этом масса БСК КА «Лотос» сократилась в 2,8 раза, а БСК КА «Пион» - в 2,45 раза; масса КА «Ло- тос» сократилась в 1,6 раза, масса КА «Пион» сократилась в 1,48 раза. Составные части КК и наземных специальных комплексов не претерпели каких-либо принципиальных из- менений и по-прежнему оставались унифицированными. 5. В соответствии с решением Генерального заказчика от 21 октября 2004 г. и выданными исходными данными, в 2005 г. была разработана инженерная записка «Облик си- стемы «Лиана» при выполнении требований ПЗ в полном объеме». В данной ИЗ были разработаны предложения по увеличению срока активного существования КА «Лотос» и КА «Пион» до 5 и 4 лет соответственно. При этом пред- усматривается использование для обоих космических аппа- ратов одного типа PH - «Союз-2» (этап 16), максимально возможная унификация конструкции КА «Лотос» и «Пион», повышение тактико-технических характеристик КА и систе- мы в целом, заданных в Дополнении к ПЗ. Степень использования конструкторско-технологическо- го задела КА «Лотос» № 1Л на космических аппаратах «Ло- тос» № 2 и «Пион» № 1 с минимальными доработками соста- вила около 70 %, а 75 % материальной части, разрабатываемой для КА «Лотос» № 2, вновь будет использовано в составе КА «Пион» № 1. Инженерная записка была рассмотрена и принята межведомственной комиссией Генерального заказчика. 6. В 2008 г. были завершены разработка конструк- торской документации на составные части подсистемы «Лотос» и КА «Лотос», макетирование бортовой служебной и целевой аппаратуры космического аппарата. В это же вре- мя изготовлены, настроены и проведены предварительные (автономные) испытания опытных образцов служебной и целевой аппаратуры КА. Сборка КА «Лотос» осуществлялась на заводе-изготовителе в ОАО «М3 «Арсенал». В 2005 г. генеральным директором ЦНИРТИ был на- значен Борис Семенович Лобанов, имеющий опыт как руководства научно-производственными предприятиями (директор филиала ЦНИИ «Комета»; первый заместитель генерального директора ЦНИИ «Комета»), так и создания космических систем специального назначения. Б.С.Лобанов ввел в систему регулярное еженедельное проведение опе- ративных совещаний руководящего состава института, на которых заслушивался ход работ по всем заказам, в т.ч. по системе «Лиана». Кроме того, еженедельно на отдель- ном совещании заслушивался подробный ход работ по БСА и НСК системы «Лиана». Особое внимание при создании КА «Лотос» было уде- лено бортовой специальной аппаратуре, от характеристик которой зависит объем, полнота и достоверность данных, получаемых в результате проводимого радионаблюдения. Отличительными особенностями созданной БСА являются широкий диапазон частот, высокая чувствительность, высо- кая точность определения координат наблюдаемых источни- ков излучения, использование цифровых методов обработ- ки сигналов. Применение цифровой обработки сигналов предъ- являет повышенные требования к приемному комплексу. Кроме выполнения традиционных требований по чувстви- тельности, избирательности и фазовым характеристикам, требовалось обеспечить передачу принятых и преобра- зованных в приемном комплексе сигналов на устройства обработки с наименьшими искажениями и шумами, т.к. чем ближе ко входу приемника проведена оцифровка, тем более качественные характеристики можно получить в результате цифровой обработки. Сегодняшнее разви- тие технологии позволило перейти к цифровой обработ- ке сигналов на уровне промежуточной частоты, и следует отметить, что коллектив разработчиков, конструкторов и технологов при создании приемного комплекса БСА с этой задачей успешно справился. Создание БСА осущест- влялось в ЦНИРТИ под руководством начальника отдела, главного конструктора БСА Ю.Н.Харитонова. Вместе с ним активно работали Ю.А.Гаврилов, В.Н.Евреинов, Е.К.Киреев, Б.В.Хлопов, В.А.Теселкин, В.Н.Кондрашин, А.С.Уточкин, Л.М.Моисеева, К.ГКульчицкий, Б.Я.Попов, О.М.Соловьев, В.И.Александров, В.Л.Власенко, А.Х.Алдаков, В.И.Воробьев, А.В.Егоров, И.А.Калинин и другие специалисты. Большая работа была проведена по созданию антенных систем для БСА заместителем главного конструктора, опытным спе- циалистом по антенной технике Е.К.Киреевым совместно с В.И.Кузнецовым. Последующую работу по сборке антенных панелей (а туда входит еще много других высокочастотных устройств) и БСА в целом, а также дальнейшее комплексное сопровождение работ в М3 «Арсенал» проводил коллектив отдела, возглавляемый начальником отдела, заместите- лем главного конструктора Б.В.Хлоповым. Вместе с ним работали как опытные специалисты Ю.А.Гаврилов, И.Г По- ляков, В.К.Бударин, Л.В.Зоз, так и молодежь: М.М.Крутов, М.В.Фесенко, А.С.Кузьминых, А.С.Макаров, МАБысько. Для обеспечения передачи информации с КА «Лотос» и «Пион» на наземные пункты была специально разрабо- тана унифицированная радиолиния передачи информации, 570
Глава 6 в состав которой входят бортовая аппаратура передачи ин- формации и наземные приемные комплексы. Разработку радиолинии осуществляло ОАО «ОКБ МЭИ» (генеральный директор - А.С.Чеботарев). Унифицированная радиолиния может работать по че- тырем различным каналам, один из которых предназначен для передачи информации через спутник-ретранслятор. В зависимости от типа канала, передача информации может осуществляться с различной скоростью и степенью помехо- защищенности. Радиолиния по своим техническим решени- ям выполнена на современном уровне и по своей инфор- мативности соответствует требованиям ПЗ на систему и ТЗ на радиолинию. Над созданием унифицированной радио- линии активно работали главные конструкторы А.В.Чекин, В.В.Грязнов, А.В.Орлов и специалисты высокой квалифи- кации О.И.Потиевский, С.Е.Филиппова, В.М. Стученков, Д.Д.Чивилев, ААМорозов, М.С.Белозерская, А.Д.Вязовет- ский и др. Для планирования и управления работой БСА и БАПИ КА «Лотос» № 1 ЗАО «НПФ «ИнфоСистем-35» был разрабо- тан и испытан автоматизированный комплекс планирования и управления (АКПУ-Л), установленный на одном из объ- ектов НСК; главный конструктор - К.К.Соловьева, началь- ники отдела - АЛЗыков, Э.В.Кузнецов, И.К.Щелкунов и др. К запуску КА «Лотос» № 1 был создан и подготовлен к лет- ным испытаниям первый объект наземного специального комплекса подсистемы «Лотос», который прошел все виды испытаний, включая межведомственные. НСК подсистемы «Лотос» системы «Лиана», несмотря на общую внешнюю схожесть, существенно отличается от НСК системы «Целина-2». Особое место в НСК занимает специальный программно-алгоритмический комплекс, главный конструктор - Е.М.Сыроелов. СПАК обеспечива- ет решение следующих задач: планирование и управление работой подсистемы; обработка, интерпретация и анализ поступающей информации; представление результатов на- блюдения, в т.ч. с использованием ГИС-технологий; авто- матизированный контроль состояния и оценка работоспо- собности компонентов системы и качества поступающей информации; выявление и учет индивидуальных характе- ристик измерителей БСА (юстировка); математическое ре- зервирование компонентов подсистемы при сбоях и отказах или снижении качества их работы. При разработке СПАК в рамках системы «Лиана» в пол- ной мере учитывались все наработки, полученные при созда- нии специальных программно-алгоритмических комплексов систем «Целина-Д» и «Целина-2», и тот богатый опыт, ко- торый был получен при их эксплуатации. Кроме того, прове- дена разработка новых комплексов программ в соответствии с требованиями, заданными в ТТЗ на создание системы «Лиана». В разработке и подготовке к летным испытаниям СПАК подсистемы «Лотос» самое активное участие приня- ли Е.М.Сыроелов, В.Ф.Блохина, З.И.Бобкова, Г.Н.Бобылева, ЭДОфицерова, Т.М.Кольцова, Т.Е.Замарина, В.Н.Иванилов, И.П.Елизаров, И.В.Зотова, ВАВоеводин и др. До начала летных испытаний ОАО «НИИ ТП» (гене- ральный директор, главный конструктор - А.В.Шишанов) в 1ГИЦИУКС был создан и испытан НКУ, включая взаимодей- ствие ЦУП-Л с объектами планирования и управления бор- товым специальным комплексом КА «Лотос» № 1. Большая работа по подготовке к летным испытаниям, выпуску систем- ных документов и координации работ предприятий коопера- ции была проведена главным конструктором системы «Лиа- на» ААЛебедем, его заместителем А.И.Зотовым совместно с Э.Д.Гуреевым и В.Н.Петровым. В 2007-2008 гг. и в первой половине 2009 г. в ОАО «М3 «Арсенал» проводились сборка, стыковка и электрорадио- технические испытания КА «Лотос» с вывозом на космо- дром Плесецк. Запуск КА «Лотос» № 1 был назначен на 26 июля 2009 г. Принято считать, что испытания подсистемы «Лотос» с КА «Лотос» № 1 начались с момента запуска КА «Лотос» 20 ноября 2009 г. Но фактически летные испыта- ния начались 3 июля 2009 г., когда КА «Лотос» № 1 покинул ворота «М3 «Арсенал». КА в полном объеме прошел на- земные испытания и по решению Государственной комис- сии был отправлен на космодром при уже назначенной дате старта на 26 июля 2009 г. КА «Лотос» в монтажно-испытательном комплексе по- лигона прошел полный объем проверок, был доставлен на стартовую площадку и проходил контрольные проверки на стартовом столе. Во время проведения проверок была об- наружена неисправность в одной из целевых систем кос- мического аппарата. По решению Государственной комис- сии дальнейшие работы по подготовке к запуску КА были прекращены, PH «Союз» и КА «Лотос» были возвращены в МИК для проведения дополнительных проверок, которые подтвердили наличие возникшей неисправности. Государственной комиссией было принято решение на- чатые испытания временно приостановить, возвратить КА «Лотос» № 1 на завод изготовитель - М3 «Арсенал» - для анализа причин возникновения неисправности в целевой системе и ее устранения, проведения дополнительных про- верок КА и последующего возвращения его на космодром. Исследовательские и ремонтные работы на заводе-изго- товителе КА и на предприятии - разработчике отказавшей целевой системы проводились в течение двух с половиной месяцев. По завершении всех работ по решению Государ- ственной комиссии КА «Лотос» № 1 в самом конце октября 2009 г. был снова отправлен на космодром Плесецк. PH «Союз» с КА «Лотос» № 1 была вновь установлена на стартовом столе 20 ноября 2009 г., проведены последние проверки. Все проходило штатно, и в 13 ч 44 мин по мо- сковскому декретному времени ракетой-носителем «Союз» был запущен КА «Лотос» № 1. Однако через некоторое время по телеметрическим данным было установлено, что одна из антенных панелей на аппарате не раскрылась. Про- веденный анализ позволил оценить сложившуюся ситуацию как неприятную, но не критичную. Моментно-центровоч- ные характеристики КА с неотведенной панелью позволяли проводить маневры с включением основного двигателя, 571
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космический аппарат «Лотос» № 1 Космический аппарат «Лотос» №2 а рабочие зоны размещенной на ан- тенной панели аппаратуры позволяли решать целевую задачу, хотя и с опре- деленными ограничениями. Решение технического руководства испытаниями было однозначным: программу полета не менять. И космический аппарат с по- мощью собственной двигательной уста- новки был выведен на рабочую орбиту. Понадобилось много времени на то, чтобы эта антенная панель под но- мером 4 путем систематической пере- дачи на каждом сеансе связи с косми- ческим аппаратом соответствующих команд открылась. На это ушло 7 су- ток, т.е. до начала штатного сеанса на- блюдения и передачи информации по радиолинии на наземный пункт приема и обработки информации оставались всего лишь сутки. 27 ноября 2009 г. на наземном приемном пункте приема и обработки была принята целевая ин- формация, которая через 1,5-2 мин была обработана. Организация проведения летных испытаний подсистемы «Лотос» с КА «Лотос» № 1 была возложена на соз- данные Главную оперативную группу управления, оперативные рабочие группы и межведомственные рабочие группы, составы которых были ут- верждены установленным порядком. Персональный состав ГОГУ был ут- вержден председателем Государствен- ной комиссии по проведению летных испытаний О.Н.Остапенко. Руководи- телем ГОГУ был назначен Ю.Г.Шаргин, космонавт № 99. Заместителями руко- водителя ГОГУ и одновременно руко- водителями испытаний по направле- ниям от Генерального заказчика были назначены А.Н.Спиридонов и О.Г. Ле- бедь, от промышленности - А.В. Ива- нов, А.И.Зотов. В процессе проведения летных ис- пытаний подсистемы «Лотос» среднее время проведения сеансов наблюдения в сутки и количество сеансов сброса информации на объекты ИСК соответ- ствовало требованиям ПЗ. Аппаратура бортового специального комплекса (БСА и БАПИ) КА «Лотос» и наземная аппара- тура работали устойчиво. Параллельно с проведением летных испытаний под- системы «Лотос» с КА «Лотос» № 1 на 572
Глава 6 Космический аппарат «Пион» предприятиях кооперации продолжались работы по подго- товке к запускам КА «Лотос» № 2 и КА «Пион» № 1. Каковы особенности указанных выше космических аппаратов? Прежде всего, следует отметить, что оба кос- мических аппарата будут запускаться ракетой-носителем «Союз-2» (этап 16), а не PH «Союз», который использовал- ся для запуска КА «Лотос» № 1. КА «Лотос» № 2 имеет ряд существенных отличий от КА «Лотос» № 1: - увеличенный срок активного существования (увеличен с трех до пяти лет); - доработанное программное обеспечение бортовой специальной аппаратуры в целях увеличения разрешающей способности и повышения информативности наблюдения; - доработанный бортовой специальный комплекс и бор- товой комплекс управления КА для повышения устойчивости к воздействию тяжелых заряженных частиц, высокоэнерге- тических протонов и электростатических разрядов по ре- зультатам проведения летных испытаний КА «Лотос» № 1 Л, КА «Персона» и др.; - доработанное программно-алгоритмическое обеспе- чение с целью адаптации его к реальным фоноцелевым ха- рактеристикам в интересах потребителей информации. Кроме того, проведена доработка наземного комплекса управления по результатам летно-конструкторских испыта- ний подсистемы «Лотос» № 1. Бортовой специальный комплекс КА «Пион» № 1 при головной роли ЦНИРТИ создает ОАО «НИИ «Вектор» в кооперации с ОАО «Концерн радиостроения «Вега» и ОАО «ОКБ МЭИ». При этом работы распределены следующим образом: - ОАО «НИИ «Вектор» (генеральный директор - О.Г.Петкау) создает бортовую аппаратуру приема, обработки и управления, отвечая за весь БСК в целом (главный кон- структор - В.В.Юферев); - ОАО «Концерн радиостроения «Вега» (генеральный директор - В.С.Верба) создает бортовой радиолокатор с синтезированной апертурой (главные конструкторы - И.Г.Осипов, В.Э.Турук, А.В.Енютин); - ОАО «ОКБ МЭИ» (генеральный директор - А.С.Чеботарев) создает рефлектор для антенны РСА (глав- ный конструктор - ВАПантелеев) и поставляет бортовую аппаратуру передачи информации (главный конструктор - В.В.Грязнов). Несмотря на некоторое сходство решаемых задач, КА «Пион» существенно отличается от КА «Лотос». Главное отличие состоит в том, что на КА «Пион» установлен РСА, работающий в режиме разделения времени с каналами пассивного радионаблюдения. Срок активного существова- ния КА «Пион» на орбите - 4 года. Космический аппарат «Пион» не имеет аналогов в мире. 573
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Коллективы создателей системы Лиана» Тематический отдел 36.1 Сидят слева направо: С.И.Кутяшова, Л.И.Бойченко, САБолотина, ДАБолотов, В.Н.Евреинов, В.Н.Кондрашин, В.Г.Ченчикова, МАПопова, М.В.Акаевич. Стоят: Б.С.Монахов, А.В.Шиленков, А.С.Купцов, ТАКоролева, Л.М.Моисеева, ЮАГаврилов, Р.Г.Тузова, Л.В.Зоз, Б.М.Коротун, А.Ф.Евдокушин Тематический отдел 36.2 Сидят слева направо: СБ.Крылов, Л.В.Прохорова, И.В.Холодова, О.Е.Никитина, Б.В.Хлопов, ЕАЮжикина, И.Г.Поляков, М.СДьяков. Стоят: К.И.Пилякин, ААЛаюк, ААЮрков, ДВ.Грачев, М.В.Фесенко, М.Е.Маршавин, М.Н.Акмайкин 574
Глава 6 Тематический отдел 36.3 Сидят слева направо: МААфанасьев, В.П.Турицын, ВАВоеводин, Т.М.Кольцова, Т.ЕЗамарина, Е.М.Сыроелов, ЭДОфицерова, НАГрецкая, Р.В.Гаркавин, П.Б.Попов. Стоят: АНШвецов, З.И.Бобкова, РАБабурин, В.Н.Иванилов, В.В.Корбашев, Я.В.Кукашко, Г.Н.Кравцов, ДАКочерыгин, П.НЛарькин, М.Е.Каторгин, А.И.Шаров, ВАПодковкин Тематический отдел 36.4 Сидят слева направо: С.В. Терентьев, Б.Б.Никопенко, Т.М.Корнеева, К.Г.Бабаджанян, А.Г.Горохова, ВАШлепаков, Н.К.Карамышев. Стоят: ИАТокмаков, ФАЛюбушкин, И.С.Егорушкин, Ю.И.Шеина, Н.НЛожкин, О.Н.Речкина, ДМ.Маслов, И.В.Подымалов 575
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Тематический отдел 36.5 Сидят слева направо: А.И.Канищев, ОААстахова, В.В.Кустов, Т.С.Конкина, С.М.Савченко. ЕЛДронова, СЛАкилов. Стоят: ЛАБыстров, В.М.Соловьев, САВозничук Тематический отдел 36.6 Сидят слева направо: В.Е.Шмелев, ЭДГуреев, Л.И.Колбаева, ЯДКовалюк, Н.В.Куприна, Г.Р.Сафина, К.В.Маликов. Стоят: Н.Н.Угольников, В.П.Золотухин, А.ЕЛоздняков, В.Б.Фотеев, А.И.Рузанов, Д.Г.Истратов, Н.Н.Ефимова 576
Глава 6 ЮЛ.Селшю^, KKAcicanadb, 3.3.Ccicoac£, "В.4.Соловьев, Д.В.Во&с, А.М.Калаишк, 8.Ф.Земсков ОАО «РКК «Энергия» КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ «ЯМАЛ-100» и «ЯМАЛ-200» Спутники связи «Ямал-100» В 1993-1995 гг. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П.Королева активно боролась за то, чтобы ей было возвращено переданное в 1960-е гг. в НПО «Прикладная механика» направление работ, связанное с созданием спутников связи: именно в эти годы спутнико- вые системы связи заявили о себе как о наиболее выгодном виде космического бизнеса. Специалисты РКК «Энергия», используя многолетний опыт проектирования и изготов- ления сложнейшей космической техники, разработали не- сколько проектов спутников связи. При этом учитывался опыт мировой практики, выработавшей общепризнанную концепцию создания коммерческих спутников. В основу разработки был положен принцип базовой конструкции (платформы) и набора модулей полезной нагрузки, позво- ляющий быстро и недорого дорабатывать спутник в соот- ветствии с требованиями Заказчика. Правильность такого подхода доказывал опыт фирмы Hughes, создающей самые конкурентоспособные в последнем десятилетии XX в. спутники серий HS-376 и HS-601. К началу 1996 г. эта фирма продала свыше 40 спутников из каждой серии. В основу семей- ства современных спутников связи, создаваемых в РКК «Энергия», были положены платформа «Ямал» («Ямал-100») и уникальный для россий- ской космической промышленности производ- ственный и технологический задел, созданный специалистами Корпорации в 1994-1995 гг. при реализации этой программы. Новые технологии значительно превосходили по всем показателям технологии, применяемые в известных россий- ских спутниках связи. Основные характернстнкн спутника «Ямал-100» Масса КА-1255 кг Мощность, выделяемая для полезной нагрузки -1300 Вт Частотный диапазон - С Количество активных стволов по 36 МГц-10 Точность удержания -0,1 ° Точность ориентации -0,1 ° Орбитальная позиция -90 ° в.д. Срок активного существования -10 лет В 1996 г. был проведен полный цикл автономных ис- пытаний систем и агрегатов, комплексные статические, электрические и динамические испытания, изготавливались два штатных спутника. Были приобретены ракета-носитель «Протон», разгонный блок и головной обтекатель. В те- чение 1997 г. планировалось закончить сборку спутников, а в конце 1997-го - начале 1998 г. осуществить их запуск. Открытое акционерное общество «Газком» - заказчик пер- вых спутников «Ямал-100» - завершало международную координацию орбитальных позиций для этих спутников (75 ° в.д. и 19,50 з.д.). В качестве основы полезных нагрузок спутников были взяты комплектующие известной американ- ской фирмы Space Systems/Loral. В феврале 1996 г. РКК «Энергия» и ОАО «Газком» заключили долгосрочное Соглашение о стратегическом партнерстве с РАО «Газпром» и американскими фирмами Loral Space & Comm и Space Systems/Loral, целью которого являлась реализация ряда совместных проектов в области космоса и телекоммуникаций. Особенности спутников семейства «Ямал», определяющие их высокую конкурентоспособность: - оригинальная компоновочная схема без традиционных для российских спутников тяжелых герметичных отсеков; - современная технология изготовления отсеков, панелей спутников, солнечных батарей и бортовых ан- тенн (трехслойные сотовые конструкции на основе углепластиков); - ярковыраженная модульность конструкции спутников (отсек служебных систем, отсек полезной нагрузки), Спутник связи «Ямал-100» 577
История развития отечественных автоматических космических аппаратов повышающая эффективность и технологичность процессов сборки и испытаний; - оптимальная технология изготовления, сборки и испытаний, единая для всего семейства спутников; - эффективная система электропитания на базе солнечных батарей, выполненных с использованием передовых российских и зарубежных технологий, и никель- водородных аккумуляторных батарей, не имеющих аналогов в мире; - надежная и эффективная, обладающая небольшой массой, пассивная система терморегулирования с тепло- выми трубами, которая создает оптимальные условия для отвода выделяемого тепла; - высокоэффективная и надежная система управления движением на базе оптических датчиков, высокоточных измерителей угловых скоростей и маховиков; - уникальная электроракетная двигательная установка, работающая на газообразном ксеноне, обеспечивающая поддержание спутников в нужных точках орбиты и разгруз- ку гироскопических исполнительных органов; - полезные нагрузки, созданные на базе современных технологий американской фирмы Space Systems/Loral, по- зволяющие обеспечить высокую пропускную способность и энергетические характеристики радиолиний при минималь- ной массе полезной нагрузки; - более чем десятилетний гарантированный срок ак- тивного существования спутников, достигаемый за счет использования надежной и долговечной элементной базы в бортовых системах и за счет необходимого объема то- плива для проведения коррекций орбиты, что в 2-3 раза превосходит аналогичный показатель существующих российских спутников и соответствует мировому уровню спутников такого класса; - высокая мощность электропитания, выделяемая для полезной нагрузки, и, как следствие, более высокая пропускная способность спутников (пропускная способность спутников - количество установленных ретрансляторов - одна из важнейших потребительских характеристик); - срок поставки серийных спутников Заказчику (от за- ключения контракта до сдачи в эксплуатацию на орбите) - характеристика, от которой во многом зависит исход конкурентной борьбы, - составляет 24-28 месяцев (к 2000 г. ожидалось снижение срока поставки до 15-18 месяцев); - точность ориентации и поддержания положения в нуж- ной точке на орбите соответствует международным нормам (аналогичные характеристики существующих российских спутников превышают эти нормы в 2-3 раза); соблюдение этих норм позволяет Заказчику использовать в земном сегменте станции без устройства автосопровождения, что упрощает и удешевляет их эксплуатацию; - высокие энергетические характеристики радиолиний, благодаря которым в земном сегменте используют- ся недорогие наземные станции с малыми антеннами (диаметром 0,5-1,5 м), объединенные в сети произвольной конфигурации; наземные станции - самый массовый элемент спутниковой системы связи, поэтому простые и недорогие станции представляют интерес для потребителя. Спутники «Ямал-100» создавались с целью обеспече- ния спутниковой технологической связью и телевидением комплекса РАО «Газпром», предоставления свободного спутникового ресурса системы «Ямал» для удовлетворения государственных нужд и требований потенциальных заказ- чиков. Система создавалась по двум направлениям. 1. Развертывание сети станций спутниковой связи «Ямал». К началу 1996 г. для обеспечения технологических нужд РАО «Газпром» было введено в эксплуатацию свыше Комплексный электрический стенд КА «Ямал-100» 40 наземных станций спут- никовой связи, которые временно обслуживались спутниками «Горизонт» Минсвязи РФ. 2. Разработка и изго- товление спутников связи нового поколения «Ямал» («Ямал-100»). После за- пуска этих спутников всю сеть спутниковой связи РАО «Газпром» предпола- галось перевести на рабо- ту с ними, что позволило бы значительно увеличить пропускную способность сети и развить ее на базе более простых и дешевых малых наземных станций. ОАО «Газком» и РКК «Энергия» разрабатывали систему «Ямал» в коо- 578
Глава 6 перации с несколькими десятками российских предприятий космической промышленности и оборонного комплекса, на которых работали свыше 15000 квалифицированных инженеров, рабочих и техников. Характеристики спутников «Ямал-100» оп- тимальны для решения задач технологической связи РАО «Газпром» и задач ведомственных и корпоративных сетей спутниковой связи: - организации телефонной и факсимильной связисудаленнымирайонами,на месторождениях, при строительстве газопроводов, а также для расширения емкости и резервирования действующих наземных линий связи; создания спутниковой системы передачи данных, объединяющей локальные вычислительные сети дочерних предприятий и других объектов РАО «Газпром» в рамках отраслевой интегрированной информационно- управляющей системы РАО «Газпром»; - создания технического комплекса спут- никовой системы распространения и трансляции Корпус КА «Ямал» с установленными радиационными экранами телевидения. В середине 1996 г. полным ходом разрабатывалось новое поворотное устройство солнечных батарей, голов- ной разработчик - Научно-исследовательский институт командных приборов (г. Санкт-Петербург, В.П.Арефьев). Аналогичная задача по созданию ФЭП с улучшенными характеристиками была поставлена и перед российскими предприятиями: ОАО «Сатурн» (А.Н.Скурский), ГНПП «Квант» (В.П.Надоров), НИИ «Пульсар» (ЮЛДокучаев). В случае представления российскими фирмами ФЭП, характеристики которых не уступали бы зарубежным, предпочтение планировалось отдать отечественным. Габаритные и массовые ограничения КА «Ямал» потребовали нетрадиционных подходов и при создании аккумуляторных батарей. Специалисты Корпорации совместно со специалистами Уральского электрохимического комбината (г. Новоуральск Свердловской обл.) на основе «бурановских» технологий разработали перспективные регенеративные кислородно-водородные аккумулирующие устройства и никель-кадмиевые аккумуляторы с общим га- зовым коллектором и общим корпусом. В мировой практике эта работа стала новаторской, поскольку применяемые в США, Франции, Японии и России никель-водородные аккумуляторные батареи для коммуникационных космических аппаратов выполняются в виде конструкции с индивиду- альными сосудами, уступающей по удельной массовой и особенно удельной объемной энергии конструкциям с общим корпусом. Создание такой конструкции стало возможно благодаря большому опыту УЭХК, приобретенному при разработке водородно-кислородного электрохимического генератора «Фотон» для многоразового космическо- го комплекса «Буран», а также стартерных никель- кадмиевых аккумуляторов. В новом никель-водородном аккумуляторе используются хорошо освоенные технологии изготовления пористых гидрофобных водородных электродов, электролитоносителей-сепараторов на основе асбестовых материалов, опыт создания батарей топливных элементов, технологии изготовления металлокерамических никель-окисных электродов, а также технологии, использу- емые в РКК «Энергия» для создания конструкций корпусов высокого давления из титановых сплавов. Корпорация обеспечила также разработку, изготовление и отработку мо- дуля никель-водородных аккумуляторов, в который входят две никель-водородные аккумуляторные батареи и средства автономного космического термостатирования, включа- ющие тепловые трубы, радиационный теплообменник, электрические нагреватели и датчиковую аппаратуру. При создании модуля никель-водородных акку- муляторов в УЭХК и РКК «Энергия» возникли большие трудности, т.к. время было ограничено, и отработка велась практически без научно-исследовательских работ. В УЭХК эти работы возглавил директор завода электрохимических преобразователей А.Н.Аршинов. Непосредственное участие в разработке конструкции принимали специалисты А.С. Стихии, В.П. Карпенченков, М.Д. Баженов, экспери- ментально-исследовательские испытания и отработка конструкции проводились В.И.Матрениным и В.Н. Поповым, изготовление - под руководством начальника производства Е.Ф. Демина, В.Д. Инжеватова. К середине 1996 г. создание НВА для аппарата «Ямал-100» имело уже солидную предысторию. Эскизный проект модуля НВА был разработан еще во II квартале 1993 г. В марте 1994 г. РКК «Энергия» закончила выпуск комплекта конструкторской документации на модуль НВА 579
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Объединенная двигательная установка КА «Ямал» на стадии сборки и его корпус. Модуль НВА изготавливался на ЗЭМ. Для его отработки был создан стенд и разработана экспериментальная установка. В 1996 г. в РКК «Энергия» продолжалась отработка технологии сборки и изготовления НВАБ, результатом которой стали серьезные изменения в конструкции (заменены стальная шпилька на титановую, герморазъемы разработки Научно-исследовательско- го института физических измерений (НИИФИ) на герморазъем разработки Исследовательского центра им. М.В. Кел- дыша, удлинена электрическая батарея и др.). В 1996 г. выполнен большой объем работ, связанных с созданием объединенной двигательной установки. Проведены огневые испытания моду- ля ОДУ. Всего прошло пять испытаний тяговых модулей с общей наработкой 2,5 ч. На экспериментальной установке ЭУ-315 провели стыковочные испытания аппаратуры системы электропитания и управления ОДУ - блока электропи- тания и блока автоматики тяговых мо- дулей - тяговыми модулями. Режимы запуска исследовались последовательно на первом и втором катодах. В1996 г. особое внимание уделялось экспериментальным подтверждениям принятых решений по бортовому ретранслятору, служебному каналу управления и антенно-фидерным устрой- ствам этих систем. Во время разработки многолучевой остронаправленной антен- ны впервые в практике РКК «Энергия» решались научно-технические проблемы, связанные с созданием облучателей и фидерных устройств. В этих работах принимали участие специалисты Цен- трального научно-исследовательского института композитных материалов, а также РКК «Энергия». Специалисты Корпорации совместно с разработчиками системы сбора информации ОКБ МЭИ (САНедошивин) и руководством ЗЭМ (А.Ф.Стрекалов, В.А.Ефимовский) решили проблему передачи производства системы сбора информации на ЗЭМ в соответствии с директивными сроками поставки системы на комплексный стенд и сборку космического аппарата. В1996 г. особое внимание уделялось также формированию облика наземного 580
Глава 6 комплекса управления спутниковой системы связи «Ямал», включая Центр управления полетами. Дополнительно к принятому еще в 1995 г. решению об использовании зарубежной командной радиолинии выбрана и зарубежная земная станция служебного канала управления. Продолжались разработка и создание наземного комплекса управления спутниковой системы связи «Ямал» в составе ЦУП, ЗС СКУ, фазового пеленгатора «Ритм» и системы связи и передачи данных. Вычислительный комплекс ЦУП создавался на базе локальной вычислительной сети и высокопроизводительных ПЭВМ с использованием специализированной системы управления базами дан- ных. Особенностью ЦУП является непрерывный контроль двух КА по телеметрии, автоматизированный обмен с эле- ментами НКУ, высокая степень автоматизации процес- сов управления полетом. Это позволяет резко сократить персонал управления в ЦУП на этапе штатной эксплуатации. Одновременно с решением этих задач уточнялись характеристики ЗС СКУ и контрольно-проверочная аппара- тура СКУ. В1996 г. принято окончательное решение о размещении ЦУП и ЗС СКУ на территории РКК «Энергия». В связи с этим была разработана схема информационных связей НКУ и перераспределены работы: НКУ в целом, ЦУП и руковод- ство полетом находились под ответственностью Корпора- ции, а ЗС СКУ и ССПД - ОАО «Газком». В РКК «Энергия» созданы стенды отработки математического обеспечения управления полетом и математического обеспечения на- земного контроля и управления ретранслятором. 1998 г. можно охарактеризовать как один из самых на- пряженных периодов, связанных с изготовлением двух КА «Ямал-100» и их наземной отработкой. В течение года был выполнен большой объем работ, связанных с созданием бортовых ретрансляционных комплексов для КА-1 и КА-2. На обоих аппаратах были проведены приемосдаточные испытания ретрансляторов и антенно-фидерного устрой- ства, а также стыковочные испытания АФУ и РТР. При этом наряду с решением та- кой сложной задачи, как до- работка ретранслятора, впер- вые в отечественной практике РКК «Энергия» разработала, изготовила и сдала прием- ную и передающую антенны с контурными диаграмма- ми направленности, работа- ющие на двух поляризациях. В 1998 г. прошли успешные контрольно-доводочные и те- пловакуумные испытания мо- дуля никель-водородных ак- кумуляторных батарей. Была завершена комплексная отработка и прошли контрольно- технологические испытания штатных объединенных двига- тельных установок КА-1 и КА-2. В течение 1998 г. последовательно были изготовле- ны и прошли приемосдаточные испытания на стендах РКК «Энергия» никель-водородные аккумуляторные батареи для комплектации летных МНВА и летные модули НВА. Для подтверждения характеристик летных МНВА были выпол- нены всесторонние конструкторско-доводочные испытания НВАБ на стендах УЭХК, МНВА в целом - на стендах РКК «Энергия». Корпорация, кроме того, создала дополнитель- ный стенд и приступила к проведению ресурсных цикличе- ских испытаний НВАБ параллельно с аналогичными испы- таниями в УЭХК. В1998 г. Корпорация совместно с ОАО «Газком» прак- тически завершила создание наземного комплекса управле- ния, включающего в себя ЦУП, земную станцию служебного канала управления, систему связи и передачи данных, фазо- вый пеленгатор «Ритм». Качественное и своевременное за- вершение работ по наземной экспериментальной отработке комплекса КА-НКУ находилось под особым контролем опе- ративно-технического руководства, организованного прика- зом от 2 ноября 1998 г. Продолжалась сертификация космического комплекса «Ямал». Над этим работал Центр сертификации косми- ческой техники. Были проанализированы проектная, кон- структорская и эксплуатационная документации, результаты автономной и комплексной отработки систем и приборов КА «Ямал», сертифицированы импортные приборы и электро- радиоизделия. По итогам был подготовлен Акт технической готовности космического комплекса к летным испытаниям. В январе 1999 г. была создана Межведомственная ко- миссия по проведению летных испытаний космического комплекса «Ямал-100», а в феврале состоялось ее первое «Ямап-100» в безэховой камере 581
История развития отечественных автоматических космических аппаратов КА «Ямал-100» в термобарической камере заседание. К этому времени практически закончилась экспериментальная отработка конструкции космического аппарата «Ямал-100», его систем, приборов и агрегатов. Штатные аппараты прошли не только основной традицион- ный цикл электрических испытаний, но и ряд новых видов испытаний. В сентябре 1998 г. такие испытания прошел КА-1, а в январе 1999 г. - КА-2. Впервые в истории РКК «Энергия» штатные космические аппараты проходили аку- стические испытания в реверберационной камере РК-130 для выявления скрытых производственных дефектов. Ис- пытания прошли успешно. В январе-феврале 1999 г. последовали испытания КА-1 и КА-2 в термовакуумной камере ВК 600/300 НИИхиммаш (г. Сергиев Посад). Подобные испытания проводились впервые не только в РКК «Энергия», но и в России. Ими- тировались термовакуумные условия, соответствующие всем фазам полета: выведение на геостационарную ор- биту, работа на ней, а также на солнечной и теневой ор- битах. На КА-2 был выявлен производственный дефект - недостаточный тепловой контакт одного из приборов (блока электропитания из состава автоматики объединен- ной двигательной установки) с посадочной поверхностью, в результате чего прибор перегревался. После испытаний дефект был устранен. Термовакуумные испытания аппа- ратов продемонстрировали работоспособность бортовой аппаратуры и средств термостатирования в условиях, мак- симально приближенных к полетным. Испытания, подтверждающие эффективность приня- тых мер, было решено провести на летном образце КА-1 Комплект оборудования, с помощью которого проводились испытания, был разработан, изготовлен и поставлен в РКК «Энергия» Научно-производственным центром «Электро- магнитная совместимость» (технический руководитель - Ю.В.Кириллов). Разработка требований и рекомендаций по средствам защиты и отработка этих средств (экранирующие соединители были впервые применены на изделиях РКК «Энергия») выполнялись сотрудниками РКК «Энергия» (В.Г.Соколов, В.П. Коношенко и др.). В начале 1999 г. был проведен цикл испытаний блока космических аппаратов, проверялись его электрические связи, режимы работы бортовых систем на всех этапах функционирования, в т.ч. в составе космической головной части, на стартовом комплексе и при выведении. Во время функционирования блока космических аппаратов отрабаты- вались комплекс автоматизированной испытательной систе- мы и наземное программное обеспечение. Необходимо отметить, что при создании аппаратов «Ямал» впервые в практике РКК «Энергия» был осущест- влен переход на автоматизированную испытательную си- стему, обеспечивающую автоматический режим подготовки аппаратов, в т.ч. на стартовой позиции. Кроме того, впервые для подготовки КА на стартовом комплексе использовался цифровой канал связи автоматизированной испытательной системы с бортовой вычислительной системой. Благодаря этому удалось максимально задействовать штатное борто- вое программное обеспечение для подготовки КА к запуску и свести к минимуму количество электрических связей кос- мических аппаратов с наземным испытательным оборудо- ванием. После строительно-монтажных и пусконаладочных ра- бот прошли приемосдаточные испытания всех систем Центра управления полетом КА «Ямал», земной станции служеб- ного канала управления, систем связи и передачи данных, фазового пеленгатора «Ритм». Проверка готовности КА «Ямал» к отправке на технический комплекс подтвердила, что работы ведутся по графику и есть полное основание по- лагать, что аппараты КА-1 и КА-2 могут быть отправлены на технический комплекс в установленный Государственной комиссией срок. Однако по предложению Н.Н.Севастьянова на совещании было решено задержать отправку КА на Бай- конур для того, чтобы более тщательно отработать взаимо- действие Центра управления полетами (включая его личный состав) с аппаратами, находящимися еще в КИС завода, и обеспечить уже на ЗЭМ полную штатную комплектацию аппаратов (установить МНВА, ЭБПУ и другие установки, которыми планировалось укомплектовать аппараты толь- ко на техническом комплексе). Был также скорректирован график работ, предусматривающий отправку КА-1 и КА-2 на технический комплекс 12 мая 1999 г. Государственная ко- миссия приняла решение отправить космические аппараты «Ямал-100» на Байконур именно в этот день для дальней- шей их подготовки к запуску. 582
Глава 6 Однако разбор замечания, замена прибора потребо- вали времени, поэтому отправка космических аппаратов «Ямал-100» на Байконур была задержана и состоялась не 12 мая, а только 23 мая 1999 г. На технический комплекс кос- модрома аппараты были доставлены 26 мая 1999 г. Ремонт- но-восстановительные работы с КА-1 и КА-2 по заводскому циклу были завершены 7 июня, после чего были выполнены электрические испытания аппаратов, проверена герметич- ность объединенной двигательной установки с помещением КА в вакуумную камеру, заправка ОДУ КА-1 ксеноном. 19 августа в РКК «Энергия» состоялось заседание Го- сударственной комиссии, на котором рассматривались во- просы подготовки КА на полигоне, причины аварийного пуска PH «Протон». Заседание комиссии было продолжено 20 августа в РКА, где было принято решение продолжить подготовку комплекса к пуску и определены сроки запуска. Разгонный и сборочно-защитный блоки, ракета-носи- тель «Протон» были расконсервированы, началась их под- готовка к пуску. В течение следующих десяти дней прошли заключительные операции на аппаратах, заправлена ОДУ КА-2, собран блок КА, проведены электрические испытания блока кос- мических аппаратов, собрана косми- ческая головная часть, осуществлена ее стыковка с ракетой-носителем. 6 сентября на площадке 254 прибывший на космодром предсе- датель Государственной комиссии Ю.Н.Коптев предварительно заслушал доклады о ходе подготовки к запуску комплекса «Протон» - «Ямал». Затем на площадке 92 состоялось заседание Государственной комиссии, на кото- ром было принято решение о запуске космических аппаратов «Ямал-100». Запуск был осуществлен 6 сентября 1999 г. в 19 ч 36 мин по московскому времени. Старт и полет PH «Протон» прохо- дили без замечаний, процесс выведе- ния и работа первой, второй и третьей ступеней PH прошли штатно. Средства выведения доставили аппараты на рас- четную околостационарную орбиту с параметрами: наклонение - 0 °, географическая долгота точки выве- дения - 90 ° в.д., период обращения - 86500 с, эксцентриситет - 0,01. Через 90 с после отделения, со- гласно программе бортовых цифро- вых вычислительных систем КА-1 и КА-2, должны были включиться пере- датчики и усилители мощности первых комплектов бортовой аппаратуры слу- жебного канала управления для пере- дачи телеметрической информации с КА на земную станцию СКУ и далее в ЦУП. Сигнал (несущая частота и телеметри- ческая информация) с КА-2 был принят средствами связи земной станции СКУ в расчетное время. Момент появления несущей частоты от КА-2, начало сеанса связи и анализ теле- метрических сообщений (текущих и запомненных) подтвер- дили нормальную работу циклограмм этого космического аппарата. Сигнал с КА-1 в расчетное время не был зафик- сирован средствами земной станции СКУ. Связь с ним уста- новить не удалось. Приказом президента Корпорации от 11 сентября 1999 г. была образована комиссия (председатель - Ю.П.Семенов, заместители - Н.И.Зеленщиков, В.П.Легостаев, Н.Н. Се- вастьянов) для определения причин случившегося и мер, призванных исключить подобное в будущем. Причина по- тери КА-1 была неясна, и это вызывало тревогу за судьбу КА-2. Требовалось как можно скорей разобраться в произо- шедшем, чтобы в случае необходимости принять меры к со- хранению работоспособности КА-2. Началась напряженная интенсивная работа. Практически еженедельно в течение Блок аппаратов в состыкованном виде 583
История развития отечественных автоматических космических аппаратов почти двух с половиной месяцев заслушивались результа- ты работы комиссии. Анализ оставшихся версий позволил сформулировать четыре возможные причины невхождения КА-1 в связь с земной станцией СКУ: - разрушение КА или его систем на участке выведения; - непрохождение команд на включение передатчика бор- товой аппаратуры СКУ; - отказ бортовой аппаратуры СКУ; - отсутствие напряжения на шинах питания бортовой ап- паратуры СКУ. С 7 сентября по 13 ноября 1999 г. наблюдения за КА-1 и КА-2 с использованием наземных оптических средств подтвердили нераскрытие солнечной батареи на КА-1. Данные этих наблюдений и баллистических расчетов с большой степенью вероятности указывали на факт рас- крытия антенн КА-1. Это позволяло сделать вывод, что по- сле разделения космических аппаратов бортовой комплекс управления КА-1 продолжал реализацию циклограммы начальных режимов и напряжение на борту было не ниже 20 В. По данным оптических наблюдений и результатам математического моделирования, КА-1 вращается с угло- вой скоростью 0,8-1,0 град./с, совершая сложное прецес- сионное движение. В этих условиях температура элементов конструкции и приборов внутри полностью выключенного КА находится в диапазоне от +5 до -15 °C. В случае рас- крытия солнечной батареи температура корпусных панелей КА в течение 1,5-2 ч могла понизиться до недопустимого уровня - ниже -50 °C. В целях подготовки предложений по восстановлению работоспособности КА-1 и способам их реализации прика- зом генерального конструктора от 23 сентября 1999 г. была создана рабочая комиссия, которая разработала программу восстановления работоспособности КА-1. В соответствии с этой программой с 5 по 12 ноября 1999 г. ЦУП попытал- ся воздействовать на КА-1, однако СБ на аппарате не были раскрыты, и КА-1 не изменил собственной угловой скорости вращения. Учитывая особую важность успешного выполнения объема работ по программе «Ямал-100» - эта программа открывает перспективу разработки и изготовления спутников связи нового поколения и вхож- дение в рынок услуг связи, - Ю.П.Семенов своим приказом от 1 октября 1999 г. уста- новил вознаграждение сотрудникам Корпо- рации, предложившим технические реше- ния (подтвержденные экспериментальной проверкой на комплексном стенде), реали- зация которых обеспечит восстановление работоспособности КА-1. К сожалению, вознаграждение в сумме 1 млн руб. так и осталось невостребованным. В результате своей работы комиссия выпустила Заключение по факту случив- 1. Версии о разрушении КА-1 или его систем в процес- се выведения не подтверждаются, т.к. на момент отделения связки КА от РБ принималась телеметрическая информация РБ, свидетельствующая о нормальном состоянии цифровой вычислительной машины и устройства сопряжения КА-1. 2. Результаты моделирования на КС с выдачей команд на КС из ЦУП подтверждают прохождение команд на вклю- чение передатчиков бортовой аппаратуры СКУ при единич- ных отказах бортового комплекса управления и бортовой аппаратуры СКУ. 3. Версии одновременного отказа основного и резерв- ного комплектов бортовой аппаратуры СКУ, если учесть подтвержденную в других программах высокую надежность комплектующих (усилители мощности фирмы NEC, пере- датчики фирмы «Аления Аэроспацио»), маловероятны. 4. Невхождение в связь с КА-1 возможно при отсутствии или недостаточности напряжения питания на шинах борто- вой аппаратуры СКУ, которое может быть вызвано разрядом МНВА до напряжения на шинах питания 18 В за счет несанк- ционированного включения дополнительной нагрузки и ме- ханическим нарушением контакта разъемов подачи питания на бортовую аппаратуру СКУ. Для исключения возникновения и парирования подоб- ных ситуаций комиссия предложила повысить надежность последующих КА. К сожалению, несмотря на все усилия, ра- ботоспособность КА-1 восстановить не удалось, и 22 ноября спутник вышел за пределы зоны видимости антенн земной станции СКУ. Работа аварийной комиссии шла параллельно с подго- товкой к сдаче в штатную эксплуатацию КА-2. Потеря КА-1 заставила с особой тщательностью готовить этот аппарат К всеобщему удовлетворению, полет КА-2 протекал без се- рьезных отказов, в целом - в соответствии с программой. 28 октября КА-2 занял намеченную орбитальную пози- цию на геостационарной орбите. 30 октября была проведена первая коррекция поддержания рабочей орбиты. Последу- ющие коррекции для удержания КА-2 в рабочей точке про- шегося: Зона обслуживания Земли Спутниковый ресурс (транспондеры) спутником «Ямал-100» России и СНГ Трансляции Трансляции Доступ региональных центральных в ТВ-программ ТВ-программ Интернет 584
Глава 6 водились каждые 2,5 сут. Начиная с 29 октября в течение нескольких недель тестировался бортовой ретрансляци- онный комплекс, при этом была задействована наземная испытательная станция, расположенная на территории РКК «Энергия». В начале декабря 1999 г. КА-2 был переведен в орбитальную позицию 89,8 ± 0,1 ° в.д., и в течение месяца был осуществлен перевод наземных сетей спутниковой свя- зи ряда российских операторов (в т.ч. ОАО «Газпром», ОАО «Ростелеком», ЗАО «Востоктелеком») с космических аппа- ратов «Горизонт», стоящих в точках 40 и 90 ° в.д., на КА-2. К 2001 г. на спутнике были включены и полностью за- гружены все 10 стволов полезной нагрузки. При этом по- рядка 40 % частотного ресурса КА использовалось в инте- ресах ОАО «Газпром». Кроме того, через КА на территории России и СНГ велась трансляция 18 телевизионных каналов, в т.ч. ACT, НТВ, ТНТ, «Культура», ТВ-3, MTV, «Дарьял-ТВ», ТВ-6, ОРТ, а также региональных и республиканских кана- лов. Также через КА-2 «Ямал-100» работали крупные опе- раторы, такие как «Ростелеком», Центральный банк России, Минобороны РФ, Минсвязи Туркменистана, «Глобал один» и др. Об эффективности использования спутника говорит тот факт, что уже к концу 2001 г., несмотря на то, что в об- щем балансе функционирующих российских транспондеров его доля составляла лишь 10 %, КА «Ямал-100» обеспечи- вал значительный объем телекоммуникаций на российском и СНГ-рынке. 6 сентября 2009 г. был достигнут проектный десятилет- ний срок активного существования спутника. В ходе соз- дания и эксплуатации КА «Ямал-100» удалось решить ряд сложнейших научно-технических, организационных, фи- нансовых и экономических задач, выполнить значительный объем наукоемких экспериментальных работ. Участники ра- бот проявили высокий профессионализм и ответственность, что позволило в дальнейшем создать спутники «Ямал-200», «БелКА», получить заказы на перспективные проекты. В создании КА «Ямал-100» участвовало более 20 россий- ских и зарубежных предприятий и компаний. В августе 2011 г. КА «Ямал-100» был выведен из экс- плуатации. Проектный срок активного существования он превысил почти на 2 года. Спутники связи «Ямал-200» Контракт на создание двух спутников «Ямал-200» (бо- лее мощной версии спутников «Ямал-100») был подписан 24 июля 2000 г. В соответствии с контрактом, РКК «Энер- гия» была ответственной за создание КА. Разработчиком и изготовителем бортового ретрансляционного комплекса было ОАО «Газком». Аппараты «Ямал-200» предназначались для передачи больших объемов данных между регионами РФ и ближнего зарубежья в интересах ОАО «Газпром» и других потреби- телей, включая телерадиокомпании. Четверть всей мощно- сти спутников предназначалась для газовой отрасли, а три четверти - для коммерческих и государственных структур. В зону обслуживания КА-1 входят Европа, Ближний Восток, Индия, Южная Азия, европейская часть РФ, а также Запад- ная Сибирь, в зону действия КА-2 - РФ и страны СНГ. Разработка эскизного проекта космического комплекса «Ямал-200» была завершена в начале 2001 г., в марте со- стоялась его защита, по результатам которой был составлен Табл. 1 Основные характеристики спутников «Ямал-200» Характеристики КА-1 КА-2 Масса КА, кг 1350 1330 Масса полезной нагрузки, кг 250 235 Мощность, выделяемая для полезной нагрузки, Вт 2000 2000 Частотный диапазон С, Ku с Количество активных стволов по 72 МГц 9(С),6(Ки) 18 Точность удержания, град. 0,05-0,1 0,05-0,1 Точность ориентации, град. 0,1 0,1 Орбитальная позиция, град. в.д. 90 49 Расчетный полетный ресурс, лет 12,25 12,25 585
История развития отечественных автоматических космических аппаратов и реализован «План мероприятий» с целью устранения замечаний Заказчика, откорректированы контрактные до- кументы по уточнению технических заданий, сроков и со- держания работ. В 2001 - начале 2002 гг. Корпорацией и предприятиями-разработчиками бортовой аппаратуры была выпущена рабочая документация, позволившая приступить к изготовлению и испытаниям материальной части космиче- ских аппаратов, и обеспечена готовность производств. Наступивший 2002 г. был решающим, предшествующим началу летных испытаний аппаратов «Ямал-200». От их ре- зультатов во многом зависело дальнейшее участие Корпора- ции в создании автоматических космических аппаратов. Уже в первый месяц года практически полностью завершилась автономная экспериментальная отработка приборов отсека служебных систем аппаратов. Корпус ОСС КА-2 поступил на сборку в мае, однако ра- боты значительно задержались из-за того, что смежными организациями вовремя не была поставлена бортовая аппа- ратура по причине несвоевременной ее оплаты. Такого рода Спутник «Ямал-200» КА-1 Спутник «Ямал-200» КА-2 задержки стали повторяться не только при выполнении Фе- деральной, но часто и коммерческих программ. «Характер- ные» для описываемого периода досадные обстоятельства приходилось учитывать в планах. Передача ОСС КА-2 на электроиспытания состоялась только в декабре 2002 г. Говоря об отсеках полезной нагрузки аппаратов КА-1 и КА-2, надо отметить, что сроки их сборки зависели от мно- гих обстоятельств и прежде всего были связаны с довольно непростой досборочной технологией подготовки до установ- ки на летный образец. Ведь практически все комплектующие и отдельные сборки транспондеров и другого телекоммуни- кационного оборудования (антенны, волноводы) изготавли- вались и поставлялись зарубежными поставщиками (Alenia Spazio - Италия, Alkatel - Франция и др.). Окончательная сборка транспондеров осуществлялась специалистами ОАО «Газком», которые и были ответственными за укомплек- тование бортового состава отсека полезной нагрузки, в то время как специалисты Корпорации (ЗЭМ, ГКБ) - за все монтажные работы оборудования, поставленного на сборку. В июне-июле 2002 г. динамиче- ский макет КА-1 (1Д1) подвергался акустическим и вибропрочностным испытаниям на режимах, свой- ственных транспортированию по шоссе и участку выведения, а также испытаниям на удар при срабаты- вании пирозамков и пироножей. Не обошлось без «сюрпризов». В процессе испытаний на ударные нагрузки, когда срабатывали пи- роножи расфиксации солнечных батарей, произошел выброс про- дуктов сгорания пороха у двух пи- роножей с загрязнением (копотью) корпусных кронштейнов КА, пред- назначенных для установки СБ. С учетом этих замечаний были до- работаны и вновь испытаны четыре пироножа. Выбросов дыма и копо- ти при срабатывании пироножей со штатными пиропатронами не было зафиксировано, поэтому такую же доработку прошли все пироножи, изготовленные для КА-1 и КА-2. В процессе вибропрочностных испы- таний макета подвергся разруше- нию кронштейн приемной антенны служебного канала управления. После доработки конструкции кронштейна были вновь проведены автономные испытания крепления приемной антенны. В июле 2002 г. было выпущено экспресс-заключение по резуль- татам испытаний вибропрочност- 586
Глава 6 ного макета КА-1. Этим докумен- том давалось разрешение на сборку летного аппарата. К началу второго полугодия успешно прошли кон- структорско-доводочные испытания солнечных батарей и завершались их ресурсные испытания. Наряду с экс- периментальной отработкой, сборкой и испытаниями отсеков космических аппаратов «Ямал-200» (КА-1, КА-2), в 2002 г. шли работы с целью со- вершенствования технических харак- теристик аппарата, выпускалась до- кументация в обеспечение наземной подготовки, запуска и летной эксплу- атации. В целом программа 2002 г. с небольшой корректировкой сроков отдельных этапов была выполнена. Основной итог года заключался в том, что к началу 2003 г. (март) пол- ностью завершилась эксперименталь- ная отработка аппаратов «Ямал-200» (первого и второго). Оба КА были го- товы к комплексным электрическим испытаниям, также были подготов- лены рабочие места, документация, программное обеспечение. К сентябрю 2003 г. на ТК заверши- лись сборка, отладка, контрольные и автономные испытания стенда заправки ксеноном с имитатором штатных бал- лонов ОДУ, подтвердившие правиль- ность выбранных технических решений по конструкции стенда и технологии процесса заправки летных ОДУ. Созда- ние такого стенда позволило отказаться от услуг сторонних организаций при заправке ксеноном КА «Ямал-200» и перспективных КА, разрабатываемых Корпорацией на базе универсальной космической платформы. Наземная подготовка спутников «Ямал-200» началась 13 апреля 2003 г., когда на КИС ЗАО «ЗЭМ» был передан первый космический аппарат (КА-1). Второй аппарат (КА-2) передан на заводские контрольные испытания 2 мая 2003 г. До этого отсеки служебных систем каждого КА прошли ав- тономные проверки в КИС ЗАО «ЗЭМ», а также проверки в безэховой камере бортовых ретрансляционных комплек- сов в составе отсеков полезной нагрузки каждого аппарата. Заводские контрольные испытания аппаратов «Ямал-200» состояли из нескольких этапов: - предварительные электрические испытания систем КА после сборки; - акустические испытания аппаратов с включением си- стем в полетной конфигурации; КА-2 «Ямал-200» в сборочном цехе КА-1 «Ямал-200». Процесс раскрытия антенн и определения точности их установки - термовакуумные испытания аппаратов в НИИХиммаш; - проверки электромагнитной совместимости и устой- чивости систем к воздействию электростатического разряда в безэховой камере КИС-416; - основной цикл электрических проверок систем после акустических и тепловакуумных испытаний; на этом же эта- пе проведены испытания блока космических аппаратов, со- единенных кабелями-удлинителями, в т.ч. совместные про- верки с комплексным стендом разгонного блока, а также выполнены совместные испытания каждого КА с наземным комплексом управления. 3 октября 2003 г. состоялось заседание технического руководства по вопросу «О готовности космических ап- паратов «Ямал-200» к вывозу на технический комплекс 587
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Контрольное раскрытие солнечных батарей КА-2 космодрома», на котором было принято решение об от- правке космических аппаратов на технический комплекс космодрома Байконур. Транспортировка на ТК выполнена 5 октября одним рейсом самолета Ан-124. Одновременно с аппаратами на полигон была доставлена часть наземного технологического и испытательного оборудования, необхо- димого для наземной подготовки аппаратов; другая часть наземного оборудования доставлялась железнодорожным транспортом. 7 октября 2003 г. в Росавиакосмосе состоялось засе- дание Государственной комиссии по проведению летных испытаний космического комплекса «Ямал-200», обра- зованной в соответствии с распоряжением Правительства РФ от 11 июня 2002 г., под председательством заместителя генерального директора Росавиакосмоса Г.М.Полищука и заместителя председателя - технического руководителя по проведению летных испытаний, президента, генерального конструктора РКК «Энергия» Ю.П.Семенова по вопросу го- товности комплекса к началу летных испытаний. Наземная подготовка аппаратов «Ямал-200» проводи- лась на ТК площадки 254. Электрические испытания про- водились с 14 по 25 октября. На этом же этапе прошли совместные проверки собранного на кабелях-удлинителях блока космических аппаратов и летного разгонного блока. 5 ноября состоялось заседание технического руководства под председательством Ю.П.Семенова. После рассмотре- ния хода подготовки КА «Ямал-200», средств выведения и наземной космической инфраструктуры к запуску и реали- зации программы полета было принято решение назначить запуск на 24 ноября. 17 ноября космическая головная часть с блоком кос- мических аппаратов «Ямал-200» была перевезена из мон- тажно-испытательного корпуса космических аппаратов в МИК ракет-носителей на общую сборку, где 18 ноября были выполнены стыковка КГЧ с PH «Протон-К» и «прозвонки» связей PH с раз- гонным блоком и БКА. Вечером 19 ноября прошло заседание Го- сударственной комиссии и техни- ческого руководства, на котором было принято решение о вывозе ракеты космического назначе- ния «Протон-К» с блоком КА «Ямал-200» на старт. 20 ноября состоялся вывоз ракетно-косми- ческого комплекса на стартовый комплекс и началась его подготов- ка. 24 ноября 2003 г. в 9 ч 22 мин московского времени состоялся пуск ракеты «Протон-К» с разгон- ным блоком ДМ-01 и космически- ми аппаратами «Ямал-200». Информация о состоянии бортовых систем КА, в т.ч. командные сообщения на участ- ке подготовки к выведению (в течение 18 мин до контакта подъема) и на участке выведения в составе БКА, переда- валась в потоке телеметрической информации разгонного блока на средства командно-измерительного комплекса. В дальнейшем проводилось выделение телеметрии КА «Ямал-200» из телеметрии РБ и передача ее в ЦУП КА «Ямал». Предоставление результатов обработки выделен- ной телеметрии персоналу управления в ЦУП КА «Ямал» позволило контролировать состояние систем КА в течение всего периода выведения на околостационарную орбиту. При выведении БКА «Ямал-100» такая возможность от- сутствовала. Всего в ходе полета контролировалось около 1000 па- раметров по каждому объекту. После окончания автома- тической «стартовой циклограммы» управление каждым аппаратом стало осуществляться и обеспечивалось опера- Участники испытаний на устойчивость к воздействию ЭСР. Слева направо: А.И.Фролов, В.П.Коношенко, С.Ю.Зайцев 588
Глава 6 тивной группой управле- ния из ЦУП системы спут- никовой связи «Ямал», расположенного на терри- тории РКК «Энергия». 11 января 2004 г. КА-2 был установлен в рабочую точку 49 + 0,1 ° в.д. Уста- новка КА-1 в рабочую точку 90 ± 0,1 ° в.д. была завер- шена к 28 января. Летные испытания аппаратов про- ходили под пристальным вниманием и с участием организации-заказчика. Ход их отражался в доку- ментации Главной опера- тивной группы управления, а также в протоколах со- вместных совещаний пред- ставителей РКК «Энергия» и ОАО «Газком». По ре- «Накатка» головного обтекателя Ракета космического назначения на стартовом комплексе 589
История развития отечественных автоматических космических аппаратов зультатам проведенных тестов все бортовые системы КА-1 и КА-2 «Ямал-200» подтвердили свою работоспособность и получили допуск к штатной эксплуатации. Чтобы обеспечить сдачу аппаратов в штатную экс- плуатацию Заказчику и представить в ЦСКТ документы, необходимые для получения сертификата соответствия, в марте-апреле 2004 г. был подготовлен и выпущен ито- говый отчет по результатам летных испытаний каждого из аппаратов «Ямал-200». 29 апреля 2004 г. состоялось засе- дание Государственной комиссии, возглавляемой замести- телем руководителя Федерального космического агентства Г.М.Полищуком, с повесткой дня «О результатах летных испытаний космического комплекса «Ямал-KA» и возмож- ности принятия комплекса в эксплуатацию». На заседании были представлены результаты летных испытаний косми- ческого комплекса «Ямал-KA» в составе двух космических аппаратов «Ямал-200», ракетно-космического комплекса и наземного комплекса управления «Ямал». Комиссия рассмотрела готовность космического комплекса к сдаче в штатную эксплуатацию и приняла решение считать летные испытания комплекса «Ямал-KA» завершенными с поло- жительными результатами. С этого дня началась штатная эксплуатация аппаратов, продолжающаяся до настоящего времени (около 10 лет). Услугами спутников «Ямал-200» пользуются более 70 отечественных компаний, среди ко- торых ОАО «Газпром» и его дочерние предприятия, гос- структуры, предприятия нефтегазодобывающего комплекса и 16 иностранных фирм. Ю. И.Семенов, ЪЛ.Лиаста^, &г4.Сала&>е&, d.'B.'Ka&c, А.М.Кллоишн, &.Ф.Зсмска&, rtKM&npo fi, 'Б.А.'Шамоииш ОАО «РКК «Энергия» КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ «БелКА» Работы над созданием космического аппарата опти- ко-электронного наблюдения «БелКА» (Белорусский кос- мический аппарат) начались в РКК Энергия» в 2003 г. по инициативе и при участии Республики Беларусь. Заказчиком системы дистанционного зондирования Земли являлась На- циональная академия наук Республики Беларусь. Головным подрядчиком, ответственным за создание системы дистан- ционного зондирования Земли в целом, было ЗАО «Компа- ния «ЦНИИмаш-Экспорт». РКК «Энергия», субподрядчик этой компании, обеспечивала создание аппарата. «БелКА» предназначался для регулярного и оператив- ного получения изображений участков земной поверхности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра с высоким пространственным разрешением и передачи сфор- мированной информации в цифровом виде на наземные пункты приема. Аппарат создавался на основе универсаль- ной космической платформы разработки РКК «Энергия» с установленным на ней бортовым целевым комплексом. Общий вид космического аппарата «БелКА» 590
Глава 6 Основные характеристики КА «БелКА» Масса КА-750 кг Масса бортового целевого комплекса -116 кг Точность ориентации - 5' Точность стабилизации угловой скорости - 0,001 град./с Точность определения положения на орбите -15 м Орбита - солнечно-синхронная Высота орбиты - 500 км Наклонение орбиты -98° Полоса обзора - >400 км Полоса захвата - 20 км Разрешение на местности (проекция элемента при съемке в надир): - панхроматическая съемочная система -2,5м - многозональная съемочная система -10,5 м Срок активного существования - >5 лет Целевую аппаратуру (включая съемочные системы, борто- вую информационную систему, бленды съемочных систем) разрабатывала и поставляла белорусская сторона. Аппарату- ру радиолинии передачи целевой информации разрабаты- вало и поставляло ФГУП «РНИИ КП». Работы по проекту «БелКА» в Корпорации были орга- низованы приказом президента РКК «Энергия» от 3 ноября 2003 г., в соответствии с которым было проведено согласо- вание Технических заданий на КА «БелКА» и его бортовой целевой комплекс, а также разработаны проект директивного графика создания аппарата и исходные данные на доработку технических комплексов КА, КГЧ, РКН и стартового комплек- са. Подготовлены также проекты контрактов с субподрядчи- ками, определен необходимый объем экспериментальной отработки систем и оборудования КА. Контракт на создание КА «БелКА» между ЗАО «Компания «ЦНИИмаш-Экспорт» и РКК «Энергия» был заключен 12 января 2004 г. По услови- ям этого контракта запуск аппарата должен осуществляться ракетой-носителем «Днепр» с космодрома Байконур. Для приема, хранения и обработки целевой информа- ции предполагалось использовать три наземных пункта при- ема - в гг. Минск, Москва и Ханты-Мансийск. Управление полетом планировалось осуществлять средствами назем- ного комплекса управления из ЦУП ЦНИИмаш (г. Королев) с привлечением командно-измерительных систем, разме- щенных на западном и восточном командно-измерительных пунктах, расположенных на территории России. Эскизный проект космического аппарата «БелКА» был выпущен в феврале 2004 г. Материалы ЭП и Технические задания на его составные части были переданы во ФГУП «ЦНИИмаш» для подготовки заключений. В начале марта заключения были получены и обсуждены. Далее предстояла защита эскизного проекта перед Генеральным заказчиком - Национальной академией наук Республики Беларусь. Были подготовлены материалы, содержавшие основные результа- ты проделанной работы, матрицу соответствия требованиям Тактико-технического задания и предложения по устране- нию отдельных несоответствий. Испытания крыла солнечной батареи Защита эскизного проекта состоялась в марте 2004 г. в Минске. Корпорацию представляли А.М.Калошин, А.В.Вовк, Е.Ф.Земсков, Н.К.Петров, И.В.Смирнов, САСавченко и Б.А.Танюшин. Первый этап проходил 22 марта в Националь- ной академии наук Республики Беларусь. Были заслушаны заключения ФГУП «ЦНИИмаш» на эскизный проект, а также доклады заместителя директора НПЦ «Космос» ОАО «Пе- ленг» В.И.Беляковского о целевой аппаратуре и начальника проектного отдела РКК «Энергия» Е.Ф.Земскова о косми- ческом аппарате в целом. Второй этап защиты, состоявшийся 23 марта в ОАО «Пе- ленг», представлял собой техническое совещание предста- вителей Национальной академии наук Республики Беларусь, ЗАО «Компания «ЦНИИмаш-Экспорт», ОАО «Пеленг», Роскосмоса, РКК «Энергия» и других заинтересованных организаций под председательством премьер-министра Республики Беларусь С.С.Сидорского. В работе принима- ли участие президент Национальной академии наук Респу- блики Беларусь М.В.Мясникович, генеральный директор ОАО «Пеленг» ВАПокрышкин, заместитель руководителя Роскосмоса Г.М.Полищук, начальник управления Роскосмоса 591
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ЛАМакриденко, заместитель генерального конструктора РКК «Энергия» АБ.Вовк и др. Защита прошла успешно. За- мечания были признаны непринципиальными и включены в план мероприятий для их устранения в ходе дальнейших работ. В середине 2004 г. в основном завершилась разработка рабочей конструкторской документации и началась разра- ботка эксплуатационной документации для подготовки кос- мической платформы и космического аппарата «БелКА» в целом на заводе и техническом комплексе, а также доку- ментации для летных испытаний. В 2004 г. был развернут наземный комплекс отладки. В течение года разрабатывалось (корректировалось) про- граммное обеспечение бортового комплекса управления, а в декабре началась его отработка на наземном комплексе отладки. Наряду с ПО БКУ отлаживалось (корректирова- лось) специальное программное обеспечение испытаний. В декабре завершились стыковочные испытания бортовой цифровой вычислительной системы с бортовой аппарату- рой командно-измерительной системы. На предприятиях кооперации шла экспериментальная отработка целевой аппаратуры, изготавливался электриче- ски действующий технологический образец целевой аппара- туры. В конце года началось изготовление летного образца целевой аппаратуры и летного образца радиолинии переда- чи целевой информации. Чтобы подтвердить правильность принятых проектно-конструкторских и технологических решений, в сентябре-октябре в процессе сборки динамиче- ского макета КА под руководством и контролем специально созданной комиссии (председатель - начальник отделения РКК «Энергия» В.Н.Лобанов) было выполнено проектно- конструкторское макетирование. В РКК «Энергия» 21 октября 2004 г. состоялось за- седание Совета глав- ных конструкторов, посвященное изго- товлению космиче- ского аппарата «Бел- КА». В Решении засе- дания были опреде- лены сроки постав- ки субподрядчиками бортовой аппарату- ры в РКК «Энергия», а также сроки изго- товления бортовой аппаратуры на ЗАО «ЗЭМ»; срок сбор- ки КА на заводе был определен не позд- нее 15 января 2005 г. В ноябре-дека- бре 2004 г. на экс- периментальной базе РКК «Энергия» Подготовка к сборке КГЧ завершились стыковочные и отработочные испытания МНВАБ с прибором АРК-100 и имитатором автономной системы обеспечения теплового режима МНВАБ. Кроме того, были проведены термовакуумные стыковочные ис- пытания радиатора двигательной установки и кронштейнов двигателей с использованием имитатора солнечного из- лучения. В ноябре состоялись испытания динамического макета (виброакустические, вибропрочностные - на ре- жимах транспортировки и участка выведения, ударно-им- пульсные). В результате вибропрочностных испытаний ДУ в составе динамического макета КА при внешнем осмотре было обнаружено нарушение целостности трубопровода, соединяющего шар-баллон и блок клапанов пуска. При- чиной оказались высокие изгибные напряжения в месте его крепления. После доработки трубопровода (установ- лены компенсирующие петли) и дополнительных проверок двигательная установка была отправлена на огневые испы- тания, затем подвергнута повторным виброиспытаниям В 2004 г. был подготовлен план-график сертификации космического аппарата. Завершить работы планировалось в 2006 г. - после окончания летных испытаний и сдачи КА в штатную эксплуатацию. Поскольку этот космический аппарат являлся первым изделием РКК «Энергия», для запуска которого предпо- лагалось использовать ракету-носитель «Днепр», особое внимание уделялось процессу сопряжения КА со средства- ми, обеспечивающими его выведение. В начале августа в развитие генерального графика создания и проведения пуска КА «БелКА» был выпущен план-график адаптации и технического сопровождения пуска. Документ предус- матривал организацию совместных работ ЗАО «Компания ЦНИИмаш-Экспорт», МКК «Космотрас», ГКБ «Южное» и РКК «Энергия»: обмен исходными данными и требова- 592
Глава 6 ниями к сопряжению аппарата со средствами обеспечения запуска, включая требования условий эксплуатации КА на стартовом комплексе, требования к окончательным пара- метрам орбиты выведения, вопросы транспортировки КА, состава и стыковочных характеристик механико-техноло- гического оборудования и наземного испытательного обо- рудования на техническом комплексе, результаты расчетов безопасности полета КА совместно с другими аппаратами, выводимыми на орбиту этим же пуском PH, результаты расчетов теплового и силового воздействия струй третьей ступени PH на КА при отделении и др. В течение 2004 г. до выпуска документа контроля интерфейсов работы по соз- данию КА «БелКА» проводились с учетом договоренностей сторон, достигнутых при согласовании соответствующих исходных данных. В начале 2005 г. в МКК «Космотрас» и ГКБ «Южное» с участием РКК «Энергия» был разрабо- тан «Документ контроля интерфейсов КА «БелКА» с PH «Днепр», ТК КГЧ и СК», позволивший более эффективно проводить адаптацию аппарата, ракеты и средств подго- товки и проведения запуска. Изготовление КА шло по утвержденным графикам и соответствовало директивным срокам создания. К изго- товлению корпуса приступили в начале 2004 г. и завершили в ноябре. В течение года были изготовлены и поставлены комплектующие бортового комплекса управления, системы электроснабжения, системы обеспечения теплового ре- жима. Заводу экспериментального машиностроения было поручено изготовление бортовой кабельной сети, антенно- фидерных устройств служебного канала управления и ра- диолинии передачи целевой информации, приборов борто- вого комплекса управления, КБ «Химмаш» совместно с ЗАО «ЗЭМ» - двигательной установки, а сильфонных баков для нее —ЗАО «ЗЭМ». По сравнению с технологией изготовления КА «Ямал- 200», была усовершенствована методика контроля при- клейки обшивки к сотовому заполнителю при изготовлении корпусных панелей. Также была отработана технология из- готовления матов ЭВТИ с новыми облицовочными ма- териалами на основе металлизированных полиамидных пленок. Сборка летной универсальной космической плат- формы КА с заменой недостающих штатных приборов технологическими завершилась в первой половине января 2005 г. В 2004 г., помимо производства материальной части и испытаний образцов, много времени занимали расчетно- аналитические работы. Большое внимание уделялось пла- нированию полетных тестов бортовой аппаратуры и анализу возможных нештатных ситуаций на стартовом комплексе и в полете, разработке рекомендаций персоналу управления по действиям в нештатных ситуациях. После анализа видов, последствий и критичности от- казов были выпущены отчеты по отдельным бортовым си- стемам и некоторым отдельным приборам и конструкции, а также по КА в целом. Чтобы обеспечить заданные мас- совые характеристики, строго контролировалась массовая Сборка КГЧ сводка аппарата, его центровочные и инерционные харак- теристики. На специально разработанной модели КА были выполнены расчеты температурного режима на различных этапах эксплуатации. По результатам расчетов проведен анализ и в необходимых случаях внесены коррективы в кон- структорскую и эксплуатационную документацию. В 2004 г. было подготовлено рабочее место в «чистой» зоне контрольно-испытательной станции для проведения электрических испытаний. В декабре приступили к монта- жу наземного испытательного оборудования и контроль- но-проверочной аппаратуры на рабочем месте в КИС-416. После установки аппарата в «чистой» зоне КИС 4 февраля 2005 г. начался предварительный цикл его электрических испытаний. Заводские контрольные испытания были орга- низованы приказом президента Корпорации от 26 января 2005 г. Этим же приказом было образовано оперативно- техническое руководство под председательством первого вице-президента, директора ЗАО «ЗЭМ» А.Ф.Стрекалова, заместителем был назначен первый заместитель генераль- ного конструктора В.П.Легостаев. Заводские контрольные испытания КА «БелКА», а также его сборка, отработка материальной части, подготовка программно-математи- ческого обеспечения и эксплуатационной документации велись в круглосуточном режиме без выходных и празд- ничных дней. Оперативные совещания ОТР проводились ежедневно. 593
История развития отечественных автоматических космических аппаратов В начале 2005 г. была проведена досборка динамиче- ского макета в обеспечение квалификационных испытаний в составе космической головной части. В июне динамический макет был подготовлен к отправке в ГКБ «Южное». В те- чение 2005 г. и в начале 2006 г. выполнены следующие ис- пытания и проверки: - предварительные электрические испытания КА без це- левой аппаратуры; - электрические испытания КА с технологическим об- разцом ЦА; - электрические испытания КА с летным образцом ЦА, аппаратурой радиолинии передачи целевой информации, бортовой аппаратурой командно-измерительной системы; - акустические испытания; - тепловакуумные испытания; - испытания КА в безэховой камере на электромагнит- ную совместимость и устойчивость к воздействию электро- статических разрядов; - подтверждающие функциональные испытания; - проверка функционирования сквозного тракта «КА-НКУ»; - проверка функционирования сквозного тракта «КА - наземный комплекс приема, обработки и распространения целевой информации». К отправке самолетом на полигон запуска аппарат го- товили 10-11 мая 2006 г. Работы на космодроме Байконур продолжались около двух месяцев и включали электриче- ские испытания, контроль угловых положений базовых осей КА, звездных датчиков и целевой аппаратуры, балансировку и взвешивание КА, проверку герметичности двигательной установки в вакуумной камере, демонтаж технологической бортовой кабельной сети, навеску СБ с проверкой раскры- тия и засветкой, заправку двигательной установки. Сборку космической головной части завершали 15- 17 июля, после чего ее доставили на стартовый комплекс для стыковки с PH, предстартовой подготовки и предпу- сковых операций. В 23 ч 43 мин по московскому времени 26 июля 2006 г. на космодроме Байконур состоялся запуск ракеты-носителя «Днепр». Ракета должна была доста- вить на околоземную орбиту 18 космических аппаратов, в т.ч. спутник дистанционного зондирования Земли «Бел- КА». Вследствие аварии ра- кеты-носителя на начальном этапе полета ни один из спут- ников на орбиту не вышел. Сопровождение запуска КА «БелКА» осуществлялось из ЦУП в г. Королев Московской области. По данным телеме- трической информации, все бортовые системы спутни- ка работали без замечаний вплоть до падения ракеты. СН.Прскопьсь ПРОИЗВОДСТВО КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В ПО «ПОЛЕТ» - ФИЛИАЛЕ ГКНПЦ им. М.В.ХРУНИЧЕВА Все начиналось с «Циклонов» В1967 г. в КБ прикладной механики (главный конструк- тор - М.Ф.Решетнев) разработали навигационно-связную систему «Циклон-О». Производство КА данной системы было передано на Омский авиационный завод (такое офи- циальное имя тогда носил «Полет»), 28 декабря 1968 г. при- казом Минобороны № 400 на Омский авиазавод передается производство PH «Космос-ЗМ» и космических аппаратов «Циклон-0» и «Сфера». Для сборки космических аппаратов и испытаний в 1969 г. создается на заводе цех № 4. В него набрали опыт- ных специалистов и молодых рабочих. В цехе устанавливает- ся уникальное оборудование, в основном изготовленное на заводе: стенды взвешивания и обезвешивания, барокамеры емкостью до 6 м3, безэховые камеры, обмерочные стенды, камеры тепла и холода, вибростенды, вакуумно-испытатель- ная станция, балансировочные стенды... Приборный участок цеха производил бортовые приборы и антенно-фидерные устройства спутников. Сложными из них являлись блок управления системой терморегулирова- ния - БУСТР, бортовой коммутационный щит - БКЩ. Здесь же производились приборы для ракеты «Космос-ЗМ». Позже изготовление приборов было передано в цех № 61. На участке сборки и монтажа круглосуточно, в три смены, трудились слесари, механики, электрики, радисты, технологи и конструкторы. Возглавляли цех № 4 с 1969 г. ЕГЛокшин, А.Э.Маевский, В.А.Бушуев, Ю.А.Солонин, Ю.Я.Кретинин, А.В.Долженко, Н.Л.Судманов, А.П.Суслов, ГАДашут, В.Е.Панченко. В историю «Полета» и цеха № 4 594
Глава 6 Я.В.Колупаев (1918-1986 гг.) В1959-1972гг. -директор Омского машиностроительного завода № 166 Совнархоза Омского административного экономического р-на - Омского авиационного завода №166 МОМ СССР С.С.Бовкун (1932-1991 гг.) В1972-1988 гг. - генеральный директор ПО «Полет». Лауреат Государственной премии СССР В.ПЯкунин Главный конструктор космических аппаратов КБ ПО «Полет». Лауреат Государственной премии СССР КА «Циклон-0» навсегда вписаны имена многих ветеранов, лучших тру- жеников прошлых лет и настоящего времени, среди них - Л.Г.Бруй, В.И.Локшин, ГАДашут, АВ.Микалов, Т.В.Орлова, ЖАСундукова, Н.Г.Плоцкая, Л.В.Кравченко, А.П.Старых, Н.М.Калганова, Л.С.Вайнер, ААМордовин, А.М.Заровный, И.П.Коломеец, В.Е.Леденев, М.Н.Гостева, З.Ф.Горшенина, В.С.Пархоменко, М.Ф.Микушина, НАИльин, В.С.Савранин, ВААшихмин, Г.Н.Устинов, Н.В.Исланкина. Особое место в цехе занимала контрольно-испытательная станция - сложнейшее инженерное сооружение. Выполнено это огромное, в два этажа, помещение полностью из метал- ла. Радиогерметичное. Стены, потолок и пол второго этажа покрыты радиопоглощающим материалом, что позволяло ис- пытывать космические аппараты в условиях, приближенных к эксплуатационным. Аппарат устанавливался при испытаниях на деревянном стапеле на значительной высоте. Это нужно было для того, чтобы исключить влияние отраженных от пола радиоволн на приемопередающие тракты КА. Под него укла- дывались маты из радиопоглощающего материала. Помеще- ние испытательной станции также должно было исключать влияние электромагнитных волн на организм испытателей. Возглавил КИС С.Г.Караваев, будучи заместителем на- чальника цеха. Сергей Григорьевич вложил много сил и энергии и в строительство станции, и в подбор кадров. Это был первый опыт создания КИС для космических аппаратов на нашем заводе. Первый КА был собран в Омске раньше, чем введен в эксплуатацию КИС. В связи с этим спутник испытывали в КБ ПМ (декабрь 1969 г. - февраль 1970 г.). К этому времени была построена контрольно-испытатель- ная станция на Омском машиностроительном заводе № 166, получена, в кратчайшие сроки смонтирована и введена в строй контрольно-проверочная аппаратура, а в июне-июле 1970 г. было испытано второе омское изделие. Создавая коллектив КИС, С.Г.Караваев сделал ставку на молодежь. На КИС пришла группа выпускников Ом- ского и Томского политехнических институтов, Казанского и Куйбышевского авиационных институтов: Л.М.Топоров, ААМордовин, НАИльин, А.Д.Барсуков, В.С.Савранин, ВАДиппель, А.М.Заровный, Н.Л.Судманов, В.Ф.Наумов, ГАМыслицкий, Ю.И.Самарин. Начальниками смен были Ю.Я.Никифоров, В.Ф.Наумов; начальниками бюро - В.К.Власов, Ю.И.Самарин. Был создан квалифицированный 595
История развития отечественных автоматических космических аппаратов состав слесарей-испытателей, среди них - Р.И.Кангер, ИАХохлов, Б.И.Елохин, В.В.Савин, В.С.Ефремов, В.П. Пе- реведенцев, АГабранов, РАЮренко. В 1971 г. начальником КИС стал Н.Л.Судманов, С.Г. Ка- раваев возглавил 32-й отдел. В 4-м цехе постоянно осваи- вались новые изделия космической тематики, это высотные зонды ВЗА, ВЗАФ, космические аппараты «Циклон-О», «Сфера», «Циклон-Б», «Цикада», «Надежда» и др. Пер- вые 25 лет существования цеха сборка трудилась в две, а то и в три смены. Круглосуточно работал КИС. Но вернемся к истории первого омского спутника. В течение 5 лет эксплуатации навигационно-связной систе- мы «Циклон-О» (орбитальная группировка содержала от четырех до пяти КА) омским заводом с 1969 по 1976 г. из- готовлен 21 космический аппарат. Последний был запущен 20 января 1977 г. Большую роль в постановке производства, а затем сопровождении серийного выпуска космических аппаратов сыграли специалисты конструкторского бюро Омского авиазавода. Это был первый их опыт работы со спутниками. В 1970 г. КБ ОАЭ подключается к разработке более совершенного КА навигационно-связной системы - «Циклон-Б». Проектные материалы и исходные данные на разработку документации на этот аппарат разрабатыва- лись КБ ПМ, конструкторскую документацию на КА и его системы, в т.ч. мехсистемы, системы терморегулирования, антенно-фидерные устройства, испытательную и эксплуата- ционную документацию разрабатывали конструкторы ом- ского КБ. На Омском авиазаводе были изготовлены первые образцы этих изделий. Силами заводских подразделений и КБ проведены наземная экспериментальная отработка и летные испытания модернизированного КА, затем начался серийный выпуск. Летные испытания КА «Циклон-Б» нача- лись запуском 26 декабря 1974 г. На вооружение система поступила в сентябре 1976 г. Всего на «Полете» изготовлено 100 КА «Циклон-Б», 97 из них были успешно запущены, 3 утрачены в результа- те аварийных пусков. Вывод КА «Циклон-О» и «Циклон-Б» осуществлялся ракетой «Космос-ЗМ» с космодрома Плесецк. «Сфера» для измерений и уточнения геоида Земли КА «Сфера» является составной частью геодезического космического комплекса «Сфера» и предназначен для уточне- ния геоида Земли, решения задач геодезической привязки кон- тинентов и создания единой системы координат для всей по- верхности Земли. Космический аппарат «Сфера», оснащенный измерительной и сигнальной аппаратурой, позволял с помо- щью наземных астрономо-геодезических пунктов Военно-то- пографического управления Генерального штаба осуществлять точную привязку опорных пунктов на земной поверхности. В результате отработки полученных данных устранялись боль- шие неточности в истинном положении важнейших объектов. Спутник работал на круговых орбитах высотой 1200 км. Созданные в КБ прикладной механики, изготовленные на Омском авиазаводе, спутники «Сфера» потребовали очень тщательной доводки по результатам летных испы- таний, которые начаты были в 1968 г. и завершены лишь в 1972-м. В наземных испытаниях и доводке системы при- нимали непосредственное участие специалисты Омского авиазавода. Первая омская «Сфера» была запущена в дека- бре 1972 г. PH «Космос-ЗМ» с космодрома Плесецк. Всего «Полет» изготовил 10 спутников «Сфера». Последний из них запущен 26 декабря 1978 г. На орбите он находился до мая 1980 г. Благодаря созданию геодезического комплекса «Сфера» российские геодезисты в 1977 году создали мо- дель Земли и построили мировую геодезическую сеть с по- грешностью в определении астрономических геодезических пунктов лишь в несколько десятков метров. КА «Цикада» КА космической навигационной системы «Цикада» обеспечивает дальнейшее развитие и расширение воз- можностей КА «Циклон-Б». ОКР по созданию «Цикады» осуществлялись КБ ПО «Полет» при участии КБ приклад- ной механики с изготовлением и экспериментальной отра- боткой опытных образцов ПО «Полет». Гарантийный срок активного существования для КА «Цикада» был установ- лен в 24 месяца. Летные испытания КА «Цикада» начались 15 декабря 1976 г. запуском КА № 11Л. Производственным объединением «Полет» изготовлено и поставлено Заказ- чику 20 изделий. Эксплуатация КА «Цикада» продолжа- лась без малого 19 лет. Средний срок активного существо- вания КА «Цикада» по результатам эксплуатации составил 58,19 мес. Спутник выводился на орбиту высотой 1000 км PH «Космос-ЗМ». Точность определения местоположения с помощью навигационной системы «Цикада» по различ- ным источникам составляла от 80 до 200 м. «Мир-2» - международный исследовательский комплекс Первенцем международной космической тематики за- вода стал разработанный в окончательном варианте в КБ ПО «Полет» и произведенный в заводских цехах «Полета» в начале 1970-х гг. международный исследовательский ком- плекс «Мир-2». Конструкторское бюро в качестве головного разработчика создает научно-исследовательский комплекс «Мир-2» для исследования верхних слоев атмосферы, око- лоземного космического пространства и Солнца в рамках международной программы «Интеркосмос». В него входи- ла геодезическая ракета К65УП («Вертикаль»), доработан- ная из боевой ракеты 8К65У (Р-14), с помощью которой на высоту в 500 км выводились неспасаемый или спасаемый высотные астрофизические зонды. 596
Глава 6 Частые изменения и дополнения кон- структорской документации приводили к разного рода доработкам уже готовых узлов и деталей. К тому же на «Полете» и в КБ отсутствовала экспериментальная база, поэтому, как вспоминают ветераны, все приходилось делать сразу с листа КД и вводить в серию отработки. Основная тя- жесть легла тогда на цех № 61 (приборов и кабелей) и механосборочные цеха № 8,16, 21, где изготавливались узлы и механизмы зондов. И все же завод выполнил это труд- нейшее задание в установленные сроки. Всего проведено 25 запусков комплек- сов «Мир-2». Благодаря работе зондов, ученые СССР, Болгарии, Венгрии, ГДР, Монголии, Чехословакии, Швеции полу- чили уникальные данные о концентрации и температуре заряженных частиц, сумели измерить поглощение солнечного излу- чения атмосферой земли, зарегистриро- вать спектр электромагнитного излучения Солнца. «Надежда» для попавших в беду КА «Надежда» создавалась для между- народной спутниковой системы аварийного оповещения «КОСПАС-SARSAT», предна- значенной для поиска и спасения судов и самолетов, терпящих бедствие. Система раз- рабатывалась совместно с Министерством морского флота СССР, Национальным ВЗАФ-С в МИК. Полигон Капустин Яр Высотный зонд возвратился на Землю после полета управлением по аэронавтике и исследова- нию космического пространства (НАСА) США, Министер- ством связи Канады и Национальным центром по исследо- ванию космоса (КНЕС). 23 ноября 1979 г. страны-участницы проекта «КОСПАС-SARSAT» (Россия, США, Франция и Кана- да) взяли на себя обязательства по долговременному под- держанию системы. Обязательствами Российской Федерации было обеспечение функционирования на орбите по крайней мере двух КА системы и наземного спецкомплекса. За короткое время КБ ПО «Полет» совместно с НПО при- кладной механики (г. Красноярск-26), РНИИ КП (г. Москва) разработали КА «Надежда». В цехах ПО «Полет» началось серийное производство этого изделия. При создании «На- дежды» особые усилия были сосредоточены на разработке и испытании бортового радиотехнического комплекса, вклю- чавшего антенно-фидерное устройство и другую приемно-пе- редающую аппаратуру. Отработка высокочастотных элементов АФУ проводилась в несколько этапов. На «Полете» собира- лись два масштабных макета космического аппарата, сотруд- ники лаборатории антенно-фидерных устройств КБ разрабо- тали конструкции трех антенн, двух развязывающих фильтров и конструкторскую документацию на высокочастотные ка- бели трактов АФУ. В этом принимали участие конструкторы М.И.Абушенко, Г.А.Кархалев, Л.В.Кузьмина, Ю.С.Маняхин, И.И.Тугынин. Цеха завода изготавливали комплектующие для АФУ. В цехе № 4, который возглавлял А.В.Долженко, провели необходимые испытания. После этого на полигонах АФУ спе- циалисты НПО ПМ и КБ «Южное» (г. Днепропетровск) сняли основные характеристики антенн. В РНИИ КП отработали БРК в целом. Затем комплекс был испытан в составе КА «Надеж- да» на КИС в сборочном цехе ПО «Полет». Космический аппарат «полетовской» сборки (в прес- се его назвали «Космос-1383») для системы «КОСПАС- SARSAT » был передан Заказчику 14 декабря 1981 г., запущен 30 июня 1982 г. с космодрома Плесецк PH « Космос-ЗМ ». Два следующих аппарата («Космос-1447» и «Космос-1574») за- пустили в марте 1983 г. и в июне 1984 г. соответственно. Та- ким образом, с середины августа 1982 г. советская сторона предоставила зарубежным партнерам возможность начать 597
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Основные характеристики КА «Надежда» Масса КА - 870 кг Диаметр -2,0м Высота-3,5м Диаметр и высота солнечной батареи -2 х2м Длина с раскрытой гравитационной штангой системы ориентации -16,5 м Высота орбиты -1000 км Гарантийный срок эксплуатации - 2 года испытания наземных средств с помощью «Надежды» по со- ветской программе «КОСПАС-SARSAT». Эксплуатация системы доказала, что ПО «Полет» от- лично справилось с поставленной сложнейшей задачей. Уже 9-10 сентября 1982 г. КА «Космос-1383» принял сигнал бедствия от разбившегося в горах Британской Колумбии не- большого канадского самолета. После обработки координат спутник передал полученные сведения на наземные пункты приема информации, от них поступил сигнал в поисково- спасательную службу, что позволило оперативно найти упавший самолет и спасти трех человек. По состоянию на 10 октября 1984 г. было спасено 289 че- ловек, на середину февраля 1985 г. - 350, на середину июля того же года - уже 400. Только с 1982 по 2000 г. с помощью системы «КОСПАС-SARSAT» спасено более 11'000 человек, находившихся в самолетах и судах, оснащенных радиобуями. К 2006 г. в проекте «КОСПАС-SARSAT» уже принимали участие порядка 40 стран. К 2010 г. (по сообщениям СМИ) спасенных насчитывалось более 24000 человек. В середине 1985 г. служба береговой охраны США заявила, что благодаря наличию систе- мы спасении практически отпала необходимость в проведении поисковых операций, т.к. система выдавала точные координаты терпящих бедствие. Радиобуями «КОСПАС-SARSAT» начали оснащаться не только самолеты и суда, но и геологические, поисковые партии, альпинистские группы, дрейфующие поляр- ные станции и иные подвижные объекты. Всего ПО «Полет» передало Заказчику 12 спутников «Надежда». Последние из них запущены ракетой-носите- лем «Космос-ЗМ» с космодрома Плесецк 28 июня 2000 г. и 26 сентября 2002 г. Создание системы «КОСПАС-SARSAT» - еще один яркий пример международного сотрудничества в космосе на благо всех людей, в котором немаловажную роль сыграло Омское производственное объединение «Полет». так назывался и спутник. Глобальная навигационная спутни- ковая система ГЛОНАСС предназначена для навигационно- го обеспечения потребителей, находящихся на поверхности земли в акватории Мирового океана и в окружающем воз- душном и космическом пространстве. Навигационные воз- можности системы ГЛОНАСС в первую очередь необходи- мы для использования на военных кораблях, гражданских судах, авиалайнерах, авто- и железнодорожном транспорте. Полностью развернутая система состоит из 24 космических аппаратов и обеспечивает сплошное навигационное поле, внутри которого потребитель в любое время суток может проводить навигационные определения. Основными разработчиками КА системы ГЛОНАСС были коллективы НПО прикладной механики под руководством главного конструктора М.Ф.Решетнева, КБ ПО «Полет» (главный конструктор - А.С.Клинышков), РНИИ КП (главный конструктор - Н.Е.Иванов, директор - Л.И.Гусев, г. Москва) и РИРВ (главный конструктор - Ю.П.Гужва, г. Санкт-Петербург). Серийное производство нового космического аппарата ПО «Полет» начал разворачивать в 1981 г. Был учтен опыт, накопленный предприятием при создании космических аппа- ратов «Циклон-О», «Циклон-Б», «Цикада». В производстве принимали участие практически все подразделения и службы объединения. Для испытания космического аппарата в цехе 66 была развернута контрольно-испытательная станция. Началь- ником КИС был назначен Ю.Г.Коротков. Начальниками смен стали опытные испытатели ЮАСолонин, АММакаренко. Ос- ваивать новый заказ на КИС пришла группа молодых специа- листов, среди них- АЛ.Радионцев, В.В.Рязанов, А.И.Белоусов, САДрозд, Н.А.Ложкин, ДГ.Туласов, ЕАГулевский, М.В.Репьев, В.М.Никифоров, Н.И.Жилкин, Н.П.Кожевников и др. Запуск первого космического аппарата системы ГЛОНАСС и двух габаритных макетов был осуществлен 12 ок- тября 1982 г. с космодрома Байконур ракетой-носителем «Протон». Готовила космический аппарат к запуску брига- да специалистов ПО «Полет» совместно со смежниками. На протяжении всего периода летных испытаний, формиро- вания штатной конфигурации орбитальной группировки из 24 космических аппаратов и эксплуатации системы ГЛОНАСС специалистами ПО «Полет», КБ совместно с НПО ПМ, разра- ботчиками и изготовителями бортовой аппаратуры постоянно проводилась кропотливая работа по повышению качества и на- дежности КА, что позволило довести средний срок его актив- ного существования до 4,5 лет при гарантийном сроке 3 года. КА глобальной навигационной группировки «ГЛОНАСС» К концу 1970-х гг. навигационная система «Цикада» стала нуждаться в усовершенствовании, на смену пришла глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС с более высокими техническими характеристиками. По- становлением Правительства СССР в 1978 г. были начаты разработки космического аппарата системы ГЛОНАСС. Первоначально проект получил наименование «Ураган», А.С.Клинышков (1929-2003 гг.) В1976-1992гг. -заместитель генерального директора - главный конструктор ПО «Полет», начальник КБ ПО «Полет». Лауреат Государственной премии СССР 598
Глава 6 В 1983 г. произведен запуск второго блока, в него вхо- дило два КА системы ГЛОНАСС и грузовой макет. В после- дующие два года в таком составе запущено еще два блока. Первый, состоящий из трех аппаратов, выведен на орбиту 16 сентября 1986 г. В конце 1980-х гг. в сложившейся коо- перации с НПО ПМ конструкторское бюро «Полет» приняло участие в разработке КА системы ГЛОНАСС с пятилетним сроком активного существования. Наибольшее пополнение в тече- ние одного года (из девяти КА) гло- бальная спутниковая группировка получила в 1988 г. Затем производ- ство и запуск космических аппаратов начали сокращаться. По два блока из трех КА выводилось с 1989 по 1992 г. В 1993 г. группировку попол- нили всего три КА. Затем произошел определенный всплеск, по два блока запускались в 1994 и в 1995 гг. По- сле этого госзаказ на производство данного космического аппарата был прекращен на два года. Началась деградация орби- тальной группировки ГЛОНАСС. В апреле 1998 г. на имя президента РФ Б.Н.Ельцина было подготовле- но обращение губернатора Омской области Л.К.Полежаева с информацией о состоянии ор- битальной группировки ГЛОНАСС и предложениями для ее восстановления. Со своей стороны к решению данного вопроса активно подключились Росавиакосмос и другие федеральные ведомства. В феврале 1999 г. выходит распо- ряжение президента по поддержанию и развитию системы ГЛОНАСС, а в марте 1999 г. - постановление Правительства РФ на ту же тему. КА «Глонасс» в сборочном цехе ПО «Полет» Специалисты ПО «Полет» в сборочном цехе предприятие у последнего КА «Глонасс» омской сборки перед отправкой спутника на Байконур. 2005 г. 599
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Благодаря совместным усилиям, ПО «Полет» получает небольшой, но очень важный госзаказ на изготовление КА системы ГЛОНАСС и других космических аппаратов. Не- смотря на все трудности (холод в цехах, многомесячные за- держки зарплаты, отсутствие у рабочих и ИТР нормальных условий труда), уже в 1998 г. собраны, испытаны и переданы заказчику три КА системы ГЛОНАСС. С 2000 г. ПО «Полет» регулярно поставляет Заказчику эти космические аппараты. В 2001 г. был запущен первый и последний КА системы ГЛОНАСС с пятилетним сроком активного существования. Дело в том, что НПО ПМ к тому времени закончило разработку и приступило к производству КА «Глонасс-М» с семилетним сроком активного существо- вания на орбите. Первый такой спутник совместно с двумя «полетовскими» был выведен в декабре 2003 г. 25 декабря 2005 г. последний омский КА в блоке с двумя красноярскими пополнил глобальную спутниковую группи- ровку «ГЛОНАСС». Закончился 25-летний этап производ- ства «Ураганов» (среди заводчан прижилось это, не ставшее официальным, название КА) на «Полете». За эти годы объ- единением было изготовлено, испытано и передано Заказ- чику 89 космических аппаратов системы ГЛОНАСС, из них запущено 88, один использовался в качестве макета. КА «Обзор» КА «Обзор» был создан ПО «Полет» совместно с ФГУП НПП «ОПТЭКС» для мониторинга околоземного космиче- ского пространства, атмосферы и поверхности Земли. На «Обзоре» была установлена мультиспектральная оптико- электронная камера КОЭ-ОЗ для проведения дистанционно- го зондирования поверхности Земли, атмосферы и около- земного космического пространства. КА «Обзор» («Космос-2285») был запущен 2 августа 1994 г. с космодрома Плесецк ракетой-носителем «Космос- ЗМ». Космический аппарат выведен на орбиту со следую- щими параметрами: - наклонение орбиты - 74,0 °; - минимальное удаление от поверхности Земли - 993 км; - максимальное удаление от поверхности Земли -1025 км. «Файсат-2В» - «первая ласточка» В условиях кризисной ситуации 1990-х гг., при от- сутствии госзаказов сохранение научно-технического и производственного потенциала ПО «Полет» стало воз- можным только на коммерческих принципах. Изучение международного рынка космических услуг показало, что имеется значительный спрос на запуски малых КА. Были налажены связи с рядом зарубежных компаний, а при со- действии государственной компании «Росвооружение» удалось решить организационные вопросы, связанные с выходом на международный рынок. Конструктивное решение по размещению на PH «Космос-ЗМ» малых КА заключалось в следующем: один или два малых аппара- та с системами отделения устанавливались на основной космический аппарат (КА «Надежда» или «Циклон-Б»), используя имеющееся свободное пространство под кони- ческой частью головного обтекателя. Отделение малых КА производилось после отделения от PH основного КА, по командам с наземного пункта управления. Первым успехом в осуществлении попутных запусков ма- лых КА на коммерческой основе стал запуск 24 января 1995 г. американского МКА «Файсат» и шведского МКА «Астрид» совместно с КА «Надежда». Запуску предшествовала раз- работка специальных систем отделения, их наземная экс- периментальная отработка, получение заключений головных организаций, решение организационных вопросов. Запуск МКА «Файсат» и «Астрид» стал серьезной за- явкой на участие ПО «Полет» на международном рынке космических услуг. Это позволило в дальнейшем заключить ряд контрактов на попутные запуски других иностранных и отечественных КА и успешно их осуществить. На коммер- ческой основе было запущено 30 космических аппаратов, из них 25 - малых, 5 - космических аппаратов SAR-Lupe. Подавляющее большинство коммерческих запусков но- сило групповой характер, одной ракетой выводилось по два и более космических аппарата. Это вызвало необходимость в специальном силовом переходнике - адаптере, который монтируется на PH с установленными космическими аппа- ратами. Как правило, это довольно сложная ферменная кон- струкция, обеспечивающая боковое крепление космических аппаратов и отделение их в диаметрально противоположных направлениях. В процессе работ по адаптации начали ши- роко использовать компьютерные методы проектирования, разработки конструкторской документации, мощное про- граммное обеспечение прочностных расчетов. Конструк- торское бюро оснащалось современной вычислительной и множительной техникой, что позволяло вести крупные разработки значительно сократившимся коллективом ин- женеров. Разработанные адаптеры проходили полный цикл наземной отработки: макетирование, прочностные испыта- ния (вибрационные и статические) с весовыми макетами КА, отработку систем отделения космических аппаратов, отра- ботку такелажных операций по стыковке и др. Первым малым космическим аппаратом, созданном специалистами КБ ПО «Полет», стал «Файсат-2В». МКА создавался совместно с фирмой FAI (США). КБ «Полет» разработала для «Файсат-2В» платформу 21 КФ. 23 сен- тября 1997 г. с космодрома Плесецк ракетой-носителем «Космос-ЗМ» МКА «Файсат-2В» был успешно запущен попутным запуском с КА серии «Космос». Малый космиче- ский аппарат выведен на орбиту с параметрами: - наклонение орбиты - 82,925 °; - минимальное удаление от поверхности Земли - 957,7 км; - максимальное удаление от поверхности Земли - 1016,2 км. - период обращения -104,48 мин. 600
Глава 6 МКА «Можаец-4» МКА «Можаец-4» разработан и изготовлен в КБ ПО «Полет». Создавался МКА для проведения комплекса на- учно-исследовательских работ и для использования акаде- мией им. А.Ф.Можайского в учебных целях. «Можаец-4» решал на орбите следующие задачи: - сбор данных об электрических и радиационных полях, влияющих на работу приборов и систем космических аппа- МКА «Можаец-4» запущен 27 сентября 2003 г. с космодрома Плесецк ракетой-носителем «Космос-ЗМ» совместно с КА Bilsat-1 (Турция), «Ларец» (Россия), UK- DMC (Великобритания), «НайджириаСат-1» (Нигерия), «КайСат-4» (Республика Корея) и германо-российским экспериментальным измерительным блоком «Рубин-4- ДСИ»), «Можаец-4» - из космических долгожителей: он про- должает успешно функционировать на орбите по настоящее ратов; - экологический мониторинг Земли; - отработка технологии исполь- зования навигационной аппаратуры потребителей космической навига- ционной системы ГЛОНАСС для кос- мических систем; - оценка точностных характери- стик траекторных измерений: - изучение процессов гравитаци- онной и магнитной ориентации МКА; - испытания в области любитель- ской спутниковой радиосвязи. Основная бортовая аппаратура МКА размещена в термоконтейнере, аппаратура ориентации и стабили- зации - вне термоконтейнера. Си- стема командно-телеметрического управления и бортовой автоматики МКА создана НИЛАКТ РОСТО (г. Мо- сква, г. Калуга). Система активной магнитогравитационной ориентации и стабилизации, включающая блок управления системой ориентации и стабилизации, магнитометр, элек- тромагнитные устройства, солнеч- ные датчики и гравитационную штан- гу, создана КБ ПО «Полет» (г. Омск) На борту МКА был размещен комплекс научной аппаратуры для навигационных определений, ради- ационных исследований, регистра- ции оптических излучений. Также на МКА была размещена аппаратура траекторных измерений и телесигна- лизации. Основные характеристики МКА «Можаец-4» Масса МКА-59 кг Диаметр - около 800 мм, форма близка к сферической Наклонение орбиты - 98,201 ° Высота орбиты в апогее - 710,4 км Высота орбиты в перигее - 680,4 км время. /С4 «Можаец-4» Стыковка PH «Космос-ЗМ» с головным блоком, в составе которого находится КА «Можаец-4». 24 сентября 2003 г. 601
История развития отечественных автоматических космических аппаратов МКА «Университетский-Татьяна» МКА «Университетский - Татьяна» был создан МГУ им. М.В.Ломоносова и Институтом земного магнетиз- ма РАН (г Троицк) совместно с НИИ ядерной физики им. ДВ.Скобельцына МГУ в рамках космического научно-об- разовательного проекта МГУ-250, посвященного 250-летию МГУ им. М.В.Ломоносова. Головным разработчиком и изготовителем всего МКА, а также средств его адаптации при запуске к основному космическому аппарату является КБ ПО «Полет». Работы по созданию бортового комплекса управления МКА были выполнены НИЛАКТ РОСТО (г. Москва, г. Калуга). Целевая аппаратура (под названием «Татьяна») разработана и из- готовлена НИИ ядерной физики им. Д.В.Скобельцына МГУ. Малый космический аппарат создавался для решения - испытание и снятие характеристик различных типов солнечных батарей; - отработка технологии использования навигационной аппаратуры потребителей космической навигационной си- стемы ГЛОНАСС для космических систем; - испытания и эксперименты в области любительской спутниковой радиосвязи. Конструктивно МКА выполнен в негерметичном испол- нении и содержит шесть фрезерованных панелей, соединен- ных между собой. Служебный модуль МК создан на базе новой микроспутниковой платформы 21КУ1 разработки КБ ПО «Полет». Бортовой комплекс управления МКА соз- дан на основе аппаратуры ДОКА разработки и изготовления НИЛАКТ РОСТО. Научная аппаратура «Татьяна» состоит из шести блоков детекторов космической радиации и космических лучей и целого ряда научно-исследовательских задач: - изучение радиационной обстановки в околоземном космическом пространстве на высотах от 500 до 1000 км и воздействия ее на бортовую аппаратуру; - исследование и отработка процессов взаимодействия маховичной и магнитно-гра- витационной ориентации для мало- и микро- размерных МКА; Основные характеристики МКА «Университетский - Татьяна» Масса МКА-31,6 кг Габаритные размеры (по силовым панелям)-310 x310x525 мм Наклонение орбиты - 82,95 ° Высота орбиты в перигее - 929,7км Высота орбиты в апогее - 980,0 км КА «Парус» и МКА «Университетский» в МИК. Космодром Плесецк МКА «Университетский» Испытания КА «Парус» на КИС сборочного цеха ПО «Полет» 602
Глава 6 Специалисты ПО «Полет», участвовавшие в подготовке к запуску КА «Парус» и МКА «Университетский». Плесецк, МИК, 2005 г. одного информационного. Также имеется датчик цифровых сбоев микросхем для выявления влияния изменений ради- ационной обстановки в космосе на функционирование со- временной электронной базы спутниковой аппаратуры. МКА «Университетский - Татьяна» запущен 20 января 2005 г. ракетой-носителем «Космос-ЗМ» с космодрома Плесецк попутно с КА «Космос-2414». МКА функциониро- вал на орбите более 2 лет при расчетном сроке активного существования 1 год. МКА «Можаец-5» МКА «Можаец-5» разработан и изготовлен в ПО «По- лет». МКА создавался с целью проведения комплекса на- учно-экспериментальных работ и для использования ВКА им. А.Ф.Можайского в учебном процессе. На орбите МКА должен был решать следующие задачи: - отработка методов дистанционного зондирования Земли с помощью МКА; - проверка возможности функционирования оптической лазерной линии дальней связи; - проведение исследований по оценке влияния радиаци- онных потоков на высотах 700-800 км на стойкость борто- вых электронных приборов и систем; - изучение деградации электронных схем; - обучение слушателей ВКА им. А.Ф.Можайского мето- дам управления космическими аппаратами, анализу теле- метрической информации, поступающей с МКА, на штатных средствах учебного командно-измерительного комплекса. В качестве основы конструкции МКА использовался термоконтейнер изделия, снятого с производства, на ко- торый устанавливались основные элементы системы МКА. Внутри термоконтейнера располагались только элементы ВКА, остальные системы и аппаратуру разместили вне гер- мообъема. Управление МКА предполагалось вести через бор- товой радиотехнический комплекс производства Научно-ис- следовательской лаборатории космической техники. Бортовое электропитание МКА обеспечивалось одной панелью солнеч- ной батареи, прикрепленной сбоку к корпусу МКА. В состав системы ориентации входили разворачиваемая гравитацион- ная штанга и электромагнитные устройства. Связь с МКА и передача телеметрии планировалась в радиолюбительском диапазоне. В состав БРТК также входил радиолюбительский ретрансляционный комплекс. МКА «Можаец-5» должен был использовать радиолюбительский позывной RS-24. В состав научной аппаратуры МКА входила технологиче- ская мультиспектральная камера с разрешением около 50 м Основные характеристики МКА «Можаец-5» Масса МКА-80 кг Габаритные размеры МКА-1,11 х1,19х0,92м Орбита - солнечно-синхронная Наклонение орбиты -98,18° Высота орбиты в апогее - 729,8 км Высота орбиты в перигее -685,1 км 603
История развития отечественных автоматических космических аппаратов в надире для эксперимента по дистанционному зондирова- нию Земли. Планировался также интересный эксперимент по развертыванию солнечной батареи с фотоэлементами из аморфного кремния. После выхода МКА на орбиту предус- матривалось раскрытие штанги с укладкой СБ, далее элек- тропривод обеспечивал центробежное раскрытие батареи. Весь процесс развертывания должна была зафиксировать специальная телекамера. МКА «Можаец-5» совместно с китайским МКА «Чай- на ОМС+4», британским МКА «ТопСат», иранским МКА «Сина-1» и МКА «SSETI Экспресс», принадлежащим Ев- ропейскому космическому агентству, выводился на орбиту ракетой-носителем «Космос-ЗМ» с космодрома Плесецк. Пуск состоялся 27 октября 2007 г. МКА «Можаец-5» был утрачен - не отделился от ракеты-носителя. МКА «Стерх» В 1999 г. конструкторским бюро ПО «Полет» совмест- но с РМИИ КП были разработаны предложения по созданию малого космического аппарата «Стерх» для замены в системе «КОСПАС-SARSAT» устаревшие КА «Надежда». При проекти- ровании МКА «Стерх» использовался опыт, приобретенный в процессе проектировании малых космических аппаратов «Мо- жаец-4» и «Можаец-5» (в интересах ВКА им. А.Ф.Можайского) и научно-исследовательского малого космического аппарата «Университетский - Татьяна» с научной аппаратурой, создан- ной в МГУ им. М.ВЛомоносова. Надежное функционирование МКА «Университетский - Татьяна» на орбите свыше двух лет и МКА «Можаец-4» в течение 6,5 лет подтвердили правильность заложенных при разработке МКА технических решений. В 2001 г. КБ ПО «Полет» заключило контракт с Феде- ральным космическим агентством на выполнение ОКР по созданию МКА «Стерх» совместно с головным разработчи- ком российского сегмента космической системы «КОСПАС- SARSAT» - Российским научно-исследовательским инсти- тутом космического приборостроения (г. Москва). РНИИ космического приборостроения была создана бортовая аппаратура РК-СМ-МКА (радиокомплекс спасания модер- низированный для МКА). Основные характеристика МКА «Стерх» Масса КА-162 кг Масса полезной нагрузки (научная аппаратура) - 25 кг Габаритные размеры: - при транспортном положении -1350х 750х 2000 мм - при орбитальном положении с раскрытыми панелями СБ и выдвинутой штангой устройства гравитационной стабилизации - 2957х 967х 10393 мм Параметры околокруговой орбиты: -наклонение-82,97 ° - высота перигея - 925,6 км - высота апогея - 965,6 км Расчетный срок активного существования -5 лет Малый космический аппарат «Стерх» предназначался для развития и повышения эффективности использования Международной спутниковой системы поиска и спасания «КОСПАС-SARSAT». Являясь составной частью космиче- ской системы «Надежда-М», должен был обеспечивать ее функционирование как в составе системы «КОСПАС» для поиска и спасания потерпевших аварию морских, воздушных и сухопутных объектов, так и в составе подсистемы «Курс» для слежения за движением морских судов и других под- вижных объектов. Приборный блок МКА выполнен в негерметичном ис- полнении и состоит из соединенных между собой радио- технического и служебного модулей. В первом размеща- ется аппаратура РК-СМ-МКА и ряд приборов и устройств служебных систем, во втором находится основная часть аппаратуры служебных систем. В нижней части служебного модуля расположены технологические разъемы, обеспечи- вающие связь МКА с контрольно-проверочной аппаратурой. Основная часть аппаратуры служебных систем находится в негерметичном служебном модуле. Снаружи приборного блока установлены системы, включающие в себя раскрыва- ющиеся панели солнечных батарей, выдвижную штангу гра- витационного устройства. Первый МКА «Стерх» был запущен 21 июля 2009 г. PH «Космос-ЗМ» с космодрома Плесецк. Это был попутный за- пуск совместно с КА серии «Космос». МКА «Стерх-2» выве- ден на орбиту 17 сентября 2009 г. PH «Союз-2» с космодро- ма Байконур (попутный запуск совместно с КА «Метеор-М» и МКА «Университетский - Татьяна-2», УГАТУ-САТ, «Блиц», «Сумбандила», неотделяемым блоком ИРИС). К сожалению, работы по созданию МКА проводились в условиях ограниченного финансирования и затянулись почти на 10 лет. Вследствие недостаточного финансиро- вания не были проведены в полном объеме работы по сертификационным испытаниям электрорадиоизделий, примененных в бортовой аппаратуре, в части проверки их стойкости к радиационным факторам космического про- странства. По этим причинам в процессе летных испытаний двух МКА «Стерх» были зафиксированы многочисленные сбои в работе систем ориентации, которые привели к не- достаточному восполнению запасов энергии на борту и в итоге - к потере аппаратов. Несмотря на отрицательные результаты, летные испытания МКА «Стерх» позволили КБ получить важный дополнительный опыт и использовать его при создании других малых космических аппаратов. МКА ORBCOMM CDS («Демонстратор») МКА ORBCOMM CDS («Демонстратор») создан Гер- манской фирмой OHB-System AG совместно с фирмой COSMOS Space Systems AG. ПО «Полет» поставил спут- никовую платформу и отвечал за проведение запуска МКА Фирма Orbital Sciences Corporation со штаб-квартирой в г. Даллесе (штат Вирджиния) отвечала за подготовку 604
Глава 6 Основные характернстнкн МКА ORBCOMM CBS («Демонстратор») Масса МКА - 91 кг Масса научной аппаратуры (полезной нагрузки) -16 кг Габаритные размеры - 640x600x1280 мм Точность ориентации на Землю-±5 ° Точность ориентации на Солнце-±5 ° Максимальная пиковая мощность системы электропитания - 300 Вт Рабочая мощность -150 Вт Высота орбиты - 785 км Наклонение орбиты -45° Расчетный срок активного существования -1 год КА ORBCOMM полезной нагрузки. МКА создавался для передачи данных и решения задач глобального морского мониторинга. МКА ORBCOMM CDS («Демонстратор») запущен 19 июня 2008 г. с космодрома Капустин Яр ракетой-носи- телем «Космос-ЗМ» (групповой запуск шести МКА системы ORBCOMM). МКА ORBCOMM QUICK LAUNCH МКА ORBCOMM QUICK LAUNCH создан германской фир- мой OHB-System AG совместно с фирмой COSMOS Space Systems AG. ПО «Полет» поставил спутниковую платформу и отвечал за проведение запуска МКА. Фирма Orbital Sciences Corporation со штаб-квартирой в г. Даллесе (штат Вирджиния) отвечала за подготовку полезной нагрузки. Предназначение МКА - передача данных, решение задач глобального морско- го мониторинга. Космическая группировка состоит из 5 МКА. Пять МКА ORBCOMM QUICK LAUNCH запущены (груп- повой запуск совместно с МКА ORBCOMM CDS «Демон- стратор») 19 июня 2008 г. с космодрома Капустин Яр раке- той-носителем «Космос-ЗМ». Основные характеристики МКА ORBCOMM QUICK LAUNCH Масса МКА-119.5 кг Масса научной аппаратуры (полезной нагрузки) -17 кг Габаритные размеры -690х 650 х 1400 мм Точность ориентации на Землю -±5° Точность ориентации на Солнце-±5 ° Максимальная пиковая мощность системы электропитания - 400 Вт Рабочая мощность -150 Вт Высота орбиты - 785 км Наклонение орбиты -45° ^.В.Лопотл, Е.И.ЮреЕш, Е/ЪКоГпене&, ^.Ъ':}1(е.1срнл.1ссё КОСМИЧЕСКИЕ РУБЕЖИ ЦНИИ РТК РОБОТОТЕХНИКА Исследования в области робототехники начались в Особом конструкторском бюро технической кибернетики (ОКБ ТК, прежнее наименование Центрального научно-ис- следовательского института робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК)) параллельно с развитием фотон- ной техники в 1968-1969 гг. В настоящее время это одно из основных направлений деятельности организации, пред- ставленное в ее названии. Первым существенным результатом в области робото- техники стало создание в 1968 г. системы супервизорного управления по телевизионному каналу манипулятором глубоководного робота-геолога «Краб-02» Институтом океанологии АН СССР. Морские испытания робота прошли в 1971 г. В ОКБ ТК этой работой руководил Ф.М.Кулаков, бывший аспирант кафедры автоматики и телемеханики, совместно с профессором Ленинградского института авиационного приборостроения (ныне Государствен- ный университет аэрокосмического приборостроения) М.Б.Игнатьевым. В 1960-1970-х гг. в ОКБ ТК шла работа над созданием первого в СССР интегрального исследовательского робота ЛПИ-1 (1969 г.), который затем был сменен его следующим поколением ЛПИ-2. По существу, это были универсальные стенды для экспериментальных исследований в области адаптивного и интеллектуального управления роботами. Эти роботы по мере их развития регулярно демонстрирова- лись на ВДНХ, где получили более 20 дипломов и медалей. 605
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Именно с помощью робота ЛПИ-2 были разработаны системы супервизорного и речевого управления, графи- ческого целеуказания, адаптивного управления с помо- щью различных сенсоров, включая системы технического зрения. В дальнейшем эти результаты были использованы при создании роботов следующих поколений специального и промышленного значения. 21-24 июня 1971 г. в Ленинградском политехническом институте им. М.И.Калинина (ныне Санкт-Петербургский государственный политехнический университет им. Петра Великого) был проведен семинар «Роботы-манипуляторы, управляемые вычислительной машиной». Он собрал всех, тогда еще немногочисленных, энтузиастов будущей робо- тотехники, а также представителей различных организаций, заинтересованных в новых перспективах в науке. При- сутствовали представители из Государственного комитета Счетчик ампер-часов СССР по науке и технике, Академии наук СССР, ВПК, ор- ганизаций оборонных отраслей промышленности и других предприятий. Большой интерес у присутствующих вызвали доклады, представленные сотрудниками ОКБ ТК и ЛИАП. Семинар произвел настоящий фурор. Вскоре после его окончания вышло Постановление ГКНТ № 295 от 28 июня 1972 г. «О создании промышленных роботов в СССР», в ко- тором впервые на государственном уровне было сформу- лировано новое научно-техническое направление, признано необходимым создать пятилетний координационный план работ по его развитию и назначен научный руководитель - главный конструктор работ по робототехнике в СССР. Им стал руководитель ОКБ ТК Е-И.Юревич. В следующем году ГКНТ утвердил разработанный ОКБ ТК первый «Коорди- национный план по созданию роботов для механизации и автоматизации процессов производства в промышленности (проблема 0.16.575)». В дальнейшем координационные планы были преобразованы в пятилетние государственные научно-технические программы. Постановлением Совета Министров СССР № 583 от 22 июля 1974 г. ОКБ ТК было определено головной орга- низацией в стране по разработке промышленных роботов для машиностроения. В 1977 г. постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1006-323 от 21 ноября эти функции ОКБ ТК были распространены на специальную ро- бототехнику. 5 января 1978 г. постановлением Госстандарта СССР была утверждена разработанная ОКБ ТК пятилетняя программа стандартизации в области робототехники. Поло- вина предусмотренных программой нормативно-техниче- ских документов, включая основные государственные стан- дарты, была поручена ОКБ ТК. К этому времени в ОКБ ТК уже был накоплен достаточно большой опыт создания ро- ботов как специального назначения, так и промышленных. Одновременно с развитием двух основных для ОКБ ТК направлений - фотонной техники и робототехники - шел не- прерывный научный поиск новых идей в других направлени- ях науки и техники, в основном в связи с предложениями и просьбами традиционных заказчиков ОКБ ТК. В результате постепенно стали формироваться новые тематические на- правления, разработки по большинству из них были дове- дены до серийных поставок и получили существенное рас- пространение. Одной из новых тем стали разработки систем управ- ления бортовой энергетикой космических кораблей. Корни этих работ лежат еще в исследованиях той группы кафедры автоматики и телемеханики, из которой впоследствии вы- росло ОКБ ТК. Первой работой в этом направлении было создание принципиально нового типа счетчика ампер-часов для энергосистем типа «солнечная батарея - аккумулятор». Счетчик быстро нашел широкое применение на отечествен- ных космических кораблях и был передан в серийное про- изводство на ленинградский завод «Россия», а затем на радиозавод в г. Чернигове (Украинская ССР). Дальнейшим развитием этой тематики стало создание унифицированно- го комплекта приборов контроля и управления для борто- 606
Глава 6 Сигнализатор давления ДСД вых энергосистем. Их особенность - модульное построение, большой срок службы и высокая надежность. Возглавили эти работы Н.С.Михеев и сменивший его В.Г.Петров. Другой новой тематикой стали системы жизнеобеспе- чения и контроля герметичности космических аппаратов. Ведущую роль в создании этих систем сыграли В.И.Красов, Л.В.Малейко, ВАМаглыш. В частности, для долговремен- ных орбитальных станций были созданы настолько чувстви- тельные системы контроля герметичности, что они стали ис- пользоваться и вместо традиционных барокамерных систем при наземных испытаниях. Эта проблема приобрела особо важное значение после гибели в конце июня 1971 г. космонавтов ГТ.Добровольского, В.Н.Волкова и В.И.Пацаева из-за разгерметизации спуска- емого аппарата, а также в связи с необходимостью обе- спечения контроля герметичности при запланированной тогда стыковке кораблей «Союз» и «Аполлон». На корабли «Союз» была поставлена срочно разработанная система контроля аварийной разгерметизации «Дюза», а в состав орбитальных космических станций типа «Мир» введен сигнализатор давления ДСД. Затем с учетом опыта экс- плуатации этих систем был разработан унифицированный комплекс контроля давления КИД. Перспективными оказались также научно-исследова- тельские работы по новым системам магнитной навигации космических кораблей (система «Кедр»), подводных лодок (система «Скат»), самолетов (система «Инвариант»), вер- толетов («Призыв-М»), разработанные под руководством Б.З.Михлина. Испытания экспериментальных образцов систем, проведенные на территории Ленинградской обла- сти, показали, что при относительной аппаратной простоте погрешность определения ими географических координат движущихся объектов не превышает 150-200 м. Важным в жизни ОКБ ТК стал 1981 г. Распоряжением Со- вета Министров СССР № 1225-р от 24 июня 1981 г. ОКБ ТК получило свое сегодняшнее наименование ЦНИИ РТК и соответствующий статус. После упомянутых ранее поста- новлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР, которыми Система контроля аварийной разгерметизации «Дюза-1 М» на ОКБ ТК были возложены функции головной организации по разработке роботов для машиностроения, включая обо- ронные отрасли, вышло постановление № 542 от 11 июня 1981 г., которым эти функции были распространены на все отрасли народного хозяйства и расширены включением в них задач унификации и стандартизации роботов, оцен- ки их технического уровня, осуществления координации НИОКР в этой области в стране. Вскоре работа по этим проблемам была распростра- нена и на страны - участницы СЭВ. Директор - главный конструктор ЦНИИ РТК был назначен генеральным кон- структором, председателем Совета главных конструкторов этих стран по робототехнике. Советской стороной были предложены единая концепция технического развития робо- тотехники (1982 г.) и реализующая ее долговременная про- грамма совместных работ в рамках СЭВ по робототехнике, включая стандартизацию и унификацию, которые успешно реализовывались. В конце 1980-х гг. специалисты ЦНИИ РТК создали систему «Орион» для мягкой посадки на спутник Мар- са Фобос одноименной космической станции, созданной в НПО им. САЛавочкина. Основа системы - рентгеновский высотомер нового поколения, работающий в наносекунд- ном диапазоне. Как известно, это космическое путешествие окончилось неудачей еще на этапе, когда система не была задействована. Работу над рентгеновским высотомером возглавил А.В.Корнеев. Программа экспедиции (а к старту готовились две практически идентичные станции) предусматривала вывод космических аппаратов на орбиту вокруг Марса, изучение Красной планеты с ареоцентрической орбиты, их постепен- ное сближение с Фобосом, а затем мягкую посадку на по- верхность спутника. Именно на этом этапе и предполагалось задействовать «Орион». Запуски обеих станций прошли безупречно, и они от- правились в многомесячный межпланетный перелет Для сотрудников ЦНИИ РТК потекли томительные недели ожи- дания - высотомер должен был заработать на заключитель- 607
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Робот «Циркупь» В какой-то степени переломным стал приход в декабре 1991 г. в ЦНИИ РТК но- вого директора профессора ВАЛопоты, работавшего до этого заведующим кафе- дрой лазерной технологии ЛПИ и имев- шего опыт научной и производственной работы с организациями оборонной про- мышленности. Его приход привнес опре- деленный импульс в работу организации и спас предприятие от полного развала. Постепенно, с большим трудом предпри- ятие вновь начало обретать перспективу и уверенность в будущем, хотя опре- деленных потерь избежать не удалось. И, тем не менее, коллектив продолжал жить и работать, в т.ч. и на благо отече- ственной космонавтики. Используя задел по системе борто- вых манипуляторов корабля «Буран», в середине 1990-х гг. В.Г.Савиным и ном этапе полета. Однако задействовать «Орион» так и не удалось. Еще во время перелета по трассе «Земля - Марс» пропала связь со станцией «Фобос-1», и космический аппа- рат был признан потерянным. Станции «Фобос-2» повезло больше. Ей удалось выйти на ареоцентрическую орбиту и начать сближение с Фобосом. Но и она «замолчала», когда до посадки на марсианский спутник оставалось всего-то не- сколько дней. Эффективность созданной системы «Орион» так и не удалось проверить, хотя на испытаниях она зарекомендова- ла себя хорошо. Ее предполагалось использовать и в других межпланетных миссиях, которые значились в перспектив- ных планах советской ракетно-космической промышлен- ности. Но распад Советского Союза, свертывание многих амбициозных космических проектов привели к тому, что наработки, сделанные во время создания системы, так и остались невостребованными, как и многие другие работы того времени. В декабре 1986 г. по достижении 60-летнего возраста ушел с должности директора - главного конструктора осно- ватель ЦНИИ РТК ЕИ.Юревич. Новым директором - глав- ным конструктором был назначен профессор В.М.Николаев, занимавший в то время должность проректора ЛПИ по на- учной работе. Во главе ЦНИИ РТК он пробыл ровно пять лет. Рубеж 1980-1990-х гг. был труден для коллектива ин- ститута. Сокращалось финансирование, пришлось отказать- ся от многих важных направлений работы. Регулярными стали переносы сроков выполнения работ и, соответствен- но, сроков их оплаты. Все это отрицательно сказывалось на материальном положении института и его сотрудников. Начала сокращаться численность организации. Иными сло- вами, в организации шел тот же процесс, что проходил в те годы по всей стране, и ситуация в институте была срезом «российской действительности в миниатюре». другими сотрудниками под руковод- ством В.Д.Котенева был разработан космический робот «Циркуль», предназначенный для использования на проек- тировавшейся тогда Международной космической станции. В космосе, к сожалению, ему поработать не удалось, но ра- бота над ним позволила создать важный технический и тех- нологический задел для дальнейших работ по космической робототехнике. Наступление третьего тысячелетия стало не только своеобразной рубежной датой в истории человечества, но и новой страницей в летописи ЦНИИ РТК. Тем более что в России изменилась к лучшему и экономическая ситуация, позволившая обратить внимание на осуществление тех ра- бот, которые в последнее десятилетие XX в. было просто Российско-немецкий космический эксперимент «Роквисс» 608
Глава 6 Эксперимент «Контур». Исследование методов управления через Интернет робототехническими системами невозможно вести в отсут- ствии должного финанси- рования. Так, по заказу РКК «Энергия» была создана система контроля собствен- ной атмосферы для теле- коммуникационных спутни- ков «Ямал», продолжились работы по модернизации гамма-лучевых высотоме- ров «Кактус» системы мяг- кой посадки пилотируемых кораблей «Союз» (в вари- антах «Союз ТМА» и «Союз ТМА-М») с переходом на «цифру», разрабатывались другие приборы для их ис- пользования на пилотируе- мых и беспилотных косми- ческих аппаратах. В 2010 г. был успешно завершен российско-не- мецкий космический экспе- римент «Роквисс» в рамках контракта между Роскосмосом, Германским космическим агентством, РКК «Энергия» и компанией Kaiser-Trede. Це- лью его была проверка легких роботизированных шарнир- ных элементов в реальных условиях полета в среде откры- того космоса. Продолжая сотрудничество в области разработки и соз- дания космической робототехники, ЦНИИ РТК совместно с РКК «Энергия» заключили контракт с Германским космиче- ским агентством на проведение совместных исследований параметров шарниров манипулятора после их возвращения на Землю. Выводы по поведению используемых смазок, на- дежности механических и электронных компонентов имеют огромную важность при построении новых робототехни- ческих систем космического назначения. Также в 2010 г. завершился космический эксперимент «Контур» по иссле- дованию методов управления через Интернет робототехни- ческими системами. И он проводился совместно с партне- рами из Германии. Эти исследования позволили создать новое поколе- ние систем управления сетевыми ресурсами и разрабо- тать эффективные методы построения инфраструктуры компьютерных телекоммуникаций с учетом требований по защите информации. Были созданы и прошли сер- тификационные испытания многофункциональные про- цессоры, выполняющие функции межсетевых экранов и сетевых анализаторов. В 2000-е гг. в тематике института появились и работы по дистанционному зондированию Земли. Мониторинг акватории морей и океанов с целью определения их за- грязненности, выявление закономерностей сезонных колебаний уровней рек и озер, оперативное оповещение о пожароопасной обстановке, прогнозирование и пред- упреждение о грядущих стихийных бедствиях - вот дале- ко не полный перечень того, что сегодня может дать нам космос. В ЦНИИ РТК был создан и успешно функциони- рует Центр приема и обработки спутниковой информации (с борта не только отечественных, но и зарубежных спутни- ков), позволяющий решать эти задачи. 25 декабря 2009 г. директором - главным конструкто- ром ЦНИИ РТК был назначен к.э.н. А.В.Лопота. Спустя два года ЦНИИ РТК был преобразован в Федеральное государ- ственное автономное научное учреждение «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский ин- ститут робототехники и технической кибернетики» (Приказ министра образования и науки РФ № 2912 от 30 декабря 2011 г.). Сегодня институт - это коллектив, способный и желаю- щий решать сложные задачи современности, который не бо- ится трудностей и имеет хорошие перспективы. Основными направлениями деятельности ЦНИИ РТК являются мехатро- ника и роботостроение, интеллектуальные системы управ- ления, фотонная и оптоэлектронная техника, специальное и космическое приборостроение, лазерные технологии, космические технологии, информационно-управляющие системы и тренажеры. Большое внимание предполагается уделить в ближай- шие годы разработке средств космической робототехники. Это определяется перечнем задач, сформулированных в перспективных планах освоения космического простран- ства, где большое внимание будет уделено созданию авто- матизированных средств, способных помочь человеку ос- ваивать космос. 609
История развития отечественных автоматических космических аппаратов С.С.Ка^слин, ^А.Новшсов РАБОТЫ ГП «КБ «ЮЖНОЕ» ИМ. М.К.ЯНГЕЛЯ и ГП «ПО «ЮЖНЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД» ИМ. А.М.МАКАРОВА В 1990-2000-е гг Космические аппараты для международного сотрудничества Практическая деятельность КБ «Южное» в направлении международного сотрудничества проводилась во взаимодей- ствии с Советом по международному сотрудничеству «Ин- теркосмос» при Академии наук СССР, созданным в 1966 г. для координации работ министерств, ведомств, научных учреждений и промышленных предприятий СССР. КБ «Юж- ное» предложило использовать для постановки совместных научных экспериментов малые унифицированные КА серии ДС-У (1965 г.), а впоследствии, в 1976 г. - автоматическую универсальную орбитальную станцию. Это позволило Акаде- мии наук СССР в кооперации с академиями наук других стран осуществить широкомасштабную комплексную программу космических исследований (программа «Интеркосмос»). Первый КА «Интеркосмос-1» был запущен ракетой-но- сителем 11К63 с космодрома Капустин Яр 14 октября 1969 г. Из 25 автоматических КА, выведенных на орбиту в СССР по программе «Интеркосмос», 22 созданы в КБ «Южное» и изготовлены ПО «Южный машиностроительный завод». В 1972 г. КБ «Южное» начало практическую реализа- цию Соглашения между Академией наук СССР и Индийской организацией космических исследований правительства Индии (ISRO), предусматривающего оказание индийской стороне консультативной и технической помощи в создании научного КА, обеспечении его запуска советской ракетой- Подготовка КА «Бхаскара-1» КА «Бхаскара» носителем с территории СССР. В кооперации со смежными предприятиями КБ «Южное» осуществило комплектацию индийского КА газореактивной системой закрутки, солнеч- ной и химической батареями, бортовым магнитофоном для регистрации информации научной и обеспечивающей аппа- ратуры, термическими покрытиями. Первый индийский КА «Ариабхата» был запущен 19 апреля 1975 г. ракетой-носи- телем «Интеркосмос» (11К65М). После запуска первого индийского КА сотрудничество с Индией было продолжено по созданию и запуску второго КА, предназначенного для экспериментальной отработки си- стемы дистанционного зондирования Земли в интересах ис- следования природных ресурсов. Результатом совместных работ явился успешный запуск 7 июня 1979 г. КА «Бхаскара» ракетой-носителем «Интеркосмос» (11К65М). Модернизи- рованный индийский космический аппарат «Бхаскара-2» в соответствии с Соглашением был выведен на орбиту 20 октября 1981 г. Большое внимание в рамках международ- ного сотрудничества по изучению космического пространства АН СССР придавала совместным работам с Францией. В обеспечение реализации долговременного меж- правительственного со- глашения КБ «Южное» была поручена разра- ботка ряда советско- французских спутников: «Ореол-1», «Ореол-2» и «Ореол-3». Эти спут- ники были успешно за- пущены в 1971, 1972 и 1981 гг. С помощью комплексов научной 610
Глава 6 КА «Ореол-3» аппаратуры обнаружено большое количество неизвест- ных ранее плазменных эффектов в магнитосфере. По результатам исследований, проведенных на советско- французских спутниках, опубликовано большое количе- ство научных работ и докладов на международных кон- грессах. Во Франции была учреждена памятная медаль в честь успешной работы уникального КА «Ореол-3», ко- торой награждены и ряд советских специалистов, в т.ч. со- трудники КБ «Южное» и ПО ЮМЗ. Космический аппарат Egyptsat-1 Назначение аппарата - съемка заданных участков поверхности Земли и передача сообщений электронной почты. Заказчик - Национальное управление по дистан- ционному зондированию и космическим наукам Египта (NARSS). Запуск КА Egyptsat-1 осуществлен с космодрома Байко- нур 17 апреля 2007 г. Сотрудничество КБ «Южное» с Егип- том в области создания космических систем и спутников на- чалось с презентации предложений КБ «Южное» и ПО ЮМЗ в Национальном управлении по дистанционному зонди- рованию и космическим наукам Египта (NARSS, г. Каир) в октябре 2000 г. Помимо Украины презентации своих пред- ложений провели представители фирм Англии, Франции, Германии, Италии, России, Китая, Южной Кореи и ЮАР. На основе предложений участников презентации был проведен КА Egyptsat-1 Основные характеристики КА Egyptsat-1 Масса-160 кг Расчетные параметры орбиты: - высота - 668 км - наклонение орбиты - 98,05 ° Расчетное время активного существования - 5 лет Ракета-носитель - «Днепр-1» тендер. В ходе жесткой конкурентной борьбы в июне 2001 г. победа была присуждена КБ «Южное», которая юридически закреплена подписанием 24 октября 2001 г. контракта на проектирование, изготовление, запуск, обучение и переда- чу технологий для спутника Egyptsat-1 между КБ «Южное» и NARSS. Проект имел некоторые особенности по сравнению с теми заказами, что предприятию приходилось выполнять ранее. Он предусматривал выполнение комплекса новых по составу и разноплановых по характеру работ. В их состав, кроме разработки, изготовления и ввода в эксплуатацию космической системы, входили: - обучение команды египетских специалистов; - передача технологий; - комплектование и поставка в Египет оборудования, аппаратного и программного обеспечения для организа- ции проектного офиса, а также подготовка лаборатории для сборки и испытаний технологической и летной моделей спутника. Программа обучения предусматривала проведение общего и специального теоретического и компьютерного обучения посредством участия в работах на рабочих местах в КБ «Южное» и на украинских предприятиях-субподрядчи- ках. Запуск 17 апреля 2007 г. и дальнейшая успешная работа на орбите этого спутника в течение более трех лет сделали реальностью выход предприятия на международный рынок космических услуг в части создания и эксплуатации косми- ческих систем. 611
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Космические аппараты, разработка которых передана другим организациям или прекращена Космический аппарат «Метеор» Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 30 октября 1961 г. ОКБ-586 была поручена разработка кос- мического аппарата для отечественной метеорологической системы «Метеор». Для выведения космических аппаратов планировалось использовать разрабатываемую в то время в ОКБ-586 двухступенчатую ракету-носитель 65СЗ. Разра- ботка эскизного проекта космического аппарата «Метеор» проводилась в 1961-1962 гг. По техническому заданию и проекту в состав космического аппарата входила следующая основная исследовательская аппаратура: - телевизионная (разработчик - Всесоюзный научно-ис- следовательский институт телевидения); - инфракрасная (разработчик - НИИ-10); - актинометрическая (разработчик - ЦКБ «Геофизика»), Обеспечивающий комплекс состоял из системы элек- троснабжения на базе ориентируемой солнечной батареи, гравитационной системы ориентации и стабилизации с газореактивной системой для первоначальной ориента- ции космического аппарата на Землю, телеметрической и командно-программной систем. Масса космического ап- парата на стадии эскизного проекта соответствовала про- ектным энергетическим возможностям ракеты-носителя 65СЗ. В процессе разработки в ОКБ-586 была определена основная кооперация смежников, найдены удачные тех- нические решения по отдельным системам (в частности, раскрывающаяся зонтичная антенна для телевизионной аппаратуры). Однако в силу различных причин, вызванных в первую очередь необходимостью использования всех име- ющихся мощностей ОКБ-586 и завода под разработку ново- го поколения ракет стратегического назначения и тяжелой ракеты-носителя Р-56, МКЯнгель вышел с предложением о передаче разработки космического аппарата «Метеор» во Всесоюзный научно-исследовательский институт элек- тромеханики, а ракеты-носителя 65СЗ и космических аппа- ратов связного назначения - в ОКБ-Ю. Комиссия Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам поддержала это пред- ложение, сохранив за ОКБ-586 головную роль по системе. В результате работы по этим темам были переданы на вы- шеуказанные предприятия. В мае 1962 г. во Всесоюзный НИИ электромеханики была передана разработанная про- ектная документация по космическому аппарату «Метеор» и направлена бригада специалистов для оказания помощи в дальнейшей его разработке. В течение 1962 г. в проект были внесены существенные изменения: гравитационная система ориентации и стабили- зации была заменена на активную электромаховичную си- стему, разработана система ориентации солнечных батарей, внесены изменения в конструкцию космического аппарата. За ОКБ-586 осталась разработка, а за заводом № 586 - из- готовление и поставка корпусных узлов, газореактивной си- стемы, антенно-фидерных устройств и др. До середины 1966 г. сборка и испытания космических аппаратов производились во Всесоюзном НИИ электроме- ханики, а в КБЮ и на заводе № 586 - подготовка к серийно- му производству космического аппарата. С1966 по 1971 г. изготовление космических аппаратов «Метеор» произво- дилось Южным машиностроительным заводом по докумен- тации Всесоюзного НИИ электромеханики, переработанной КБ «Южное» в соответствии с нормативно-техническими требованиями отрасли. В1971 г. Всесоюзный НИИ электромеханики организовал сборку и испытания космического аппарата в своем Истринском фи- лиале (ныне НИИ электромеханики), который полностью освоил произ- водство аппарата, продолжая его со- вершенствования доныне. Как след- ствие некоторого «перетяжеления» космического аппарата и отставания в работах по носителю 65СЗ, было принято решение использовать для запуска космического аппарата «Метеор» ракету-носитель 8А92М. Первые пять запусков КА «Метеор» проведены с космодрома Байконур, последующие, начиная с № 6, - с космодрома Плесецк сначала но- сителями 8А92М, а затем 11К68. В1969 г. космическая метеорологи- ческая система «Метеор» принята в эксплуатацию. 612
Глава 6 КА «Пчела» и «Стрела» Космические аппараты «Пчела» и «Стрела» Постановлением ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР от 30 октября 1961 г. ОКБ-586 были поручены раз- работка и создание эксперименталь- ных космических систем специальной связи для Министерства обороны СССР («Стрела», «Пчела») при помо- щи космических аппаратов, располо- женных на случайных некорректиру- емых орбитах, которые обеспечивают радиозональное перекрытие всей земной поверхности. Кос- мические аппараты разрабатывались на базе имеющейся технологической оснастки. Корпус космических аппаратов был выполнен из двух полусфер радиусом 400 мм, на одной из которых размещен выносной радиатор системы термо- регулирования, а на другой - солнечная батарея кольцевого типа. Масса космического аппарата составляла 75 кг. Кос- мические аппараты предполагалось выводить на круговые орбиты высотой 1500 км, срок активного существования космических аппаратов - 3 месяца. Основные технические решения, принятые ОКБ-586 при проектировании космических аппаратов «Пчела» и «Стре- ла», были сохранены после передачи разработок в ОКБ-Ю в 1962 г., но на последующих стадиях уточнены исходя из конкретных возможностей производства завода-изгото- вителя в г. Красноярске. Реализована схема выведения до шести космических аппаратов «Стрела» одной PH 11К68. КА «Янтарь» Работы по этому направлению велись в ОКБ-586 с 1961 г. (проработка предложений), и к середине 1962 г. ОКБ-586 сформировало свои предложения по космиче- ским аппаратам. По результатам этих работ приказом Го- сударственного комитета по оборонной технике при Совете Министров СССР от 23 ноября 1963 г. на ОКБ-586 была воз- ложена задача создания специальных космических аппара- тов для фотографического наблюдения, которые получили название «Янтарь-1»(обзорного наблюдения) и «Янтарь-2» (детального наблюдения) с индексами разработчика ДС-Ф2 и ДС-Ф4 соответственно. Были разработаны эскизные про- екты на КА, документация на отдельные экспериментальные узлы, была изготовлена материальная часть для отработки, включая крупногабаритные узлы для проведения объемно- го макетирования. Однако в 1967 г. дальнейшая разработка указанных КА была передана в Филиал № 3 ОКБ-1 (ныне ЦСКБ. г. Самара), где и была успешно реализована. Космические аппараты «Янтарь» Работы над темой «Янтарь» начались в 1963 г. Про- грамма предполагала создание нового поколения косми- ческих аппаратов фотографического наблюдения. Первое поколение такого типа космических аппаратов («Зенит-2», «Зенит-4») разработано в ОКБ-1. Разработка космической телевизионной глобальной системы наблюдения Разработка космической телевизионной глобальной сис- темы наблюдения проводилась КБ «Южное» с 1971 г. В эскизном проекте были приняты новые, нетрадиционные на то время решения - использование ядерной энергетической 613
История развития отечественных автоматических космических аппаратов установки, электроплазменной двигательной установки, си- стемы терморегулирования с широкими возможностями, автономной навигационной системы и др. В дополнение к эскизному проекту проработан вариант энергетической установки с солнечными батареями и с запуском КА но- сителем 11К77. Дальнейшая разработка КА была передана в Центральное КВ машиностроения, но там продолжения не получила. Отдельные системы, разработанные по техниче- скому заданию и исходным данным КБ «Южное» (телеви- зионная система, видеомагнитофоны, оптикоэлектронные блоки), нашли свою дальнейшую жизнь практически без переделок в других космических системах. Разработка гелиофизической станции Разработка гелиофизической станции (КА ДС-ГФС) была предложена КБ с целью создания КА с расширенны- ми возможностями по изучению Солнца и солнечно-зем- ных связей (в сравнении с предыдущими КА типа ДС-УЗ-С). Был разработан эскизный проект станции как многоцелевой платформы. Новизна и сложность создания системы ори- ентации требуемой точности в короткие сроки, отказ от уча- стия в создании КА основной смежной организации явились одной из причин, по которой дальнейшая разработка была приостановлена. В последующем создание КА для изучения Солнца и солнечно-земных связей было возобновлено на новой конструктивной базе (платформа АУОС-СМ). Разработка КА «Тайфун-3» Разработка КА «Тайфун-3» была поручена постанов- лением 1984 г. КА был задуман как дальнейшее развитие базовой унифицированной платформы, на основе кото- рой создавались космические аппараты типа «Тайфун-2», АУОС-3 и др. КА был оснащен имитаторами одиночных многоэлементных целей различного геометрического исполнения (шар, конус, цилиндр), оснащался спе- циальной системой отделе- ния указанных элементов с различными скоростями и системой замера этих скоростей. Была разрабо- тана конструкторская до- кументация и практически завершена наземная экс- периментальная отработка. Однако дальнейшего про- должения тема не получила в связи с отказом Заказчи- ка от ее разработки и при- нятием решения об исполь- зовании средств наземной юстировки. Гелиофизическая станция 614
Глава 6 КА «Тайфун-3» В начале 1980 г. КБ «Южное» прорабатывало возмож- ность создания специального КА для обнаружения на даль- них подступах крылатых ракет потенциального противника с помощью бортового радиолокатора с синтезированной апертурой. Работы проводились совместно с НИИ ВКРС (МРП) - головная организация, НИИ-17 (МРП) - разра- ботчик радиолокатора, ОКБ им. АНТуполева (самолеты- перехватчики). Эта работа (тема «Турмалин») потребовала уникальных нетрадиционных конструктивных решений, в частности, по антенной системе и ее увязке с аппаратом, выбора оптимального состава бортовой обеспечивающей аппаратуры и космической платформы. Удалось найти удач- ные решения и выпустить аванпроект, но дальнейшая раз- работка была прекращена из-за отказа Заказчика. инского модуля на МКС. При этом предполагалось, что украинская сторона примет участие в создании, оснащении и запуске одного из научно-исследовательских модулей, создаваемых в составе российского сегмента МКС. Работы по оценке возможности создания этого модуля и средствам его запуска были поручены ГКБ «Южное». После детальной, совместной с РКК «Энергия», проработки ГКБ «Южное» подготовило технические обоснования и пред- ложения по облику украинского научно-исследовательского модуля, средствам его выведения, особенностям интер- фейса с российским сегментом, организационным и эко- номическим аспектом проекта. Параллельно с этим НКАУ и Росавиакосмос с участием ГКБ «Южное» и РКК «Энергия» готовили проекты межправительственных решений, техни- ческие и юридические документы участия Украины в МКС. По результатам проработок украинский модуль был по- добен российскому, но был более крупным по объему, ис- пользовал в своем составе стандартное интерфейсное обо- рудование (средства причаливания и стыковки, ряд бортовых устройств и т.д.) российского научно-исследовательского мо- дуля, но конструктивно и по оснащению научными прибора- ми отличался от него, т.к. исходил из возможностей запуска ракетой-носителем «Зенит». Было предложено усовершен- ствовать и российский модуль, т.к. энергетические возмож- ности «Зенита» позволяли создать унифицированный корабль-модуль, в т.ч. для доставки грузов на МКС (в частно- сти, доставка топлива при этом увеличивалась почти вдвое), что привело бы к существенному сокращению количества за- пусков по сравнению с кораблем «Союз» - «Прогресс». На- правление работ по унификации российского и украинского модуля было признано наиболее целесообразным. В октябре 1997 г. НКАУ совместно с НАН Украины был сформирован Координационный комитет по научным ис- следованиям и технологическим экспериментам, который разработал новую научную программу. При этом были обо- значены приоритетные направления исследований на МКС: Международная космическая станция Международным кос- мическим сообществом в 1980-е гг. было приня- то решение по созданию Международной космиче- ской станции - постоянно действующей орбитальной лаборатории. В середине 1997 г. НКАУ совместно с Ро- савиакосмосом в рамках со- трудничества обсудили воз- можность участия Украины в создании отдельного укра- Заседание Госкомиссии по запуску спутника «Интеркосмос-1» 615
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Ветераны КБ-3.20 петие «Интеркосмоса-1». 1989 г. - космическая биология, биотехнология и медицина; - космические технологии и материаловедение; - физико-химические процессы в условиях микрогра- витации; - астрофизика и заатмосферная астрономия; - исследование Земли и «ближнего» космоса; - космическая энергетика. Было представлено около 400 проектов украинских ученых, на основе которых впоследствии была создана про- грамма исследований на украинском модуле МКС. В марте 1998 г. предложения от Украины были обсуждены в NASA, получили одобрение и техническую поддержку. В частно- сти, было решено унифицировать рабочие места украин- ского модуля с подобными американскими. В НПК «Курс» (г. Киев) - намечаемый разработчик этих рабочих мест Украинский исследовательский модуль МКС - были переданы необходимые технические документы и требования. ГКБ «Южное» подготовило ряд технических документов для научных организаций в части требований по увязке научной аппаратуры с модулем. В дальнейшем из- за ограниченных финансовых возможностей было принято решение о переносе части из запланированных эксперимен- тов на российский модуль МКС. Космические аппараты, созданные в 1992-2015 гг. В 1993 г. была разработана и утверждена первая Наци- ональная космическая программа Украины, которая ставила своей целью сберечь научный и производственный потен- циал космической отрасли и обеспечить условия для выхода Украины на международный рынок космических услуг. В первую очередь это касалось разработок ГКБ «Южное», ПО «Южмашзавод» и кооперации украинских предприятий-соиспол- нителей. В этой Программе значительное внима- ние уделялось дальнейшему развитию и созданию методов и средств дистанционного зондирования Земли в интересах науки и народного хозяйства С целью увеличения эффективности и практиче- ской отдачи этих исследований в 1995 г. был осу- ществлен запуск первого спутника под юрисдикци- ей Украины С1ч-1, разработанного ГКБ «Южное» и оснащенного средствами дистанционного иссле- дования Земли и Мирового океана. Запуском на орбиту этого спутника началось создание в Украи- не национальной космической системы С1ч-1. 616
Глава 6 Космический аппарат &ч-1 Назначение аппарата: - оперативное обеспечение потребителей регу- лярной информацией о ледовой обстановке в по- лярных областях; - накопление потребителями опыта по исполь- зованию данных дистанционного зондирования с помощью космических средств; - отработка исследовательской аппаратуры; - совершенствование методов и средств дистан- ционного зондирования ледовых полей; - построение температурных карт северной и экваториальной Атлантики; - изучение неоднородностей открытых аквато- рий Мирового океана. Заказчик - Национальное космическое агент- ство Украины, Российское космическое агентство. Задача запуска первого космического аппара- та под юрисдикцией Украины стимулировала ре- шение других не менее важных задач, связанных с созданием национальной инфраструктуры средств управления космическими аппаратами, приема, обработки и распространения исследо- вательской информации, подготовкой в Украине пользовательских структур. Все это послужи- ло основой для создания космической системы С!ч-1 - первой украинской космической системы наблюдения Земли, предназначенной для полу- чения информации о подстилающей поверхности Земли дистанционными и контактными методами. Если разработка и изготовление космического аппарата и ракет-носителей является для Украи- ны традиционной специализацией машиностро- ительного комплекса, то по другим важнейшим компонентам космической системы - наземному специальному комплексу и наземному комплексу управления космического аппарата - имелись толь- ко отдельные элементы, не способные обеспечить регулярное и полное выполнение необходимых си- стемных функций. Так, только в Центре радиофи- зического зондирования Земли Национальной ака- демии наук Украины и Морском гидрофизическом институте Национальной академии наук Украины эпизодически принималась информация с косми- ческого аппарата «Океан-О1» в исследовательских целях. Командно-измерительные комплексы, рас- Основные характеристики КА С1ч-1 Масса-1960 кг Расчетные параметры орбиты: -высота -600-700 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Расчетное время активного существования - 6 мес. Ракета-носитель -11К68 КА Ci4-1 на сборке 617
История развития отечественных автоматических космических аппаратов положенные на территории Украины, играли обеспечива- ющую роль по отношению к Центрам управления полетом космическими аппаратами, расположенным на территории Российской Федерации. Все перечисленные задачи создания системы С!ч-1 были успешно решены в сжатые сроки - менее двух лет. В результате в Украине создан наземный комплекс управ- ления, который отвечает современным требованиям, не уступает аналогичным комплексам Российской Федерации и отличается от них однопунктной технологией работ по управлению космическим аппаратом и по проведению тра- екторных измерений. Учитывая потребность национальных пользователей в информации дистанционного зондирова- ния, в Украине создан наземный комплекс приема, обработ- ки и распространения такой информации в составе Центра планирования и координации, пункта приема информации, Центрального государственного архива, комплекса средств связи и передачи данных. Запуск космического аппарата Ci4-1 осуществлен 31 августа 1995 г. с космодрома Пле- сецк ракетой-носителем «Циклон-3». Только за первый год эксплуатации космического аппарата С1ч-1 обеспечено выполнение 130 заявок пользователей Российской Фе- дерации и Украины. В процессе эксплуатации отработаны программное обеспечение и технология решения целого ряда народно-хозяйственных задач (картирование болот и торфяников, определение зон увлажнения почв и полей приводного ветра в центральной части циклонов, оценка состояния озимых культур в осенне-весенний период, кон- троль динамики весенних паводков, в т.ч. экстремального в 1996 г., экологический контроль техногенных загрязнений в Украине и т.д.). Полученные результаты практического использования космической информации с космического аппарата С)ч-1 обеспечивали перспективу решения многих народно-хозяйственных задач на государственном уровне и уменьшения вероятности ошибок в принятии важных реше- ний в области землепользования, экологии, гидрометеоро- логии, строительства, геологии и других отраслей, контроля чрезвычайных ситуаций. Космический аппарат С1ч-1М Назначение аппарата - исследование суши, морей, океанов, атмосферы, ионосферы, а также экологические исследования и поиск полезных ископаемых. Заказчики - Национальное космическое агентство Украины, Россий- ское авиационное космическое агентство. Постановщики экспериментов - ГКБ «Южное», Центр аэрокосмических исследований Земли НАНУ, Институт космических иссле- дований НАНУ и НКАУ, Морской гидрофизический инсти- тут НАНУ, Центр радиолокационного зондирования Земли НАНУ и НКАУ, Государственное предприятие «Днепрокос- мос», Институт космических исследований РАН, Институт радиоэлектроники РАН, Институт физики атмосферы РАН, Центр космических наблюдений Росавиакосмоса, Росги- КА ач-1М Основные характеристики КА С!ч-1М Масса-2220 кг Расчетные параметры орбиты: - высота - 650 км - накпонение орбиты - 82,5 ° Расчетное время активного существования - 3 года Ракета-носитель - «Циклон-3 дрометеоцентр, Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения, Львовский центр института космических исследований НКАУ-НАНУ, Киевский национальный университет, Центр космических исследова- ний Польской академии наук, Лаборатория химии и физики окружающей среды (Орлеан, Франция), Шеффилдский уни- верситет (Великобритания). Запуск КА «С!ч-1М» осущест- влен с космодрома Плесецк 24 декабря 2004 г. Космический аппарат М1крон Назначение аппарата - дистанционное зондирование Земли и отработка новых конструктивно-технологических решений. Заказчик - Национальное космическое агентство Украины. Запуск КА М)крон осуществлен с космодрома Пле- сецк 24 декабря 2004 г. 618
Глава 6 Космический аппарат &ч-2 Назначение аппарата - дистанционное зондирование Земли. Заказчик - Национальное космическое агентство Украины. Запуск КА С1ч-2 осуществлен с базы Ясное (Российская Федерация) 17 августа 2011 г. Далее в рамках этой програм- мы были созданы и запущены в 2004 г. на орбиты спутники С1ч-1М и «Микроспутник», а в 2011 г. - КА нового поколе- ния Ci4-2 (МС-2-8). В1994-2000 гг. продолжались запуски ранее разработанных КА научного, оборонного и народно- хозяйственного направления (на базе АУОС-3 и АУОС-СМ, «Океан-О», «Целина-2» и др.), изготовление и функциони- рование на орбите в течение длительного времени обеспе- чивали ГКБ «Южное» и ПО ЮМЗ. Последующие националь- ные космические программы Украины были нацелены на создание новых, более перспективных, космических средств научного, природоресурсного и других направлений, в т.ч. для международного сотрудничества. Перспективные космические аппараты В настоящее время коллектив предприятия, используя опыт разработки и эксплуатации КА на базе современных технологий, проводит большой объем работ по созданию перспективных КА в интересах и по заказам Государствен- ного космического агентства Украины, а также для между- народного сотрудничества и коммерческого использования. Сюда относятся перспективные КА для космических систем дистанционного зондирования Земли (КА С!ч-2М, С!ч-3-0 с оптическими приборами для ДЗЗ), перспективные КА для космических систем исследования околоземного космиче- ского пространства (1оносат, 1оносат-м!кро) и для нацио- нальных спутниковых систем связи и телевидения (Либщь и др.). Кроме того, молодые инженеры и техники ГКБ «Южное» участвуют в национальном проекте по созданию молодежных (университетских) спутниках типа УМС-1 и их модификаций. Космический аппарат типа С!ч-2М представляет собой существенно модернизированный КА Ci4-2 с установкой сканера высокого разрешения, который позволяет улучшить разрешение на местности с 8 до 2 м. Кроме того, существен- но повышаются другие функциональные возможности КА. КА по проектам 1оносат и 1оносат-м!кро разрабатывают- ся для проведения наблюдений динамических процессов в ионосфере Земли и технологических экспериментов Основные характернстнкн КА Ci4-2 Масса -165 кг Расчетные параметры орбиты: -высота-668 км - наклонение орбиты - 98,05 ° Расчетное время активного существования - 5 лет Ракета-носитель - «Днепр-1» Основные характернстнкн КА Мпгрон Масса-67 кг Габаритные размеры: - негерметизированный корпус - 430 х 430 х 957 мм - КА в рабочем положении -1240х 1240 х 3845 мм Расчетные параметры орбиты: - высота - 650 км - наклонение орбиты - 82,5 ° Расчетное время активного существования - 3 года Ракета-носитель - «Циклон-3» (попутно с КА Ыч-1М) КА Ыч-2 619
История развития отечественных автоматических космических аппаратов по отработке бортовых приборов и элементов перспективных КА. КА по проекту С1ч-3-Р предусматривает создание радио- локационного спутника высокого разрешения, а телекомму- никационный КА по теме Либщь - создание спутника для на- циональной спутниковой системы связи и телевидения. Заключение За более чем 50 лет работы по созданию космических аппаратов ГП «КБ «Южное» совместно с кооперацией разработало 72 типа космических аппаратов, сдало в экс- плуатацию 17 космических комплексов мирового уровня, осуществило запуск на орбиту более 400 космических аппа- ратов собственной разработки. К достижениям предприятия следует, в частности, отнести: - разработку и реализацию впервые в мировой практи- ке принципа создания унифицированных платформ КА как основы специализированных КА, получаемых в результате оснащения платформ комплексами аппаратуры целевого назначения; - реализацию на аппаратах собственной разработки (од- ним из первых в СССР) гравитационно-магнитных систем стабилизации различного класса и астротелевизионных систем прецизионной индикации параметров углового по- ложения КА; - разработку и реализацию систем электроснабжения КА различного класса, использующих оригинальные решения в части секционирования солнечных батарей; - разработку и внедрение в практику высокоэффектив- ных активных и пассивных систем обеспечения температур- ных режимов КА, газореактивных и жидкостных двигатель- ных установок систем ориентации и стабилизации КА; - разработку и реализацию методов проектирования широкого круга эффективных антенных систем для ракет- носителей и космических аппаратов, решение проблемы обеспечения непрерывной радиосвязи. За прошедшие годы накоплен значительный научно-тех- нический потенциал, воспитан коллектив высококвалифи- цированных специалистов, создана экспериментальная база для развития традиционных и новых направлений космиче- ской техники. Предприятие имеет большой опыт международного сотрудничества в области космических исследований. Со- вместные проекты выполнялись со странами Восточной Европы, Францией, Индией, Швецией, Египтом. Вместе с ГП «КБ «Южное» большой вклад в развитие космического на- правления внес головной завод-изготовитель космических аппаратов ГП «ПО «Южный машиностроительный завод», которым за рассматриваемый период разработан и вопло- щен в производство ряд уникальных технических решений и мероприятий, способствовавших эффективному и каче- ственному изготовлению космических аппаратов, работо- способности бортовых систем и КА в целом на всех этапах пуска и полета. Руководители космического производства ПО ЮМЗ ВАЦунзе В1966—1981 гг. - начальник производства ПО ЮМЗ. Лауреат Государственной премии СССР В.Ф.Бышок В 1982—1987гг. - начальник производства ПО ЮМЗ. Лауреат Государственной премии СССР Н.М.Иванов В 1989—1993 гг. - начальник ракетно-космического производства ПО ЮМЗ. Лауреат Ленинской премии Г.М.Зайцев В 1968—1993 гг. - начальник цеха космических аппаратов ПО ЮМЗ ВАЩеголь В1993-2005 гг. - начальник цеха космических аппаратов ПО ЮМЗ. Герой Украины. Лауреат Гхударственной премии Украины 620
Глава 6 Основными разработками в технике и технологии КА были: - стапели для сборки КА и его систем; - юстировочный стапель для обеспечения точности на- ведения измерительной аппаратуры на объекты земной по- верхности; - стапель для поднятия (сборки) солнечных батарей; - стапель для раскрытия СБ; - уникальный стенд для определения координат центра тяжести КА с использованием эффекта «воздушной подуш- ки»; разработана и освоена методика точных и достоверных измерений; - уникальный стенд для определения центра и моментов инерции главных элементов конструкции и КА в целом; соз- дана и отработана методика определения и расчета момен- тов инерции с погрешностью не больше 2-3 %; - не имеющая аналогов в Украине установка для из- мерения магнитности космического аппарата в сборе, в конструкции которой применены немагнитные спец- сплавы и материалы с особыми свойствами и методики определения магнитных моментов и способы их компен- сации; - установка термовакуумных испытаний космических аппаратов, имитирующая работу КА в космических условиях; - полностью экранированные станции для проведе- ния проверочных и комплексных испытаний КА в сборе на функционирование систем радиотехнической разведки, специальная барокамера для испытания корпусов КА на суммарную негерметичность с чувствительностью не ниже 1 х 10'4мм. рт. ст./с; - оригинальная технология изготовления каркасов сол- нечных батарей, крепления сетчатых конструкций и соб- ственно ВБ, разработанная и освоенная в производстве. Также разработан и воплощен в производство ряд уни- кальных технических решений и мероприятий, которые спо- собствовали эффективному и качественному изготовлению космических аппаратов, работоспособности систем КА на всех этапах пуска и полета, среди которых: - оснащенные уникальным совершенным оборудова- нием технологические процессы изготовления гибких тон- костенных зубчатых колес волновых редукторов, приме- няемых в высокоточных приводах перемещения основных элементов и аппаратуры КА, предложенные специалистами завода; - технология изготовления многоступенчатых мелкомо- дульных (модуль 0,2-2,5 мм) редукторов приводов откры- тия (закрытия) жалюзи КА, отработанная на заводе; - технология изготовления высокоточных волноводов АФУ из тонкостенных медных труб прямоугольного сечения; - технология изготовления магнитно-гистерезисных муфт включения приводов поворота СБ; - технология изготовления бронзографитовых ролико- вых токосъемников из сплава БрМБК; - способы защиты аппаратуры и БКС от статического электричества (напряжения) в процессе изготовления и кон- трольных испытаний; Руководители и специалисты КБ-3 Б.Е.Хмыров В1977-1984 гг. - начальник и главный конструктор КБ-3. Д.ф.-м.н. Лауреат Государственной премии СССР С.Н.Конюхов В1984-1987 гг. - начальник и главный конструктор КБ-3. Герой Украины. Академик НАН Украины. Лауреат Государственной премии СССР и Украины В.И.Драновский В1987-2005 гг. - начальник и главный конструктор КБ-3. Д.т.н. Член-корр. НАНУ. Лауреат Государственной премии СССР и Украины АЛ.Макаров В 2005-2014 гг,— начальник и главный конструктор КБ-3. Лауреат Государственной премии Украины В.Н.Маслей С 2014 г. - начальник и главный конструктор КБ-3 621
История развития отечественных автоматических космических аппаратов К.Е.Хачатурян В1968-1972 гг. - заместитель главного конструктора КБ-3 К.Г.Белоусов С2014 г.-заместитель главного конструктора КБ-3 В.Г.Васильев В1994-1998 гг- заместитель главного конструктора КБ-3. К.т.н. ЕИ.Уваров В1965-1991 гг - начальник отдела КБ-3. К.т.н. Заслуженный машиностроитель УССР В. О. С и дорук С 2005 г. - заместитель главного конструктора КБ-3. Почетный работник космической отрасли Украины В.С.Гладилин С2001 г. -заместитель главного конструктора КБ-3. Лауреат Государственной премии СССР и Украины. Заслуженный ветеран космической отрасли Украины В.С.Варывдин В1965-1996 гг- начальник отдела КБ-3. П.т.н. Заслуженный машиностроитель УССР ЮАШовкопляс С2003г-заместитель главного конструктора КБ-3 И.М.Поллуксов В1968-1987 гг. - начальник отдела КБ-3 ИАВдовиченко В1969-1980 гг- начальник отдела КБ-3 622
Глава 6 И.С.Игдалова В1973—1984 гг.— начальник отдела КБ-3 И.П.Козлов В1975-1976 гг- начальник отдела КБ-3 АЛОльшевский С1996 г- начальник отдела КБ-3 Лауреат Государственной премии Украины (дважды) Г.В.Тарасов В2001-2006 гг,- начальник отдела КБ-3 ЮАКоломин В1984-2006 гг. - начальник отдела КБ-3. Лауреат Государственной премии Украины В.Н.Паппо-Корыстин В1961-1969 гг. - ведущий конструктор КБ-3. К.т.н. Лауреат Ленинской премии ЮДСалтыков В1985-2006 гг. - начальник отдела КБ-3. Лауреат премии им. Ленинского комсомола, Государственной премии Украины ВАШабохин В1961-2010 гг. -ведущий конструктор КБ-3. К.т.н. Лауреат премии им. Ленинского комсомола Д.Г.Белов В1986-2010 гг- начальник лаборатории КБ-3. Кт.н. Заслуженный машиностроительУкраины И.НЛысенко В 1976—1990гг. - ведущий конструктор КБ-3. Лауреат Государственной премии СССР 623
История развития отечественных автоматических космических аппаратов С.И.Гуц В1976-1988 гг. - ведущий конструктор КБ-3. Лауреат Государственной премии СССР В.М.Бровко В1980-1991 гг. -ведущий конструктор КБ-3 - технология изготовления выдвижного гравитационно- го стабилизатора длиной 17000 мм, в котором основным элементом является стальная закаленная лента особого со- става, имеющая эффект памяти; - камеры тепла и холода для проверки функциониро- вания бортовых приборов при температурах в диапазоне от -50 до +50 °C, камеры для испытаний во влажной среде, установки для испытаний бортовой аппаратуры и приводов на ресурс, разработанные, изготовленные и внедренные в производство цеха изготовления бортовой аппаратуры и приборов космических аппаратов. Вместе с ГП «КБ «Южное» в разработке, изготовлении, испытаниях и эксплуатации КА участвовала широкая коопе- рация предприятий и организаций многих отраслей про- мышленности и организаций заказывающих ведомств. ВКЛАД ЦНИИмаш В СОЗДАНИЕ И РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ 'VP.Успеиск/ш, К..С.Ё~исии, Участие ЦНИИмаш в создании отечественных автоматических космических аппаратов для фундаментальных космических исследований Центральный научно-исследовательский институт маши- ностроения начал исследования системных вопросов созда- ния автоматических космических комплексов научного на- значения в 1962 г. в рамках комплексной НИР «Исследование систем ИСЗ специального назначения» (головной отдел под руководством Л.Г.Головина). Целевым назначением темы в направлении фундаментальных космических исследований было определение целесообразных областей применения космических систем для решения конкретных научных задач, а также формирование перечня необходимого научно-про- ектного задела по космическим аппаратам и ракетам-носите- лям. В институте с участием других организаций был впервые проведен анализ существующих и разрабатываемых в нашей стране и за рубежом космических систем научного назначе- ния, определены перспективные направления использования космической техники для решения планируемых задач, вы- работан ряд требований и сформулированы основные фун- даментальные и прикладные научно-технические проблемы, связанные с созданием космических комплексов. На основании указанных исследований был разрабо- тан проект первой долгосрочной десятилетней программы работ по ракетно-космической технике, одобренный кол- легией Государственного комитета по оборонной технике и послуживший основой для постановления ЦК КПСС и 624
Глава 6 Совета Министров СССР от 3 августа 1964 г. (Л.Г.Головин, А.Д.Коваль, В.П.Сенкевич, В.В.Алавердов, Б.И.Желтецкий, ЮЛ.Яковлев и др.). С этого времени специалисты института все более ак- тивно принимают участие в государственной экспертизе разработок, ведущихся в конструкторских бюро, многие сотрудники входят в состав государственных комиссий по испытаниям автоматических космических аппаратов науч- ного назначения (ЮАМозжорин, Л.Г.Головин, А.Д.Коваль, А.Т.Горяченков, Г.Р.Успенский, Н.П.Щербакова, А.И.Рембеза, В.М.Суриков, И.К.Бажинов и др.). Большой цикл работ был выполнен в рамках темы «Ис- следование перспектив развития космической техники», в частности, были определены предельные возможности разрабатываемой космической техники при решении все более сложных задач исследования Луны. В рамках этой темы впервые были предложены методические разработки по комплексному анализу перспектив развития ракетно- космической техники как сложной управляемой системы (В.П.Сенкевич, Е.С.Глубоков, ААЕременко, Б.ИЖелтецкий, А.Ф.Штрингиль, Ю.С.Власов, Г.С.Никитин, В.В.Алавердов). Была разработана и апробирована базовая модель ком- плексного анализа РКТ, представляющая собой с позиций теории системного анализа иерархическую структуру эле- ментов и связей для определения перспектив развития кос- мической деятельности. Существенный теоретический и практический вклад был сделан в дело разработки и оптимизации программ освое- ния космоса с учетом важности задач, технических характе- ристик космических комплексов и экономических показате- лей. Особо важным моментом была реализация на практике рекомендуемых исполнителями схем управления работами по ракетно-космической технике и основных этапов их про- гнозирования и планирования. Эти схемы использовались до 1992 г. и лишь частично изменились в 1992-1995 гг. Основными задачами в то время являлись разработка и обоснование основных направлений и государственных программ развития ракетной и ракетно-космической техни- ки на пятнадцатилетний и на десятилетний периоды, проек- тов пятилетних планов по ракетной и ракетно-космической технике, проектов годовых отраслевых планов НИР и ОКР. С учетом требований Министерства общего машинострое- ния, Министерства обороны и Академии наук СССР работы по прогнозированию и планированию космической техники проводились при широкой межведомственной кооперации предприятий и организаций при головной роли ЦНИИмаш. В этот период были выполнены первые количествен- ные оценки показателей важности отдельных направлений и работ в области РКТ; определены первоочередные цели и задачи научного направления космической деятельности; проведен комплексный анализ тактико-технических, экс- плуатационных и экономических характеристик ракет-но- сителей и стартовых комплексов; рассмотрены перспективы развития космических средств научного назначения; раз- работаны предложения по возможным путям сохранения приоритета страны в исследовании Луны и планет с исполь- зованием космических средств в 1968-1975 гг. Исследова- ние перспектив развития космических систем, обоснование рациональных программ их создания строились как на раз- работках конструкторских бюро, так и на собственных про- ектных проработках. С целью определения перспектив развития отечествен- ной ракетно-космической техники потребовалось откры- тие ряда новых комплексных научно-исследовательских тем. Так, в развитие постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 564-180 от 21 июля 1966 г. по реше- нию Военно-промышленной комиссии при Совета Ми- нистров СССР в 1967 г. были начаты межведомственные НИР по исследованию перспектив развития отдельных направлений РКТ на 1971-1985 гг.: «Подъем» (научный руководитель - ЮАМозжорин), «Галактика» (научный руководитель - А.Д.Коваль), «Поиск» (научный руководи- тель - В.М.Суриков), «Прогноз» (научный руководитель - Л.Г.Головин). Эти исследования позволили выработать ряд важных рекомендаций, определить проектный облик и характери- стики ряда будущих автоматических космических аппаратов, систем и комплексов, но одновременно выявилась необ- ходимость взаимной увязки проводимых работ в области космической техники в целом как в плане определения совокупной системы задач и средств, так и в части учета возможностей промышленности и предполагаемого фи- нансирования работ. Необходимость и возможность такого системного подхода к исследованию развития РКТ была де- тально методически обоснована в 1968-1970 гг. в ходе ис- следований по отраслевой теме «Комплексный анализ со- стояния и тенденций развития ракетно-космической техники различного назначения в СССР и за рубежом», заложившей основы комплексного анализа состояния и развития косми- ческой техники различного назначения. В работе по теме принимали участие ведущие организации отрасли и заказчи- ков, такие как ЦКБЭМ, КБ «Южное», КБ им. САЛавочкина, КБПМ Минобщемаша, НИИ-4 МО, Филиал НИИ-4, ЦИВТИ-6 МО, ИКИ, Совет «Интеркосмос» АН СССР и др. В круг ис- следований по упомянутой теме согласно приказам мини- стерства были дополнительно включены работы в области международного сотрудничества (приказ № 293 от 2 октя- бря 1969 г.), что открыло новый этап в деятельности инсти- тута по прогнозированию перспектив развития космической техники, прежде всего в области исследований космоса. В рамках первого направления совместно с институтами АН СССР, Минобороны, Минобразования был проведен ана- лиз целей и задач развития космонавтики на 1971-1985 гг., рассмотрены верхние уровни иерархической структуры це- лей и задач, выполнен анализ текущих отечественных и за- рубежных планов работ по космической технике, сформи- рованы варианты долгосрочной отечественной программы исследований и использования космоса на 1971-1980 гг. с учетом факторов международной обстановки, целевой эффективности и технико-экономических показателей 625
История развития отечественных автоматических космических аппаратов На приеме у Генерального секретаре UK КПСС М.С.Горбачева по результатам успешного выполнения работ по исследованию кометы Галлея. 1986 г. Слева направо: М.В.Зимянин, Л.Н.Зайков, А.И.Дунаев, научный руководитель проекта «Вега» Р.З.Сагдеев, Е.П.Велихов, М.С.Горбачев, технический руководитель проекта «Вега» В.М.Ковтуненко, президент АН СССР А.П.Александров, директор ЦНИИмаш ЮАМозжорин космических систем и воз- можностей отрасли. Были разработаны проект плана НИОКР по космической технике на 1971—1975 гг. и основные направления развития ракетно-косми- ческой техники до 1980 г., предложена методология определения перспектив развития космической техники в части ее ком- плексного анализа и про- гнозирования, усовершен- ствованы и отработаны методы анализа целей и задач применения РКТ, ос- нованные на построении иерархических структур и экспертных оценок, раз- работаны новые матема- тические модели анализа перспективных программ с использованием ЭВМ. С 1989 г. в тематической направленности ЦНИИмаш стали больше проявляться вопросы использования РКТ в интересах науки, народного хозяйства и международного сотрудничества, а также повышения ее целевой эффектив- ности. В этот же период были развернуты и осуществлены широкомасштабные исследования проблем использования космоса в интересах науки и народного хозяйства, включая вопросы применения крупномасштабных космических кон- струкций и пилотируемых комплексов, многоразовых кос- мических систем и робототехнических средств, а также раз- работки программ проведения космических экспериментов. С начала 1970-х гг. специалисты ЦНИИмаш в качестве экспертов принимали активное участие в решении всех проблемных вопросов реализации отечественных проектов изучения Луны, Марса и Венеры. В научно-исследователь- ских работах, проводимых ЦНИИмаш и его кооперацией, определялись и уточнялись направления будущих косми- ческих исследований, предлагались проектные облики перспективных космических средств для фундаменталь- ных и научно-прикладных космических исследований. В общем перечне деятельности сотрудников института в этот период времени особо выделяются опубликованные в научных монографиях результаты работ: анализ тепло- физических свойств доставленного на Землю лунного ре- голита (НААнфимов и др.); создание научной аппаратуры и проведение экспериментов по контролю перегрузки при движении и посадке спускаемых аппаратов серий «Марс» и «Венера» (В.С.Авдуевский, Г.Р.Успенский, З.П.Черемухина, В.В. Семенченко и др.). Очень успешными были миссии автоматических меж- планетных станций «Венера-Галлей-1» и «Венера-Гал- лей-2» (1984-1987 гг.), космических телескопов «Астрон» (1983-1989 гг.) и «Гранат» (1989-1999 гг.). Однако соз- данные на платформе «Фобос», рассматривавшейся как основа для целого ряда современных автоматических КА, автоматические межпланетные станции «Фобос-1» и «Фо- бос-2» потерпели аварии вследствие нештатных ситуаций (1988 и 1989 гг. соответственно), что показало необходи- мость кардинального изменения подходов к качеству соз- даваемой космической техники и процессам управления ею в полете. Большое количество очень востребованных экспе- риментальных данных по космической биологии и физио- логии принесла начатая в 1973 г. программа полетов био- спутников «Бион» с возвращаемым на Землю спускаемым аппаратом, внутри которого проводились эксперименты по изучению действия факторов космического полета на низ- кой околоземной орбите на живые организмы различного уровня сложности - от простейших до грызунов и приматов. Во всех этих проектах специалисты ЦНИИмаш выступали в качестве экспертов, участвовали в работе Государственных комиссий (ЮАМозжорин, В.С.Авдуевский, С.Д.Гришин, Г.Р.Успенский, А.В.Целин, З.П.Черемухина, В.В.Семенченко, М.М.Цимбалюк, С.С.Климов, С.В.Колчин, С.К.Левашко, В.П.Антонов, НАКомиссаров, К.С.Елкин, В.О.Прудкогляд, В.С.Коновалов, В.Б.Пинчук и др.). В рамках программы КОРОНАС (Комплексные Ор- битальные Околоземные Наблюдения Активности Солн- ца) были реализованы три проекта: КОРОНАС-И (1994— 2000 гг.), КОРОНАС-Ф (2001-2005 гг.) и К0Р0НАС-Ф0Т0Н (2009 г.). Несмотря на определенные неудачи, связанные с работой космических платформ в ходе полета КОРОНАС-И и КОРОНАС-ФОТОН, в этой программе была показана на- дежная работа комплексов научной аппаратуры всех без исключения спутников. Также продемонстрирована слажен- ная работа кооперации отечественных НИИ по разработке 626
Глава 6 и изготовлению научных приборов, которая в настоящее время продолжает разработки на современном техно- логическом уровне приборов для исследований Солн- ца в рамках перспективных проектов «Интергелио- Зонд» и «АРКА», а также в рамках ведомственной программы «Геофизика». В этих проектах специали- сты ЦНИИмаш (А.В.Целин, В.С.Коновалов, А.С.Манько, Л. М. Мартынова, В.Ш.Губайдуллин и К.С.Ёлкин) выпол- няли и продолжают выполнять функции экспертов, осуществляющих научно-техническое сопровождение работ. С середины 1980-х гг. большой кооперацией пред- приятий отрасли и смежных отраслей, а также орга- низаций Академии наук и университетов выполнялись опытно-конструкторские работы по пяти основным направлениям: - «Марс» - создание автоматического космиче- ского аппарата для исследования экзосферы, атмосферы, поверхности и недр Марса; - «Спектр» - создание астрофизических обсерваторий для исследования объектов Вселенной в рентгеновском («Спектр-РГ»), ультрафиолетовом («Спектр-УФ») и радио- диапазоне («Спектр-Р» или «РадиоАстрон»); - «Интербол» (1995-2000 гг.) - международный проект изучения взаимодействия земной магнитосферы и солнеч- ного ветра; - «Бион» (1973-1996 гг.) - полеты одиннадцати автома- тических биоспутников для продолжения программы экспе- риментов с живыми организмами по определению степени Спутник «Фотон-М» №2 (ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс») воздействия на их жизнедеятельность факторов космиче- ского полета на низких орбитах искусственных спутников Земли; - «Фотон» (1985-1999 гг.) - полеты спутников для про- ведения космических программ экспериментов по направ- лению «космическая технология» - изучения гравитацион- но-обусловленных явлений при фазовых переходах в ходе получения востребованных промышленностью материалов, а также по направлению «космическая биотехнология» - получению биологических объектов с улучшенными свой- ствами для фармацевтики, сельского хозяйства и решения экологических проблем. На месте посадки спускаемого аппарата «Фотон-М» №2. Рядом с аппаратом в светлой рубашке - сотрудник ЦНИИмаш М.З.Мухоян. На борту КА «Фотон-М» № 2 работало два научных прибора разработки ЦНИИмаш, на их основе проведено шесть космических экспериментов 627
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Спускаемый аппарат КА «Фотон-М» №4 (ОАО «РКЦ «Прогресс»), совершивший полет в июле-сентябре 2014 г. В рамках первой программы создавался автомати- ческий космический комплекс «Марс», запуск которо- го первоначально намечался на 1992 г., но затем он был перенесен на 1996 г. Его создание курировал генеральный директор ЦНИИмаш академик В.Ф.Уткин, под его руко- водством работала Межведомственная экспертная ко- миссия, куда от ЦНИИмаш входили Г.Р.Успенский, А.В. Це- лин, З.П.Черемухина, В.Ш.Губайдуллин, В.С.Коновалов, С.В.Колчин и М.М.Цимбалюк. Необходимо отметить, что на время создания этого комплекса пришелся наиболее тя- желый период перестройки России и ее экономики. Ответ- ственную работу по обеспечению финансами этого проекта в этот период проводил лично академик В.Ф.Уткин, который сумел добиться необходимой государственной поддержки, и автоматический КА «Марс-96» был создан. Однако ава- рия разгонного блока привела к тому, что запуск этого КА 17 октября 1996 г. оказался аварийным, и КА разрушился при входе в плотные слои земной атмосферы. Тем не менее, в 1995 и 1996 гг. были запущены спутники «Интербол-1» и «Интербол-2», с использованием которых была получена очень ценная научная информация по физике магнитного поля Земли. В этом проекте, а также в опытно- конструкторских работах по темам «Бион» и «Фотон» специалисты ЦНИИмаш участвовали как эксперты, со- провождающие эти работы. В 2002,2005 и 2007 гг. состоялись полеты модер- низированных автоматических космических аппаратов «Фотон-М» № 1, № 2 и № 3. К сожалению, старт КА «Фотон-М» № 115 октября 2002 г. был аварийным - взорвалась ракета-носитель «Союз-У». Программы по- летов КА «Фотон-М» № 2 (2005 г.) и № 3 (2007 г.) были в основном успешными, они реализовывались в тесном сотрудничестве со специалистами Европейского косми- ческого агентства. Начиная с полета КА «Фотон-М» № 1 сотрудники ЦНИИмаш принимали активное участие в создании научной аппаратуры и в постановке космиче- ских экспериментов на борту КА этой серии (В.Л.Левтов, М.З.Мухоян, В.В.Романов, В.В.Егунов, В.М.Медов, ААПротопопова, ГАЕмельянов - научная аппаратура «Ви- брокон», «Виброкон-М», «Биоконт», «Биоконт-М»), Боль- шой вклад в экспертизу всех опытно-конструкторских работ внесли А.М.Брыков и К.С.Елкин. Также следует отметить, что в результате работы аварийной комиссии (во главе с В.Л.Левтовым и К.С.Елкиным) по отказу электропечи «По- лизон» на борту КА «Фотон-М» № 2 были сформулиро- ваны рекомендации, позволившие провести доработку этой электропечи, которая впоследствии полностью успешно вы- полнила программу в полете КА «Фотон-М» № 3. Большое значение имела работа экспертов института (А.В.Даниленко и К.С.Елкин) по европейскому космическому тросовому эксперименту YES-2, рекомендации этих экспертов с санк- ции Государственной комиссии были приняты к исполнению постановщиками эксперимента, что позволило избежать не- гативного влияния на полет КА «Фотон-М» № 3 развившей- ся в ходе этого тросового эксперимента нештатной ситуации. Положение в области обеспечения ресурсами фундамен- тальных космических исследований существенно улучшилось в начале 2000-х гг: так, расходы федерального бюджета на Федеральные целевые программы космической направлен- ности удвоились по сравнению с уровнем 2000 г. в абсолют- ном выражении уже в 2002 г., а по уровню относительно объ- ема валового внутреннего продукта нашей страны удвоились в 2009 г. В результате получили ускорение работы по наибо- лее дорогостоящим и длительно реализуемым ОКР - астро- физической обсерватории «Радиоастрон» и автоматической межпланетной станции «Фобос-Грунт» - космического ком- плекса для доставки на Землю образцов вещества Фобоса, спутника Марса. Научно-техническое сопровождение про- цесса создания этих ОКР обеспечивалось несколькими кол- лективами сотрудников ЦНИИмаш, среди которых особую на- грузку несли подразделения под руководством Г.Р.Успенского и АВ.Целина (до 2009 г.), а также К.С.Елкина, В.С.Беляева, В.Ш.Губайдуллина, Н.В.Тарасенко и А.М.Брыкова (с 2009 г.). Космический аппарат «Спектр-Р» (космическая астро- физическая обсерватория - радиоинтерферометр «Радио- астрон») был запущен 18 июля 2011 г. Он успешно функци- онирует до настоящего времени. Сотрудники ЦНИИмаш А. С.Лысак и А. С.Лукичев с научной аппаратурой «Виброкон-ФМ». НабортуКА «Фотон-М» N-4 совершили полет семь научных приборов, созданных ЦНИИмаш и кооперацией 628
Глава 6 Межпланетная станция «Фобос-Грунт» была запущена 9 ноября 2011 г. с Байконура, но не вышла на траекторию перелета к Марсу. Межведомственная комиссия по рассле- дованию причины аварии пришла к выводу, что причиной стало локальное воздействие тяжелой заряженной частицы на бортовой вычислительный комплекс. В работе межве- домственной комиссии, объединившей ведущих специали- стов отрасли и смежных отраслей, РАН и университетов нашей страны, значимую роль сыграли сотрудники ФГУП ЦНИИмаш: В.В.Бодин, К.С.Елкин, А.М.Брыков, В.Ш. Губай- дуллин и Н.В.Тарасенко. В июле 2012 г. был успешно запущен первый малый КА «МКА-ФКИ» из серии малых околоземных спутников, предназначенных для фундаментальных космических ис- следований. До июня 2013 г. работа с ним проводилась в соответствии с «Научной программой экспериментов на КА «МКА-ФКИ» ПН1 с использованием научной аппаратуры «Зонд-ПП» и дополнительной полезной нагрузки в составе гиперспектрометра и мультиспектральных камер». Однако в начале июня 2013 г. связь с этим космическим аппаратом прервалась. Созданная на головном предприятии (ФГУП «НПО им. САЛавочкина») комиссия по выявлению причин возникновения нештатной ситуации пришла к выводу, что авария произошла из-за отказов ОЗУ бортовых вычислитель- ных машин. В ходе летных испытаний научной аппаратуры «Зонд-ПП» было подтверждено соответствие характеристик этой аппаратуры требованиям технического задания и сде- лан вывод, что научные данные, полученные с борта, имеют высокое качество и пригодны для дальнейшей обработки. Вследствие аварийного завершения функционирования КА «МКА-ФКИ» ПН1 до истечения заданного в ТЗ срока актив- ного существования остались не подтвержденными требо- вания в части обеспечения уровня вероятности безотказной работы и гарантированного срока службы космической плат- формы. Эксперты ЦНИИмаш, сопровождавшие ход этой ОКР, обращали внимание специалистов НПО им. САЛавочкина на высокую вероятность возникновения нештатной ситуации с ОЗУ в течение заданного в ТЗ срока активного существова- ния (вследствие низкого качества использованной электрон- ной компонентной базы), но КА был допущен к полету под ответственность головного разработчика. С 19 апреля по 19 мая 2013 г. состоялся полет КА «Бион-М» № 1 - единственного в мире эксплуатируемого автоматического биологического спутника, специализи- рованного на проведении комплекса фундаментальных и прикладных исследований биологических объектов, совер- шающих космический полет. После полета спускаемый аппа- рат биоспутника успешно вернулся на Землю. Космический полет совершили лабораторные мыши, монгольские пес- чанки, тритоны, ящерицы, улитки, растения, рыбки, а также образцы мха и почвы, целый ряд микроорганизмов. В ходе полета было выполнено более 70 экспериментов в области космической биологии, физиологии, радиационной биоло- гии, и только в ходе двух из них по причинам технических отказов аппаратуры все биологические объекты (монголь- ские песчанки и рыбки) погибли, но гибель большого ко- личества лабораторных мышей не привела к потере резуль- татов экспериментов с ними, поскольку на Землю живыми вернулось необходимое количество особей. Полностью успешными были все остальные эксперименты с другими биообъектами. Уже сейчас в результате космических экспе- риментов, выполненных в ходе полета КА «Бион-М» № 1, появились новые данные, востребованные для профилак- тики неблагоприятных изменений в организме космонав- тов. Основная масса проанализированных и обработанных результатов этого полета доложена на целевом заседании ассамблеи КОСПАР в г. Москве, состоявшемся в августе 2014 г. Сотрудники ЦНИИмаш принимали участие в данной миссии не только в традиционном формате научно-техни- ческого сопровождения хода ОКР (подразделения под руко- водством А.И.Иванова и А.М.Брыкова), но и как участники космических экспериментов и разработчики научной аппа- ратуры -семи биоконтейнеров «Биоконт-Б» (главный кон- структор - М.З.Мухоян, главный технолог - ГАЕмельянов, активное участие в работах также приняли Л.В.Медникова, В.М.Медов, К.С.Ёлкин и А.И.Иванов). Второй малый космический аппарат «МКА-ФКИ» ПН2 был запущен 8 июля 2014 г. с комплексом научной аппара- туры «РЭЛЕК», предназначенной для изучения высыпаний релятивистских электронов из радиационных поясов и их воздействия на атмосферу и ионосферу Земли. Аппарат в настоящее время успешно функционирует. (Разработка со- провождалась экспертной поддержкой подразделений под руководством А.М.Брыкова, В.М.Виноградова, В.С.Беляева, В.Ш.Губайдуллина и Н.В.Тарасенко.) В июле-сентябре 2014 г. в ходе 45-суточного полета космического аппарата «Фотон-М» № 4 были успешно выполнены 115 из 130 планируемых космических экспе- риментов в следующих областях: космическое материало- ведение, кристаллизация белков в условиях космического полета, физика экстремального состояния вещества в ус- ловиях микрогравитации, изучение фазовых переходов эвтектических сплавов, физика микрогравитации, экспе- рименты по контролю и управлению уровнем остаточных микроускорений на борту КА, космические биология, фи- зиология и биотехнология, контроль космической радиа- ции; также проведен технический эксперимент апробации нового метода температурного контроля. Важно отметить, что из двадцати двух научных приборов КА «Фотон-М» № 4 семь было разработано и изготовлено специалистами ЦНИИмаш под руководством А.И.Иванова. С использова- нием этих приборов было запланировано выполнение 49 космических экспериментов. Кроме того, специалисты ЦНИИмаш обеспечивали научно-техническое сопровожде- ние всего космического комплекса «Фотон-М» № 4, уча- ствовали в работе комиссий Роскосмоса. Особо значимый вклад в работы проекта «Фотон-М» № 4 внесли следую- щие сотрудники ЦНИИмаш: - в части разработки научной аппаратуры и проведения на ней космических экспериментов: В.Л.Левтов, В.В. Рома- 629
История развития отечественных автоматических космических аппаратов нов, А.И.Иванов, А.С.Лысак, М.З.Мухоян, ГАЕмельянов, А.С.Лукичев, А.Н.Мельденберг, Н.И.Сизова, Л.В.Медникова, А.А.Протопопова, В.Н.Левичев и Г.Ф.Скитев; - в части научно-технического сопровождения: К.С. Ел- кин, А.М.Брыков, И.Н.Шаров, В.М.Виноградов, Е.И. Васи- льев, В.О.Прудкогляд и И.П.Касатова. Начиная с 1994 г. в ЦНИИмаш прорабатывается проект свободно летающего автоматического КА, реализующего долгосрочную программу научно-прикладных исследова- ний (прежде всего в интересах микрогравитационных иссле- дований), обслуживаемого в ходе периодических стыковок с орбитальной станцией. Этот проект получил наименова- ние «МАКОС», которое впоследствии было заменено на «ОКА» (Обслуживаемый Космический Аппарат). Способ и устройство были запатентованы коллективом сотрудников ЦНИИмаш, РКК «Энергия» и Федерального космического агентства (патентообладатель - ЦНИИмаш). Лидером кол- лектива авторов был В.В.Семенченко. В разработку идеоло- гии проекта значимый вклад внесли также и другие сотруд- ники ЦНИИмаш: В.О.Прудкогляд, К.С.Елкин, А.И.Иванов, Г.Ф.Карабаджак, НАКомиссаров, В.И.Лукьященко, В.И.Миронов и Г.Р.Успенский. Проект включен в Феде- ральную космическую программу России на 2006-2015 гг. В 2013-2014 гг. головным разработчиком проекта - ОАО «РКК «Энергия» имени С.П.Королева» - было прове- дено его эскизное проектирование, при этом ЦНИИмаш выступил не только как экспертная организация, но и как ответственный за разработку предварительной научной программы, а также начального состава комплекса науч- ной аппаратуры, решающего задачи космического матери- аловедения, физикохимии гравитационно-чувствительных систем, биотехнологии и космической биологии. В выпуске материалов эскизного проекта приняли активное участие А.И.Иванов, В.О.Прудкогляд, Л.О.Незнамова, В.И. Миронов, Е.И.Васильев, Е.М.Евстигнеева, К.Е.Гребенщиков, С.С.Обы- денников, И.П.Касатова и ААЦыбулин. Экспертизу всех материалов эскизного проекта выполнила комиссия экс- Свободно летающий автоматический КА «ОКА-Т», обслуживаемый в ходе периодических стыковок с орбитальной станцией Предлагаемый в эскизном проекте внешний облик (ОАО «РКК «Энергия» имени С.П.Королева»), Планируемая дата начала полета -2019 г. Патент РФ 2181094, обладатель патента - ФГУП ЦНИИмаш пертов, работавшая на основе отделения под руководством ОАСапрыкина. Планируемая дата запуска КА «ОКА-Т- МКС»-2019г. В настоящее время в стадии активной подготовки к по- лету находятся еще несколько сложных космических проекта фундаментальных космических исследований: - университетский спутник «Ломоносов» (плановая дата пуска - 2015 г.), который проведет комплекс исследований по изучению космических лучей предельно высоких энер- гий, транзиентных явлений в верхней атмосфере Земли и астрофизических гамма-всплесков; - комплекс научной аппаратуры «Нуклон», разме- щаемый в составе комплекса целевой аппаратуры КА «Ресурс-П» № 2, предназначенный для изучения космиче- ских лучей высоких энергий (1011—1015эВ) и их химического состава в диапазоне зарядов частиц Z = (1-30); - российско-германская рентгеновская космическая об- серватория «Спектр-РГ»(планируемая дата начала косми- ческого полета смещена на 2016 г. из-за выявившихся слож- ностей создания и отработки научной аппаратуры); - космические аппараты, создаваемые совместно с Ев- ропейским космическим агентством в проекте «ЭкзоМарс», предназначаемые для комплексного исследования Марса с орбиты его искусственного спутника, с борта марсохода и долговременной посадочной станции (пуски планируются в 2016 и 2018 гг.); - посадочный модуль «Луна-Глоб» для отработки тех- нологии мягкой посадки на Луну и исследования ее южной околололярной области (запуск планируется не ранее 2017 г); - ведется ОКР «Луна-Ресурс» по созданию лунного по- садочного модуля с увеличенными (по сравнению с моду- лем «Луна-Глоб») возможностями и лунного орбитального аппарата. Во всех этих ОКР сотрудники ЦНИИмаш выполняют обязанности по их сопровождению на всех этапах, при этом в проекте «ЭкзоМарс» работа ведется в особых условиях - в постоянном взаимодействии со специалистами из Европей- ского космического агентства. Здесь особо выделяются вклады Г.Ф.Карабаджака, Ю.Е. Ку- дрявцева, С.И.Алексеева, В.М. Михайлова, АВ.Смульского и Н.В.Можиной. В настоящее время прогнозируется активизация работы в формате, близком к формату проекта «Эк- зоМарс», и в отношении последующих про- ектов изучения Марса, а также в отношении российских проектов изучения Луны. Большое значение имеет координиру- ющая роль специалистов ЦНИИмаш в орга- низации и выполнении комплексных НИР по проблематике создания перспективных космических комплексов для решения задач фундаментальных космических исследо- ваний, а также по формированию перспек- тивных космических программ на средне- и долгосрочный период времени. Именно 630
Глава 6 в рамках НИР сотрудниками ЦНИИмаш и организаций коо- перации проводятся работы: - в обоснование предложений в проект Федеральной космической программы на следующий программный пери- од (это справедливо для всех ранее принятых Федеральных космических программ на соответствующие периоды време- ни); определяются основные параметры среднесрочных (на ближайшие 10 лет, до 2025 г.) и долгосрочных (до 2050 г.) планов, прежде всего тенденций развития перспективных космических средств ФКИ, обосновывается необходимость упреждающей разработки конкретных технологий для ФКИ; - по подробному анализу и обоснованию концепций пер- спективных проектов ФКИ (здесь особо отметим обоснова- ния концепций проектов «ОКА-Т-МКС» и «Возврат-МКА»); - по выпуску системного проекта по направлению ФКИ (было выполнено ЦНИИмаш и кооперацией в 200&—2010 гг.); - по подготовке проектов технических заданий на пер- спективные ОКР (так, за 2011-2013 гг. ЦНИИмаш подго- товил и представил в Роскосмос 15 проектов Технических заданий на ОКР по направлению ФКИ); - обоснование проектных обликов перспективной науч- ной аппаратуры для решения задач фундаментальных кос- мических исследований (так, сотрудники ЦНИИмаш с 2006 по 2015 г. проработали в рамках НИР проектные облики 13 наименований научной аппаратуры собственной разра- ботки, которые затем перешли в стадию ОКР); - формулируются новые предложения по техническим решениям отдельных служебных систем для перспектив- ных КА, решающих задачи ФКИ, в частности, сотрудники ЦНИИмаш предложили варианты архитектуры бортовых комплексов управления для перспективных автоматических межпланетных станций, варианты решений системы термо- регулирования для перспективной долгоживущей станции на поверхности Венеры); - выполняются работы на уровне проверки отдельных решений для отдельных узлов перспективной научной аппа- ратуры (обоснованы и промоделированы численными мето- дами особенности поведения вариантов перспективной ав- томатической виброзащитной платформы для проведения экспериментов по физике гравитационно-чувствительных систем); - проводятся работы по послеполетной обработке по- лученных в космических экспериментах данных (так было после полетов КА «Фотон-М» № 2 и № 3 для научной аппа- ратуры разработки ЦНИИмаш и ряда предприятий и органи- заций кооперации). Своего рода итогом нескольких лет проведения ЦНИИмаш и кооперации комплексных НИР по тематике ФКИ стала выпущенная в 2014 г. издательством «Физмат- лит» двухтомная монография «Фундаментальные космиче- ские исследования». Коллектив ФГУП ЦНИИмаш с уверен- ностью смотрит в будущее: он готов решать новые сложные задачи создания перспективной автоматической космиче- ской техники и научной аппаратуры для фундаментальных космических исследований. 4.Карелин, i4Л.-Асташкин Н.П.Кс£ико£а Роль ЦНИИмаш в разработке и создании перспективных космических систем дистанционного зондирования Земли Дистанционное зондирование Земли, или мониторинг (наблюдение и контроль) из космоса, - это способ полу- чения информации о природных объектах: поверхности Земли, Мирового океана, атмосферы и околоземного про- странства с космических аппаратов. Наблюдение и контроль из космоса с использованием группировки космических аппаратов, оснащенных комплексом бортовой целевой ап- паратуры, - это уникальная возможность оценить состояние природной среды: лесных массивов, ледового покрова, оке- анов, рек, озер, - а также всех искусственных объектов (соз- данных человеком): городов, промышленных объектов, не- фтяных и газовых трубопроводов. ДЗЗ позволяет заметить пожары в лесных массивах, утечку газа, разлив нефти, наво- днения; наблюдать и анализировать процессы, происходя- щие в атмосфере и околоземном пространстве, определять содержание озона, кислорода, азота, углекислого газа и т.д. КА и КС, находящиеся на геостационарной орбите (на высоте 36000 км), могут наблюдать (квазинепрерывно) полосу от -65 ° ю.ш. до +65 ° с.ш. земного шара, фикси- ровать начало зарождения цунами, тайфунов, ураганов, извержения вулканов, прогнозировать глобальные клима- тические изменения, магнитные бури и своевременно опо- вещать о приближающихся стихийных природных явлениях. Указанные возможности космических средств ДЗЗ обусло- вили высокую актуальность их развития во многих странах мира, включая и нашу. Научно-технические исследования земной атмосферы и околоземного пространства непрерывно увеличивают круг знаний о свойствах происходящих процессов на Земле и в ОКП, стимулируют расширение состава и повышение информационно-технического уровня приборов комплекса бортовой целевой аппаратуры КА. Системный подход, раз- работанный и принятый ФГУП ЦНИИмаш в разработках и создании отечественных космических систем ДЗЗ, обеспе- чит решение наиболее полного спектра задач, удовлетво- ряющих растущие потребности социально-экономической сферы, науки и обороны страны, определяющих устойчивое развитие экономики и безопасность РФ. Космическая информация, получаемая с КА и КС ДЗЗ обеспечивает: - краткосрочный прогноз погоды на 2-3 сут.; - среднесрочный прогноз погоды на 10-30 сут.; - сезонный прогноз погоды на 30-90 сут.; - прогноз климатических изменений; - прогноз магнитных бурь; - своевременное оповещение о стихийных природных явлениях; 631
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - непрерывное информационное обеспечение Арктиче- ского региона; - составление карт масштабов 1:10000 -1:100000; - построение трехмерных карт; - получение многозональных и радиолокационных изо- бражений в интересах геологии и разведки, сельского и лес- ного хозяйства, градостроительства, транспорта и энергети- ки, экологии, нефтегазовой отрасли; - оценку последствий землетрясений, наводнений, из- вержений вулканов и др.; - раннее обнаружение лесных пожаров; - информационное обеспечение при ликвидации техно- генных катастроф: разливов нефти, бедствий на морских акваториях, транспортных и энергетических аварий, эколо- гических катастроф; - прогноз предвестников аномальных явлений. У истоков зарождения спутников ДЗЗ стоял директор института д.т.н. наук ЮАМозжорин. Началом развития дан- ного направления послужила его инициатива использовать космический аппарат «Зенит-2» для дистанционного зон- дирования Земли. Юрий Александрович обратился к заме- стителю Государственного комитета по оборонной технике ГАТюлину с просьбой разрешить развертывание в Институ- те поисковых работ в этом направлении. С осени 1964 г. они получили официальный статус. При содействии ЮАМозжорина был подготовлен ис- ходный отчет примерно на 400 страницах, в котором со- держались сведения о задачах заинтересованных отраслей хозяйства, их требования к космической информации, тип используемой для их реализации аппаратуры, предполага- емый экономический эффект и перспектива развития на- правления. Эти материалы были оглашены на совещании летом 1965 г. в конференц-зале института, где присутство- вали около 300 представителей всех заинтересованных природохозяйственных отраслей - от рыболовов до нефтя- ников. Результаты проведенных в институте исследований получили всеобщее одобрение и явились идеологической и технической основой развертывания опытно-конструктор- ских работ по ДЗЗ. Системные исследования путей развития дистанцион- ного зондирования Земли в России на долговременную перспективу, выполненные в 1980-е гг. под общим руковод- ством ЮАМозжорина, определили облик отечественной космической инфраструктуры ДЗЗ в конце XX - начале XXI вв. С 1974 г. системные исследования проблем создания и совершенствования космических средств ДЗЗ начали прово- диться в ЦНИИмаш под руководством д.т.н. Г.Р.Успенского. Коллективом сотрудников ЦНИИмаш совместно с сотруд- никами ИКИ РАН были разработаны «Технические пред- ложения по созданию космической системы изучения природных ресурсов», в которых была обозначена струк- тура КС ДЗЗ в следующем составе: оптико-электронный КА «Ресурс-0» для ИПРЗ, океанографический КА «Океан-О» и КА фотографического наблюдения «Ресурс-Ф» для ре- шения картографических за- дач. Позже, с образованием НТЦ системного проектиро- вания, в целях расширения фронта исследований по направлению ДЗЗ в 1994 г. был создан специальный от- дел 4501 (начальник отдела- В.К.Саульский, заместитель начальника - АААсташкин), аккумулирующий все си- стемные исследования по развитию КС ДЗЗ. Создание и развитие космических средств и тех- нологий дистанционного зондирования Земли стало в это время одним из важней- ших направлений примене- ния космической техники для социально-экономических и научных целей. В мире уже успешно эксплуатировались десятки космических аппа- ратов ДЗЗ. Основные работы, про- водимые коллективом, были направлены на про- ектно-поисковые исследо- вания космических систем, научно-техническое сопро- вождение создаваемых и эксплуатируемых КА ДЗЗ, разработку технических тре- бований к перспективным отечественным космическим средствам ДЗЗ, определение В.К.Саульский АААсташкин Н.П.Новикова состава прикладных и научных задач, для решения которых эффективно применение космической информации ДЗЗ, а также на определение перспектив развития и дальнейшее совершенствование средств наземного комплекса приема, обработки и распространения этой информации, поиск оптимального состава целевой аппаратуры КА ДЗЗ и др. Системные исследования по определению облика перспек- тивных КС ДЗЗ велись в рамках комплексных НИР «Зонд», «Мониторинг», «Магистраль». Одним из лидеров и органи- заторов этих исследований была Н.П.Новикова. Создание и развитие космических средств и технологий дистанционного зондирования Земли является в настоящее время одним из важнейших направлений применения кос- мической техники для социально-экономических и научных целей. В мире уже успешно эксплуатируются десятки КА ДЗЗ. В различных стадиях разработки находятся от 200 до 300 новых проектов по реализации перспективных возмож- ностей наблюдения и съемки Земли из космоса. Наблюда- 632
Глава 6 ется быстрый прогресс в области повышения технического уровня космических аппаратов и сокращения затрат на их создание и эксплуатацию. Это обеспечивается за счет при- менения новых конструкционных материалов и методов проектирования, минимизации массогабаритных характе- ристик, разработки унифицированных орбитальных плат- форм, «интеллектуализации» бортовых функций на основе современных компьютерных средств и технологий, перспек- тивных возможностей формирования многоспутниковых кластерных космических систем из разнотипных КА ДЗЗ. Многообразие решаемых прикладных и научных задач ДЗЗ, непрерывное расширение состава и рост информаци- онных характеристик бортовых съемочных и зондирующих приборов, развитие новых технологий интерпретации и ис- пользования получаемых космических данных, стремитель- ный процесс технического совершенствования и удешевле- ния КА ДЗЗ, а также набирающая темпы интенсификация международного сотрудничества по созданию глобальных систем наблюдения Земли дают все основания прогнозиро- вать, что до 2025 г. космические средства ДЗЗ станут наи- более приоритетным и эффективным классом космических аппаратов гражданского назначения как за рубежом, так и в нашей стране. В 1990-е гг. (в период экономического кризиса) рос- сийская космонавтика в целом и космическая техника ДЗЗ в частности переживали сложный период в своей истории. Недофинансирование разработок привело к свертыванию многих программ и замедлению темпов создания новых КА ДЗЗ. В начале XXI в. Роскосмосом начаты целенаправлен- ные работы по восстановлению ОГ ДЗЗ и дальнейшему ее развитию до 2025 г. Для достижения этой масштабной цели на рубеже веков необходимо было выработать конкретную программу мероприятий и определить этапы воссоздания и развития российской ОГ ДЗЗ. Для реализации поставленной цели по поручению Ро- скосмоса головной институт космической отрасли, ФГУП ЦНИИмаш, разработал проект «Концепции развития кос- мической системы дистанционного зондирования Земли до 2025 года». При разработке этого документа авторы опирались на сведения, получаемые более чем от 20 соци- ально-экономических и научных ведомств и организаций - потенциальных потребителей космических данных ДЗЗ. Эти данные собирались, корректировались, обсуждались и фор- мулировались в окончательном виде в течение нескольких лет (с 1999 по 2005 г.). Подготовленный проект Концепции был разослан на уточнение требований и согласование в основные (на тот момент времени) министерства и ведом- ства - потребители космических данных ДЗЗ: Росгидромет, Минприроды, Роскартографию, МЧС, РАН, Росземкадастр, Госкомрыболовство. В этом проекте учтены новейшие результаты выполне- ния космических проектов в последние годы и совместных работ с организациями-потребителями КИ ДЗЗ по уточне- нию состава задач и требований к космическим данным. В частности, в 2005 г. был получен ряд важных результатов в ходе разработки «Системного проекта «Орбитальная груп- пировка КА и наземная инфраструктура ДЗЗ». Эта работа проводилась ЦКН и РНИИ КП совместно с ЦНИИмаш и ве- дущими КБ и НИИ Роскосмоса: ГКНПЦ им. М.В.Хруничева, ЦСКБ-Прогресс, РКК «Энергия», ВНИИЭМ, НИИЭМ, НПО им. САЛавочкина, НПОмаш, НПП «ОПТЭКС». Работа была согласована с потенциальными организациями-потребите- лями: Минприроды, ИКИ РАН, НИЦ «Планета», Госцентром «Природа», Авиалесоохраной и утверждена Роскосмосом. Концепция является основой для разработки и реализа- ции федеральных и региональных программ в области дис- танционного зондирования Земли. Она разработана исходя из основных положений директивных документов: 1. Закона Российской Федерации «О космической де- ятельности» № 5663-1 от 20 августа 1993 г., в редакции 2004 г. 2. Концепции национальной космической политики Рос- сийской Федерации, утвержденной Распоряжением Прави- тельства Российской Федерации № 533 от 1 мая 1996 г. 3. Указа Президента Российской Федерации № 24 от 10 января 2000 г. «О Концепции национальной безопасно- сти Российской Федерации». 4. Положения «О планировании космических съемок, приеме, обработке и распространении данных дистанцион- ного зондирования Земли высокого линейного разрешения на местности с космических аппаратов типа «Ресурс-ДК». В концепции разработаны основополагающие принципы построения и развития КС ДЗЗ, в т.ч. по следующим аспектам: - идеология построения КС ДЗЗ в виде тематически са- мостоятельных систем со своими бортовыми комплексами аппаратуры целевого назначения; - задачи и требования к космической информации для их решения; - состав и основные направления развития космических комплексов и подсистем российской КС ДЗЗ; - требуемый состав космических комплексов и под- систем; - гидрометеорологические космические системы на основе средневысотных полярно-орбитальных и геостаци- онарных метеоспутников; - система оперативного оптико-электронного наблюдения; - космический комплекс всепогодного радиофизиче- ского наблюдения Мирового океана; - космический комплекс высокодетального радиолока- ционного наблюдения; - космическая система малых спутников для монито- ринга причин и последствий ЧС; - космический комплекс картографического назначения; - этапы создания и развития космических комплексов и систем ДЗЗ до 2025 г. На основе данной концепции ЦНИИмаш совместно с КБ отрасли разработаны проекты ТЗ на ОКР «Электро», «Электро-М», «Арктика-М», «Метеор-М» и «Метеор-МП», на океанографический КА «Метеор-МП» № 3, на КА «Канопус-В» и белорусский КА «БелКА». После утверж- 633
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Состояние и прогноз состава орбитальной группировки КА ДЗЗ к 2020 году КС природоресурсного назначения и мониторинга ЧС: КС мониторинга ЧС 4 КА «с Канопус-В» КС гидрометеорологического обеспечения: 5 КА на ССО: 4 КА метеоназначения и 1 КА 3 КА природоресурсного назначения «Ресурс-П»№4 2018 «Ресурс-П>*№5 2020 мРесурС-ПМ» №2 2020 «Канопус-В» №3 2017 «Канопус-В» №4 2017 «Канопус-В» №5 2018 «Камопус>8» N®6 2018 2 КА «Обзор-О» и 1 «Обзор-Р» «Обзор-О» №1 2018 «Обзор-О» №2 2019 «Обзор-Р» №2 2020 J Название КА Залу с Название КА Запуск Название КА Запуск КС детального наблюдения 2 КА «Кондо ____ «Кондор-Э» №1 «Кон^ор-Э» №2 2019 2018 Название КА Запуск Название океанографического назначения Название Запуск Метеор-М №1 Метеор-М №2 Метеор-М №2-1 Метеор-М №2-2 Метеор-М №3 ЗКА 2009 2014 2015 2016 2020 на ГСО Название Запуск Электро-Л№1 2011 Элекгро-Л №2 2015 Электро-Л№3 2016 2 КА на ВЭО Арктика-М №1 2015 Арктика-М №2 2017 Запуск | дения ТЗ и проведения первых этапов проектирования коллективом экспертов ЦНИИмаш (головного института отрасли) проработаны материалы эскизных проектов и выданы на них экспертные заключения для рассмотрения и утверждения. Сотрудники института принимали участие в научно-тех- ническом сопровождении создания перспективных КА: ги- дрометеорологических («Метеор-М», «Электро-Л»), при- родоресурсного назначения («Ресурс-ДК», «Ресурс-П»), малых КА для прогнозирования чрезвычайных ситуаций (типа «Канопус-В»), Анализ тактико-технических характеристик и техниче- ских решений, использованных при разработке, показал, что разрабатываемый перспективный отечественный гео- стационарный КА «Электро-М» не будет уступать геостаци- онарным КА типа GOES (США) и MSG (ЕКА), а по некоторым параметрам превосходить их, например, по составу прибо- ров целевого назначения и характеристикам (разрешению, числу спектральных каналов). В настоящее время для непрерывного информацион- ного обеспечения арктического региона Земли в диапазо- не 65-90 ° с.ш. земного шара в рамках ФКПР создается национальная космическая система первого поколения «Арктика-М». Высокоорбитальная гидрометеорологиче- ская космическая система в составе трех КА «Электро-М» на геостационарной орбите и двух КА «Арктика-М» на вы- сокоэллиптической орбите, которая проводит непрерывный мониторинг земного шара, не имеет зарубежных аналогов. Созданы и функционируют гидрометеорологические среднеорбитальные космические аппараты «Метеор-М» № 1 и № 2, соответствующие мировому уровню по составу и ха- рактеристикам бортовой аппаратуры, форматам передачи данных. Впервые в нашей стране в практику космического ДЗЗ внедрены: - цифровая аппаратура и цифровые методы получения, обработки и передачи больших потоков от КА; - компьютерные технологии и цифровые методы на- земной тематической обработки космической информации НКПОР Росгидромета и Роскосмоса. По сравнению с европейскими и американскими метео- рологическими КА серий Metop и NOAA, «Метеор-М» № 2 оснащен большим количеством целевой аппаратуры, что по- зволит решать более широкий круг задач. В целом по про- ектным характеристикам КА «Метеор-М» № 2 соответствует уровню современных зарубежных полярно-орбитальных метеорологических ИСЗ. Космический аппарат природоресурсного назначения типа «Ресурс-П» и его перспективные варианты (КА типа «Ресурс-ПМ») в отличие от зарубежных аналогов оснащены более широким составом комплекса целевой аппаратуры (до- полнительно установлена гиперспектральная аппаратура и комплекс широкозахватной мультиспектральной аппаратуры). 634
Глава 6 В рамках участия ФГУП ЦНИИмаш в опытно- конструкторских работах (ОКР «Система») был обоснован переход к новому качеству в развитии космических средств ДЗЗ, в основу которого были положены малоразмерные КА. Было по- казано, что те задачи, которые решались суще- ствующими аппаратами с массой до 2,5 т, могут решаться малоразмерными аппаратами, причем с не меньшей эффективностью. Центральным звеном новых конструктивно-технологиче- ских разработок явился проект микроспутника «МС-ЭКО» массой 100-120 кг, предназначен- ный для решения природоресурсных задач и задач экологического мониторинга, информа- ционные возможности которого не уступали воз- можностям многих КА тяжелого класса. Многие идеи этой работы внедрены в про- ектный облик КК «Канопус-В». Существен- ный вклад в разработку этой идеологии внес- ли сотрудники отдела ДЗЗ В.К.Саульский, АААсташкин, А.В.Невзоров, И.Н.Комиссарова, Н.В.Усатова, О.К.Маргун, ГАМаксимова. В 2005-2010 гг. отделом 1031 (ранее это был отдел 4501) выполнялась ОКР «Регион-В- Валидация», в ходе выполнения которой ФГУП ЦНИИмаш совместно с ЗАО «НПО «Лептон» разработал первый в Российской Федерации самолетный вариант гиперспектрометра - про- образ космического прибора, установленного на малом космическом аппарате фундаментальных космических исследований в качестве целевой нагрузки и запущенного в 2012 г. Основные ре- зультаты ОКР «Регион-В-Валидация» приведе- ны ниже. Созданы опытные образцы комплексов валидацион- ных подспутниковых наблюдений видимого и ближнего ИК (400-1000 нм) диапазона для проведения полевых работ в подспутниковых точках на тестовых участках. Валидацион- ные приборные комплексы необходимы для подтверждения достоверности получаемых данных целевой аппаратурой КА ДЗЗ в процессе эксплуатации. В состав валидационных ком- плексов вошли: - полевой спектрорадиометр видимого и ближнего ИК-диапазона; - мобильное белое тело (тест) с ламбертовой по- верхностью отражения и спектральным коэффициентом отражения, близким к единице в спектральной полосе 400-1000 нм; - полевой солнечный пятиканальный фотометр; - полевой видеоспектрометр, устанавливаемый на шта- тив с прецизионным механическим поворотным устрой- ством или на специальную подвеску в составе самолета легкой авиации Ан-2. На корпус полевого видеоспектро- метра устанавливается дополнительная синхронная фото- грамметрическая цифровая камера, информация с которой Внешний вид микроспутника природоресурсного назначения, разработанного ЦНИИмаш совместно с НИИЭМ (г. Истра) и ЗАО «НПО «Лептон» (г. Зеленоград) И.Н.Комиссарова обеспечивает коррекцию геометрических искажений гипер- куба данных. Предусмотрена регистрация выходного сигна- ла на ноутбук по шине USB-2.0. Испытание функциональных возможностей комплекса валидационных подспутниковых наблюдений проводилось 20 июля 2009 г. на тестовом участке в Тверской области. Впервые был выполнен комплексный аэрокосмический эксперимент с использованием синхронных съемок одного и того же тестового участка с помощью бортовой спутни- ковой аппаратуры ОЭА «Геотон» КА «Ресурс-ДК1», гипер- спектральных съемок с борта самолета Ан-2, а также назем- ных спектрорадиометрических и атмосферных измерений. Опытный образец видеоспектрометра видимого и ближнего ИК-диапазонов, разработанный ФГУП ЦНИИмаш совместно с «НПО «Лептон», был изготовлен и прошел успешные са- молетные испытания. Конструктивное исполнение опытного образца видео- спектрометра позволяет использовать его для съемок в полевых условиях как со штатива (с внешним поворотным устройством), так и с борта самолета. Функциональные воз- можности представленного видеоспектрометра позволяют обеспечивать: 635
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Измерение к«эффшщент;а спектр* чьими яркости калв»рэеывге> участка (ле* м») Измерен»* коэффициента спектральной др*, ости копируемого участка (асфальт) Измерение характеристик тестовых участков. Показаны фрагменты выполнения комплексного космического эксперимента, грек- коэффициент спектральной яркости Основные характеристики видео спектр осетра Рабочая спектральная полоса-400-1000 нм Число потенциальных спектральных каналов - 269 Спектральное разрешение - 0,5-9,0 нм Угловое разрешение -1,2' Пространственное разрешение с дистанции наблюдения 1000 м (в надирном направлении к предметной плоскости) - 0,35 м Радиометрическое разрешение -не более 0,4 % Полоса захвата с дистанции наблюдения 1000 -175м Рабочие углы Солнца - 30-90 ° Масса самолетного варианта - 9,8 кг Разрядность цифрового выходного сигнала каждого канала -12 бит на выборку Коллективом отдела 1031 (ответ- ственная за выполнение ОКР - глав- ный специалист отдела Н.В. Нагови- цына) создан научно-технический задел для валидации тематических продуктов, получаемых на основе мультиспектральной и гиперспек- тральной аэрокосмической инфор- мации, а также заложены основы валидационных технологий. С 2005 по 2007 г. в отделе со- вместно с ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королева» были про- - съемку со штатива в полевых условиях, с вышки, с бор- та самолета; - отображение получаемых данных на экране компьюте- ра в реальном масштабе времени; - запись результатов съемки на жесткий диск компью- тера; - обработку результатов в среде программных пакетов ERDAS Imagine и ENVI, предназначенных для работы с мно- гозональными и гиперспектральными данными. На заключительном этапе комплексного эксперимента выполнена проверка эффективности процедур обработки полученных космических снимков, а также наземных из- мерений, которые включали в себя сшивку и попиксельное совмещение изображений трех спектральных каналов съе- мочной аппаратуры КА «Ресурс-ДК1» и видеоспектроме- трических самолетных треков, что позволило проверить на фактическом материале методику валидации показателей качества информационных продуктов, полученных с при- менением КА «Ресурс-ДК1». ведены исследования вопросов создания малогабаритных сегнетоэлектрических антенн нового поколения, имеющих улучшенные массогабаритные, энергетические и стоимостные показатели по сравнению с существующими типами антенн. На основе теоретических проработок был разработан и успешно прошел испытания опытный образец такой антенны для приема космических данных в диапазоне частот 137 МГц, при этом ее габари- ты были уменьшены по сравнению с классическими ана- логами в 6 раз. Работы по данной тематике проводились АААсташкиным и ГАМаксимовой, а экспериментальные работы и макетирование выполнялись сотрудником ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королева» И.Д.Дордусом. Одновременно проводились работы в части системных баллистических исследований многоуровневой орбиталь- ной структуры КС ДЗЗ. В результате был разработан ком- плекс математических моделей и программ для оценки про- изводительности космических аппаратов и эффективности работы целевой аппаратуры, предельных количественных показателей пропускной способности системы приема, 636
Глава 6 Полевой видеоспектрометр (а), установленный на специальную подвеску (б), обеспечивающую частичное парирование негативных эволюций самолета Ан-2 при гиперспектральной съемке наземных объектов наблюдения ТС.Маркелова Н.В.Наговицына Г.И.Новиков обработки и распространения космических данных, возмож- ностей повышения разрешающей способности целевой аппаратуры за счет использования эллипти- ческих орбит с низким перицен- тром, оценки эффективности использования КА на высокоэл- липтической орбите для обеспе- чения непрерывных наблюдений. По результатам этих исследова- ний разработано и опубликовано методическое руководство по системной баллистике. Основной объем работ по этому на- правлению был выполнен Г.И.Новиковым, АЛАсташкиным, Т.С.Маркеловой и Н.П.Новиковой. С учетом обоснованных институтом характеристик в настоящее время в промышленности создаются целевые приборы для конкретных КА ДЗЗ. В ходе исследований раз- работана идеология выделения из КС метеоназначения те- матически самостоятельной КС океанографического назна- чения. Эта идеология принята Роскосмосом и реализуется в настоящее время. Важными работами по рассматриваемому направле- нию было участие специалистов института в разработке принципов построения и требований к бортовой аппаратуре нового поколения для КА гидрометеорологического и при- родоресурсного назначения и мониторинга чрезвычайных ситуаций: многозональной съемочной системы для анализа биопродуктивности вод океана МСС-БИО, видеоспектроме- тра, ИК-аппаратуры для обнаружения пожаров и др. Также специалисты института участвовали в подготовке предложе- ний по повышению эффективности использования много- функционального наземного комплекса средств приема, регистрации и обработки всех видов КИ ДЗЗ. Работы по совершенствованию характеристик наземного комплекса приема, обработки и распространения информа- ции ДЗЗ приобрели в последнее время большое значение. Разработка и ввод в эксплуатацию ряда новых космических комплексов ДЗЗ с характеристиками, соответствующими со- временным мировым стандартам, приводят к выдвижению новых требований к средствам наземного комплекса, соз- данию соответствующих аппаратно-программных средств и организации функционирования многофункционального наземного комплекса приема, обработки, архивации и рас- пространения КИ ДЗЗ. Дальнейшее совершенствование та- кого комплекса предусматривается в составе Единой терри- ториально-распределенной информационной системы ДЗЗ. В ФГУП ЦНИИмаш разработан проект «Концепции развития наземного комплекса и облика единой территориально-рас- пределенной информационной системы ДЗЗ до 2025 г.». После структурной перестройки под руководством на- чальника отделения Ф.Н.Любченко и начальника отдела А.В.Карелина разработана стратегия поэтапного развития КС ДЗЗ до 2025 г. и дальнейшую перспективу. Обоснована необходимость создания ряда новых космических комплек- сов: КК для оперативного мониторинга чрезвычайных си- туаций «Лидер» на солнечно-синхронной орбите и КК «Ре- портер» на геостационарной орбите. Отдел укрепляется новыми молодыми специалистами и профессиональными научными работниками. 637
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Ф.НЛюбченко А.В.Карелин В настоящее время основными научно-техническими работами коллектива отдела 1031 «Системные исследова- ния космических средств ДЗЗ» в рамках научно-исследова- тельской тематики «Системные проектно-поисковые иссле- дования по определению проектного облика космических средств ДЗЗ и состава космических группировок гидроме- теорологического назначения, океанографического назна- чения, природоресурсного назначения, картографического назначения, мониторинга чрезвычайных ситуаций, КА для мониторинга атмосферных и ионосферных явлений на пе- риод до 2030 г. и дальнейшую перспективу» являются: 1. Разработка основных направлений, стратегии и кон- цепции развития перспективной космических средств ДЗЗ в интересах науки и социально-экономической сферы России на период до 2025-2030 гг. 2. Формирование проектного облика и проектов тех- нических заданий на НИОКР по созданию перспективных космических систем и космических аппаратов. Разработка предложений для Федеральной космической программы России в части космических систем ДЗЗ. 3. Создание научно-технического задела по ключевым элементам и базовым технологиям создания перспектив- ного приборного ряда целевой аппаратуры перспективных космических аппаратов ДЗЗ, создаваемых после 2015 г. Разработка математических моделей для оценки эффектив- ности перспективной КС ДЗЗ. 4. Разработка проектов стратегии и концепции раз- вития международного сотрудничества в рамках межго- сударственных программ и программ международных сообществ. 5. Системные исследования в обеспечение реализации КЦП «Разработка предложений по приоритетным направле- ниям создания научно-технического задела по служебным модулям и целевым приборам перспективных космических аппаратов». 6. Научно-техническое сопровождение опытно-кон- структорских работ по эксплуатируемым и создаваемым КС КА «Метеор-ЗМ (МП)», «Электро-Л (М)», «Бауманец», «Канопус-В», «Обзор-О», национальной гидрометеоро- логической КС «Арктика-М (МП)», проведение экспертиз разработок предприятий отрасли и подготовка экспертных заключений. Вклад ФГУП ЦНИИмаш в создание и развитие национальных средств систем спутниковой связи, вещания, ретрансляции, поиска и спасания Начало созданию национальной системы спутниковой связи было положено 23 апреля 1965 г. запуском на высо- коэллиптическую орбиту спутника связи «Молния-1», соз- данного ОКБ-1 под руководством С.П.Королева (ныне «РКК «Энергия» им. С.П.Королева»), Освоение геостационарной орбиты началось запуском спутников «Радуга» (1975 г.), «Экран» (1976 г.), «Горизонт» (1978 г.) и неразрывно свя- зано с созданным на базе ОКБ-1 в 1959 г. в г. Железногор- ске Красноярского края под руководством генерального конструктора М.Ф. Решетнева Научно-производственным объединением прикладной механики, ныне носящем его имя (ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф.Решетнева»), Становление и развитие национальной системы спут- никовой связи и телевизионного вещания связано с вводом в эксплуатацию спутников «Горизонт» и «Экран», эксплу- атация которых завершена в начале 2000-х гг. Разработка, изготовление и запуски этих спутников осуществлялись полностью за счет внутренних ресурсов государства без привлечения международной кооперации. В целом прикладные космические системы до на- чала 1990-х гг. обеспечивали решение краткосрочных задач социально-экономического развития. Однако кри- зисные явления в хозяйстве страны, нараставшие в конце 1980-х - начале 1990-х гг., а также объективная потребность в качественном росте объема «космических» услуг по мере модернизации отечественной экономики обусловили не- обходимость восстановления и наращивания космического потенциала прикладного назначения. В конце 1980-х - начале 1990-х гг. ведущими пред- приятиями космической отрасли был предложен ряд пер- спективных проектов космических комплексов и систем спутниковой связи. Выбор предприятиями этого направ- ления космической деятельности был обусловлен высокой значимостью развития спутниковых телекоммуникаций для России в силу ее географического положения и распреде- ления народонаселения, а также высокой экономической эффективностью систем спутниковой связи по сравнению с другими видами космической деятельности. Предложения предприятий нашли отражение в принятой 11 декабря 1993 г. Правительством Российской Федерации первой Федеральной космической программе России на период до 2000 г. (ФКП-2000), предусматривавшей созда- ние за счет бюджетных и внебюджетных средств девятнад- цати космических комплексов связи нового поколения на геостационарной, высокоэллиптической и низких круговых орбитах, предоставляющих широкий спектр услуг фикси- 638
Глава 6 рованной и подвижной спутниковой связи, а также непо- средственного телевещания в интересах государственных и коммерческих потребителей. Эта программа практически открыла новую страницу в освоении российскими предпри- ятиями перспективных направлений в создании спутников связи и вещания. Формирование раздела ФКП-2000, определяющего перспективы развития средств космической связи, осу- ществляли специалисты отделения систем управления, спутниковых систем связи и навигации (начальник отделе- ния - д.т.н. профессор Г.И.Тузов), созданного в 1983 г. на базе уже существовавших в ЦНИИмаш тематических под- разделений (отдел исследований построения рациональных структур систем управления военной техникой в различной военно-стратегической обстановке, начальник отдела - А.И.Судаков; отдел исследований и обоснования принци- пов построения и перспектив развития космических систем связи и навигации, и.о. начальника отдела - ГС.Гусаков; отдел исследования принципов построения перспективно- го наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами различного целевого назначе- ния, начальник отдела - А.М.Максимов), а также вновь об- разованного отдела по исследованию помехозащищенности космических каналов связи, предназначенных для работы в условиях радиоэлектронного противодействия (начальник отдела-В.И.Крапивин). В отделении проводились фундаментальные и поиско- вые исследования в области создания новых систем связи, разработки оптимальных технологий управления и приня- тия решений на основе экспертных оценок, решались про- блемы передачи информации, организации каналов связи на основе новых физических принципов и др. Работы велись в тесном сотрудничестве с организаци- ями Российской академии наук, высшей школы и военно- промышленного комплекса. Основные результаты исследо- ваний использовались при создании новых и модернизации существующих систем связи и управления в интересах го- сударственных и хозяйственных органов. Решались также актуальные прикладные телекоммуникационные и инфор- мационные задачи. В начале 1990-х гг. в условиях существенного возрас- тания информационной нагрузки на автоматизированные банковские системы Советом директоров Банка России была утверждена Концепция реформирования расчетной системы на основе создания Единой телекоммуникационной банков- ской сети, построенной на основе современных технологий обработки и передачи данных и способной обеспечить каче- ственное обслуживание специфических банковских инфор- мационных потоков. Предусматривалось функциональное задействование средств электросвязи с заданными требова- ниями по достоверности, скорости и надежности передачи информации с созданием на основе этих средств ведом- ственной интегрированной сети связи ЦБ РФ. С 1992 г. ЦБ РФ создается система спутниковой связи и передачи данных «Банкир», предназначенная для обе- спечения учреждений Центрального банка РФ современной спутниковой связью для передачи банковской информации (данные, речь, факс) по защищенным каналам связи с вы- сокой достоверностью и надежностью в реальном масштабе времени. В качестве космического сегмента ССС и ПД на основе платформы спутника оборонного назначения НПО им. САЛавочкина с учетом требований, предъявляемых платежной системой ЦБ, был создан космический аппарат «Купон». В качестве полезной нагрузки использован бортовой ретрансляционный комплекс, разработанный НПЦ «Спурт», с уникальными характеристиками: остронаправленные лучи с независимым электронным наведением, переменные шири- на луча и уровни излучаемой мощности (ЭИИМ), переключе- ние трафика на борту аппарата между транспондерами). Межведомственная экспертная комиссии, созданная в соответствии с распоряжением первого заместителя пред- седателя ЦБ РФ № 32 от 13 февраля 1996 г., в работе которой участвовали представители ФГУП ЦНИИмаш В.И.Лукьященко, А.В.Головко, Г.И.Тузов, В.Г.Шучев, в целом поддержала на- правления и результаты работ по ССС и ПД «Банкир» и ре- комендовала ЦБ РФ продолжить финансирование работ по созданию системы «Банкир» в интересах банковско-финан- сового сообщества и других пользователей. Развертывание спутникового сегмента началось 12 ноя- бря 1997 г. запуском первого летного образца КА «Купон». До его отказа (17 марта 1998 г.) проводились летные испы- тания этого аппарата. Запланированный объем испытаний выполнен на 90 %. Планы поддержания и развития орбитальной группи- ровки, содержащиеся в ФКП-2000, не были реализованы из-за недостаточного финансирования работ и отказов 20 % приемо-передающих стволов на космических аппара- тах «Экспресс». За пределами гарантийного ресурса к концу срока выполнения программы находилось более 70 % кос- мических аппаратов. В целях вывода из кризисного состояния орбитальной группировки КА связи и вещания, а также в целях создания космических аппаратов связи, соответствующих мировому техническому уровню, Федеральное космическое агентство (Роскосмос) и Госкомсвязи России в конце 1990-х гг. при- няли решение о комплектовании находящихся в изготовлении трех космических аппаратов «Экспресс» бортовыми ретран- сляторами, создаваемыми французской фирмой Alkatel Espace (космические аппараты «Экспресс-А»), Такое реше- ние позволило довести ресурс космических аппаратов до 7-10 лет, одновременно увеличить количество стволов с 12 до 17. Финансирование изготовления космических аппаратов «Экспресс-А» осуществляло Государственное предприятие «Космическая связь» Госкомсвязи России. Запуск трех кос- мических аппаратов предусматривался в 1999-2000 гг. Решение было основано на значительном опыте совмест- ной работы НПО прикладной механики имени академика М.Ф.Решетнева и компании Alkatel по созданию по заказу международной организации Eutelsat спутника связи «Сесат». 639
История развития отечественных автоматических космических аппаратов На планировавшиеся к запуску в 1999-2000 гг. КА «Экспресс-А», имеющие по пять стволов в Ки-диапазоне, предлагалось перевести развернутые и предлагаемые к раз- вертыванию сети связи, ориентированные на связные ресур- сы в Ku-диапазоне КА «Горизонт» и «Экспресс». С целью наиболее эффективного обеспечения первоочередных мер по поддержанию и развитию орбитальной группировки си- стемы спутниковой связи и вещания России и обеспечения функционирования орбитальной группировки до 2010 г. Роскосмосом и Госкомсвязи России в 1997-1998 гг. был проведен открытый конкурс среди российских организаций в кооперации с зарубежными производителями и инвесто- рами на поставку для государственных нужд спутников для системы фиксированной спутниковой связи. По резуль- татам конкурса было принято два проекта из пяти пред- ставленных. Заключены государственные контракты с НПО прикладной механики имени академика М.Ф.Решетнева на поставку трех спутников «Экспресс-К» (проект «Тройка») и с РКК «Энергия» им. С.П.Королева» на поставку двух спут- ников «Ямал-200» и двух спутников «Ямал-300» (проект «Ямал-200/300»). Постановлением Правительства Россий- ской Федерации № 1016 от 2 сентября 1998 г. эти проекты одобрены. Проекты предусматривали создание российскими про- мышленными предприятиями в кооперации с ведущими зарубежными компаниями (Aerospatiale и Alkatel Espace, Франция), DASA (Германия), NEC (Япония) конкурентоспо- собных на мировом рынке космических аппаратов со сро- ком активного существования на орбите 12-15 лет и количе- ством приемо-передающих стволов 44-52. Финансирование проектов планировалось за счет внебюджетных ассигнова- ний от зарубежных и отечественных инвесторов. Требуемый объем средств, привлекаемых инвесторами для изготов- ления спутников в проектах «Тройка» и «Ямал-200/300», составляло приблизительно 1,2 млрд долл. США. В орга- низации и проведении работ по конкурсу принимали актив- ное участие сотрудники ФГУП ЦНИИмаш В.И.Лукьященко, А.В.Головко, В.Г.Шучев, АММаксимов, Т.К.Кривоклякин. Предполагалось, что указанные меры позволят в 1999- 2003 гг. создать орбитальную группировку новых конкурен- тоспособных космических аппаратов связи, полностью обе- спечивающих планируемые потребности России в связном ресурсе, и выйти с конкурентоспособными предложениями на внутренний и мировой рынки телекоммуникационных услуг. При развертывании указанных КА СССВ их связной ресурс в Ku- и С-диапазонах позволил задействовать КА для широкого спектра приложений, в т.ч. в телекоммуникацион- ной сети ЦБ РФ. Однако реализация конкурсных проектов столкнулась с трудностями, вызванными переводом затрат по запуску КА «Экспресс-К», «Ямал-200» и «Ямал-300» на внебюд- жетное финансирование (Постановление Правительства РФ № 1016 от 2 сентября 1998 г.), и связанной с этим необ- ходимостью корректировки финансовых соглашений к за- ключенным государственным контрактам. Таким образом, вопрос о создании КА СССВ, предоставляющего связные ресурсы в интересах телекоммуникационной сети ЦБ РФ, по-прежнему оставался актуальным. Для работы в интересах ССС и ПД «Банкир» ЦБ РФ в этот период создавался КА «Купон-2», обладающий бо- лее совершенными тактико-техническими характеристиками (16-лучевой БРТК вместо 8-лучевого; расширены возмож- ности БРТК по межлучевым связям; улучшены энергетиче- ские и надежностные характеристики; увеличен гарантийный ресурс КА с 3 до 5 лет; повышена надежность функциониро- вания отдельных систем и агрегатов КА за счет их доработки по выявленным в процессе ЛИ первого КА «Купон» отказам и замечаниям). Учитывая исключительную важность проекта ССС и ПД «Банкир» для национальной безопасности и экономики страны, было признано необходимым придать программе «Банкир» межведомственный характер с целью максимиза- ции заложенных в нее возможностей в интересах Россий- ской Федерации и включить ее в соответствующую Феде- ральную программу (Протокол совещания у Председателя ЦБ РФ от 3 апреля 1998 г.). Правительством РФ (Протокол заседания Правительства РФ № 21 от 28 мая 1998 г.) Рос- космосу, Госкомсвязи, Минэкономики России, Минобороны России, ФАПСИ, ФСБ совместно с Банком России было предложено рассмотреть возможность включения в Феде- ральную космическую программу России проекта «Купон», а также решить вопросы дальнейшего финансирования и определения государственного Заказчика. Для выработки предложений о порядке проведения дальнейших работ по созданию и использованию космиче- ских аппаратов и наземной космической инфраструктуры ССС и ПД «Банкир» совместным решением Центрального Банка Российской Федерации и Федерального космиче- ского агентства от 22 мая 1998 г. была образована Меж- ведомственная экспертная комиссия. В состав МЭК были включены представители ФГУП ЦНИИмаш: АВ.Лукьященко, АВ.Головко, ГИ Лузов, В.Г.Шучев. Комиссия рекомендовала Федеральному космиче- скому агентству совместно с Центральным Банком Рос- сии, Госкомсвязи России и Минобороны России провести системные исследования по определению возможности межведомственного использования научно-технического и технологического заделов, полученных при создании кос- мических аппаратов и наземной инфраструктуры, а также орбитально-частотного ресурса системы «Банкир» для по- строения с их использованием перспективных космических систем связи в интересах возможных пользователей. Под эгидой ФГУП ЦНИИмаш в 1998 г. был разработан системный проект «Предложения по направлениям раз- вития и межведомственного использования спутникового и земного сегментов ССС и ПД «Банкир», в котором на основании проведенного технико-экономического анализа сделано предложение об использовании в спутниковом сег- менте ССС и ПД «Банкир» КА «Галс-Р16-М1» с комбиниро- ванным БРТК в составе двух восьмиствольных ретранслято- 640
Глава 6 ров: радиотехнического ретранслятора диапазона 18-12 ГГц системы НТВ и радиотехнического ретранслятора диапазона 14-11 ГГц системы фиксированной спутниковой связи для организации спутниковых радиоканалов связи и передачи данных различных государственных пользователей, в т.ч. в силовых структурах. Ввод в действие подобных спутников в российских ор- битальных позициях плана непосредственного телевещания обеспечивал решение важнейшей задачи - организации в России многопрограммного спутникового вещания и пере- дачи иных видов трафика с использованием российского планового орбитально-частотного ресурса. Активное уча- стие в системном проектировании принимали сотрудники ФГУП ЦНИИмаш В.И.Лукьященко, А.В.Головко, В.Г.Шучев, Т.К.Кривоклякин, Г.С.Гусаков, В.Е.Бахарева, ЮЛАникеев. Предложенный по результатам разработок проект создания космического комплекса НТВ и ФСС «Галс-Р16-М1» был включен в ФКП-2005. Переход в 1990-е гг. в России к рыночным формам хозяйственной и экономической деятельности привел к возрастанию значимости информационной компоненты в результатах деятельности предприятий и организаций раз- личных сфер деятельности и различных форм собственно- сти. Особенно это характерно для транспортного комплекса, системы организации воздушного движения, Федеральной почтовой службы и финансово-кредитной сферы России. Количественный рост информационных потоков и числа абонентов в этих сферах деятельности обусловил каче- ственно новые требования к методам обработки и передачи информационных потоков, техническому и программно-ап- паратному обеспечению. Чрезвычайно актуальной к этому периоду стала задача телефонизации сельских и удаленных районов. Наличие адекватных современным требованиям телекоммуникационных сетей, удовлетворяющих потребно- стям ведомств и организаций в связи, становится ключевым элементом эффективного функционирования хозяйствен- ного комплекса и силовых структур страны. Особенно остро обозначился рост экономических и социальных потерь вследствие недостаточной развитости телекоммуникаций на транспортном комплексе, в федеральной почтовой службе, в финансово-кредитной сфере и в ряде других областей го- сударственной и коммерческой деятельности в России. Еще в начале 1990-х гг. ЦНИИмаш начал проведение ис- следований по разработке предложений по использованию космических систем и технологий при информационном обеспечении организации движения транспортных средств и перевозок. Работы проводились в кооперации с ФГУП «ГосНИИ «Аэронавигация» (применительно к организации воздушного движения) и в кооперации с ФГУП НИИ авто- мобильного транспорта (НИИ АТ, применительно к орга- низации движения автотранспортных средств). При этом прорабатывались вопросы использования для сетей фикси- рованной и подвижной авиационной связи предполагаемых к развертыванию КА серии «Экспресс-К», «Ямал», а также КА, разрабатываемых по проектам создания сетей спутни- ковой связи (проекты «Триада», «Банкир», «Ростелесат») Для технического обеспечения контроля за прохождением автотранспортных средств через погранпереходы и на до- рогах России прорабатывались варианты совместного ис- пользования установленной на средствах автотранспорта абонентской аппаратуры глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS) и КА многофункциональной системы под- вижной спутниковой связи «Гонец». По результатам иссле- дований формировались и обосновывались предложения в Федеральную космическую программу России. Работы проводились в рамках НИР «Воздух», ак- тивное участие в проведении исследований принимали Н.Ф.Моисеев, АВ.Головко, В.Г.Шучев, Т.К.Кривоклякин, А.А.Кубанов, Г.С.Цаплин. Полученные в ходе проведения исследований методические наработки, результаты и ре- комендации были использованы при организации и про- ведении системных исследований по проекту «Арктика», проекту «Северная корона», а также при проведении экс- пертиз телекоммуникационных проектов, предполагающих предоставление услуг подвижной связи и услуг телемеди- цины различным абонентам на всей территории Российской Федерации. При головной роли ФГУП ЦНИИмаш и ФГУП «НИИ Ра- дио» в 2001 г. был выпущен Системный проект «Инте- грированные спутниковые системы связи и вещания для федеральных и региональных структур». Системный про- ект прошел рассмотрение на заседании секций НТС Мин- комсвязи (2001 г.) и был рекомендован к представлению в Госкомиссию по электросвязи после устранения сделанных замечаний. Активное участие в системном проектировании принимали сотрудники ФГУП ЦНИИмаш В.И.Лукьящен- ко, В.Г.Шучев, Т.К.Кривоклякин, Г.С.Гусаков, В.Е.Бахарева, Ю.П. Аникеев. Полученные при системном проектировании методиче- ские наработки, результаты и рекомендации сохраняют зна- чимость и актуальность и в настоящее время. Так, они могут быть актуализированы при ведении работ по обоснованию проектного облика спутниковой системы конфиденциаль- ной мобильной связи для государственных пользователей, разработка которой предусмотрена в рамках ФКП-2015, ФКП-2025 (проекты «Енисей», «ССКМС»). В начале 2000-х гг. в связи с начавшимся освоением ме- сторождений добычи углеводородов на российском Севере, а также в связи с существенным повышением цен на авиа- ционное топливо, что в свою очередь остро поставило за- дачу поиска и освоения рациональных маршрутов перелетов по внутренним и международным трассам, в приполярных регионах России введены в эксплуатацию воздушные марш- руты протяженностью более 20000 км (полярные, кросспо- лярные и другие трассы). В то же время аэронавигационное обслуживание воздушного движения на территории России при выполнении международных полетов и полетов оте- чественных авиаперевозчиков и поныне осуществляется в основном с использованием традиционных средств радио- связи в КВ- и УКВ-диапазонах волн. Эти средства облада- 641
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ют рядом существенных недостатков эксплуатационного и технического характера, что затрудняет их эффективное использование, снижает уровень обеспечения безопасности полетов и негативно сказывается на интенсивности движе- ния по этим маршрутам. Обеспечение потенциальной загрузки действующих и открытие новых кроссполярных маршрутов, проходящих из стран Северной Америки в страны Юго-Восточной Азии через Северный Ледовитый океан, требует новых подходов для обеспечения аэронавигационного обслуживания и со- блюдения требований безопасности воздушного движения на основе космических средств и технологий, поскольку дальнейшие мероприятия по совершенствованию традици- онных наземных средств в северных и северо-восточных районах не могут решить на должном уровне вопросы связи и навигации в полярной области. В 2005 г. ЦНИИмаш подготовил предложения по созда- нию космического сегмента в «Проект создания системы спутниковой связи и передачи данных для организации воздушного движения по кроссполярным трассам и обе- спечения телекоммуникационными услугами пользователей на северных территориях Российской Федерации» (проект «Северная корона», головная организация - ОАО «Корпо- рация «Компомаш»), представленный ОАО «Корпорация «Компомаш» на рассмотрение Правительственной комис- сии по федеральной связи (январь 2007 г.). Материалы про- екта легли в основу доклада ЦНИИмаш на заседании НТО ВПК по проблемным вопросам создания отечественных спутниковых систем связи и гидрометеорологического обе- спечения в интересах информационного и телекоммуника- ционного обеспечения Арктического региона Российской Федерации (доклад В.ИЛукьященко, январь 2008 г., под- готовлен совместно с отделением системных исследований космических средств наблюдения). В Решении НТС отмечена необходимость (в целях обеспечения информационной и технологической неза- висимости при осуществлении космической деятельности) разработки отечественных космических систем на базе рос- сийских предприятий с использованием имеющихся нарабо- ток и научно-технического задела по спутниковым платфор- мам, продолжения практики обоснованного использования зарубежных комплектующих для достижения надежности, требуемого срока активного существования и уровня целе- вых характеристик КА, а также необходимость разработки в 2008-2009 гг. проекта создания многоцелевой системы для освещения ледовой обстановки, обеспечения решения задач связи, ретрансляции, гидрометеорологии, мониторинга со- стояния природной среды, безопасности жизнедеятельно- сти и природопользования в Арктике. Полученные при системном проектировании методиче- ские наработки, результаты и рекомендации в части обосно- вания проектного облика системы спутниковой связи для арктического региона сохраняют значимость и актуальность и в настоящее время. Активное участие в системном проек- тировании в части сегмента спутниковой связи принимали сотрудники ФГУП ЦНИИмаш В.И.Лукьященко, В.Г.Шучев, А.М.Максимов, Т.К.Кривоклякин, Г.С.Гусаков, В.Е.Бахарева. Другим важным направлением системных прикладных исследований явилась разработка предложений по постро- ению системы телемедицины в Российской Федерации, создание которой не потеряло актуальности и в настоящее время. Роскосмосом в 2003 г. было принято Решение по организации работ по подготовке и выпуску Системного проекта «Создание и развитие системы спутниковой связи и передачи данных для оказания телемедицинских услуг в Российской Федерации». ФГУП ЦНИИмаш с привлечени- ем специализированных и заинтересованных организаций в 2004 г. в рамках НИР «Телепроект» выпущен Системный проект «Система спутниковой связи и передачи данных для оказания телемедицинских услуг в Российской Федерации». По результатам системного проектирования 12 мая 2005 г. было проведено совещание в Министерстве здравоохра- нения и социального развития Российской Федерации под председательством министра М.Ю.Зурабова, на котором с докладом «Предложения по созданию Федеральной целе- вой программы по развитию системы телемедицины в Рос- сийской Федерации» выступил руководитель Роскосмоса А.Н.Перминов. С целью развития и внедрения телемедицинских тех- нологий через спутниковую систему связи в Российской Федерации был издан приказ Минздравсоцразвития Рос- сии № 496 от 9 августа 2005 г. «О создании Рабочей груп- пы по развитию и внедрению телемедицинских технологий через спутниковую систему связи в Российской Федера- ции». В Рабочую группу вошли представители Роскосмоса и ЦНИИмаш Ю.И.Носенко, А.А.Мартынов, А.В.Ульянов, В.Г.Шучев, а также ведущие специалисты в области теле- медицины, в т.ч. О.И.Орлов (ныне член-корр. РАН, первый заместитель руководителя ИМБП). В состав мероприятий ФКП-2015 была включена ОКР «Создание космического комплекса многопрограммного цифрового радиовещания и услуг телемедицины» (ОКР «Экспресс-Молния»), в результате выполнения которой в 2008 г. предполагалось создать и запустить космический комплекс в составе четырех малых КА на высокоэллипти- ческой орбите, обеспечивающий в Ku-, L- и S-диапазонах цифровое вещание государственных и коммерческих ра- диопрограмм и услуги телемедицины на территории Рос- сии. В проведении отмеченных работ по созданию системы телемедицины в Российской Федерации и обосновании проектного облика космического комплекса для оказания телемедицинских услуг принимали участие В.И.Лукьященко, В.Г.Шучев, Т.К.Кривоклякин, Г.С.Гусаков, В.Е.Бахарева. В середине 2000-х гг. ключевой стала проблема дости- жения длительных сроков активного существования раз- рабатываемых и перспективных космических комплексов на основе технического совершенства бортовых специаль- ных комплексов и служебных систем, которое, в первую очередь, определяется используемой электронной компо- нентной базой и режимами ее применения. Поскольку ре- 642
Глава 6 шение этой проблемы в значительной степени вызывалось необходимостью совершенствования КА связи, вещания и ретрансляции, на отделение легла основная нагрузка при подготовке доклада ФГУП ЦНИИмаш (В.И.Лукьященко) на НТС ВПК 7 ноября 2007 г. на тему «Основные технические и технологические проблемы по созданию перспективных космических аппаратов с длительными сроками активного существования». Решением НТС рекомендовано признать целесообразной для внедрения в разработку всех перспек- тивных космических комплексов в качестве основы уни- фицированных орбитальных платформ с использованием принципов модульности, негерметичности конструкции, открытости, расширенного применения устройств обеспе- чения теплового режима пассивного типа с неподвижными элементами, возможности адаптации к различным целевым нагрузкам. Этот путь последовательно реализуется при соз- дании спутников связи, теле- и радиовещания, ретрансляции, а также спутников иного назначения в рамках федеральных космических программ. В работах принимали активное уча- стие В.ИЛукьященко, АВ.Головко, Ю.А.Соколов, В.Г.Шучев, Т.К.Кривоклякин. Исходя из возникших на то время альтернативных пред- ложений, в 2004-2005 гг. ЦНИИмаш пришлось обосновы- вать магистральный путь развития отечественной много- функциональной космической системы ретрансляции. При этом в качестве альтернатив рассматривались следующие: - продолжение работ по созданию МКСР на основе спутников-ретрансляторов серии «Луч» на базе спутни- ковой платформы «Экспресс-1000»; головной разработ- чик - ФГУП НПО прикладной механики имени академика М.Ф.Решетнева (ныне ОАО «ИСС»); - предложение по созданию космического аппара- та-ретранслятора типа «Луч» на базе унифицированной космической платформы «Виктория» (разработка ОАО «РКК «Энергия» имени С.П.Королева»). Разработчиками целевой аппаратуры для предложенных КА являлись ФГУП «РНИИ КП», ФГУП «НИИ Радио», ФГУП «НИИ ПП». Материалы НПО ПМ на рассмотрение были представлены в объеме эскизного проекта, разработанного на основании ТТЗ Росавиакосмоса и прошедшего все рас- смотрения в ЦНИИмаш и на НТС Заказчика. Материалы РКК «Энергия» были разработаны в инициативном порядке и представлены на рассмотрение в объеме, недостаточном для оценки степени готовности разработки в соответствии с действующими нормативными документами. Для всестороннего рассмотрения вопроса о выборе предпочтительного варианта была сформирована Рабочая группа (председатель - заместитель генерального дирек- тора ФГУП ЦНИИмаш В.И.Лукьященко) по сравнительному анализу степени готовности, надежности и стоимости соз- дания космических аппаратов-ретрансляторов (п. 4.6 про- токола совещания у руководителя Федерального космиче- ского агентства 26 июня 2004 г.). В состав Рабочей группы были включены представители Федерального космического агентства, ФГУП ЦНИИмаш, ФГУП «Организация «Агат», ФГУП «НПО ПМ», РКК «Энергия», ФГУП «РНИИ КП», ФГУП «НИИ ПП». Рабочей группой была сформирована Комиссия для рассмотрения хода работ по созданию спут- ников-ретрансляторов в ФГУП «НПО ПМ» (руководитель Комиссии - В.Г.Шучев). На основе результатов работы Рабочей группы с учетом материалов, представленных Комиссией, руководителем Роскосмоса было принято решение о продолжении работ по созданию в рамках Федеральной космической про- граммы спутников-ретрансляторов МКСР «Луч» в ФГУП «НПО ПМ» на базе платформы «Экспресс-1000». Одной из задач, для решения которых предназначена МКСР «Луч», является организация каналов связи с Международной кос- мической станцией. В 2005 г. Межведомственной рабочей группой (предсе- датель МРГ - В.И.Лукьященко) рассмотрены материалы тех- нико-экономического обоснования предложений по органи- зации спутникового канала связи с МКС с использованием КА типа «Ямал», разработанные ОАО «Газком» в качестве альтернативы использования спутников-ретрансляторов МКСР. Выводы Заключения МРГ: 1. Реализация предложений ОАО «Газком» по установ- ке специального ретранслятора на разрабатываемый КА «Ямал-300» связана с определенными рисками (отсутствие международной правовой защиты и частотных присвоений для радиоэлектронных средств, не обеспечивается требуе- мая ТТЗ возможность использования станций типа «Тамань - База МС», размещенных на ОКИК Минобороны России для управления KA-СР и др.), позволит решать в ограничен- ном объеме только одну из комплекса задач, предусмотрен- ных для МКСР. 2. Сравнение вариантов расходования средств из бюд- жета Роскосмоса показывает, что безусловное предпочтение следует отдать варианту форсирования работ по программе «Луч», как варианту, обеспечивающему булыиую эффектив- ность при меньших затратах. 3. Реализация и дальнейшее рассмотрение предложений ОАО «Газком» нецелесообразна. При появлении возможно- сти дополнительного бюджетного финансирования работ по созданию KA-ретрансляторов предпочтение следует от- дать форсированию работ по программе «Луч». Активное участие в работах по обоснованию пути раз- вития системы ретрансляции приняли сотрудники ФГУП ЦНИИмаш В.И.Лукьященко, В.Г.Шучев, Т.К.Кривоклякин, А.М.Максимов, Ю.А.Пономарев. На основе результатов работы Рабочей группы с учетом материалов, представлен- ных Комиссией, руководителем Роскосмоса подтверждено решение о продолжении работ по созданию спутников-ре- трансляторов в ФГУП «НПО ПМ» на базе платформы серии «Экспресс» в рамках Федеральной космической програм- мы. За достигнутые результаты работ по комплексам кос- мической связи заместителю генерального директора ФГУП ЦНИИмаш В.И.Лукьященко, начальнику отделения ФГУП ЦНИИмаш В.Г.Шучеву в 2007 г. присвоена премия Прави- тельства Российской Федерации в области науки и техники. 643
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Орбитальная группировка спутников связи, вещания и ретрансляции по состоянию на 29 сентября 2014 г. В декабре 2008 г. делегация Роскосмоса, сформирован- ная на базе ФГУП ЦНИИмаш, приняла участие в подготовке и проведении второго пленарного заседания Международной группы по функциональной совместимости космических систем (ЮР-2), которое было проведено в Женеве (Швейца- рия). (Первое заседание Международной группы по функци- ональной совместимости космических систем (ЮР-1) было проведено в июне 1999 г. в штаб-квартире Европейского кос- мического агентства в Париже, Франция.) Делегацию Роскос- моса на заседании ЮР-2 возглавлял генеральный директор ФГУП ЦНИИмаш Г.Г.Райкунов, в состав делегации входили Н.Г.Паничкин, Н.М.Иванов, В.М.Иванов, В.Г.Шучев. На заседании ЮР-2 участвующие космические агент- ства, планирующие проводить исследования и освоение космического пространства на основе автоматических и пи- лотируемых космических миссий, рассмотрели ход выпол- нения работ по обеспечению взаимной поддержки и функ- циональной совместимости космических систем связи и навигации, обеспечивающих проведение космических мис- сий, а также определили перспективные направления раз- вития этих работ. Участники ЮР-2 пришли к единодушному выводу о том, что повышение и расширение современного уровня международной координации и обеспечения функ- циональной совместимости послужит мощным стимулом эффективного выполнения новых космических полетов со снижением расходов и повышением их безопасности. Дальнейшее развитие работы по управлению и инфор- мационному обеспечению космических миссий при иссле- довании и освоении космического пространства получили в 2009-2010 гг. при подготовке материалов Системного про- екта «Проблемы и направления решения задач по развитию перспективных космических средств для дальнейшего ис- следования и освоения космического пространства» (на- учный руководитель проекта - Г.Г.Райкунов). При головной роли отделения специалистами различных подразделений ФГУП ЦНИИмаш была подготовлена книга СП «Управление полетами и информационное обеспечение перспективных программ изучения и освоения космического простран- ства» (научный руководитель книги - В.Г.Шучев, ответствен- ный исполнитель - Т.К.Кривоклякин). Активное участие в работах по обоснованию путей развития системы управ- ления и информационного обеспечения перспективных программ изучения и освоения космического простран- ства приняли сотрудники ФГУП ЦНИИмаш Г.Г.Райкунов, А.В.Головко, Г.Ф.Карабаджак, В.Г.Шучев, Т.К.Кривоклякин, А.М.Максимов, Н.И.Казновский, А.И.Сердюков, А.М.Титов, В.СЛобанов, В.Л.Кондратьев, В.Ф.Фаренков и др. Одним из основных направлений работ ФГУП ЦНИИмаш в области спутниковой связи, вещания, ретрансляции, поис- ка и спасания является проведение в соответствии с требо- ваниями Положения РК-11-КТ экспертизы проектных мате- риалов промышленности с подготовкой и представлением в Роскосмос соответствующих Заключений. В материалах Заключений ФГУП ЦНИИмаш содержались результаты ана- лиза выполнения требований ТЗ (ПЗ), результаты сравни- тельного анализа рассматриваемых разработок с лучшими отечественными и зарубежными аналогами, рекомендации по целевому использованию с оценками предполагаемой эффективности применения. Заключения ФГУП ЦНИИмаш в соответствии с Положе- нием РК-11-КТ (ранее - Положением РК-98-КТ) по указа- ниям Роскосмоса докладывались на заседаниях секций НТС Роскосмоса при рассмотрении проектов, закладывались в основу решений НТС, определяющих перспективные на- правления создания и совершенствования отечественных комплексов космической связи, вещания и ретрансляции. Активное участие в работе по подготовке матери- алов заключений ФГУП ЦНИИмаш приняли сотрудни- ки института В.И.Лукьященко, А.В.Головко, Б.В.Бодин, В.Г.Шучев, Т.К.Кривоклякин, А.М.Максимов, В.С.Лобанов, В.Л.Кондратьев, А.М.Брыков, Е.П.Колесников, В.М.Ужегов, ЕЛМорозов, И.Н.Сафронов, Г.С.Сапрунов и др. 644
Глава 6 Ъ.4.3емммскш1, М.К.Калсиса^, Т'.М.Коилйисе^и^ Исследования в области аэрогазодинамики и теплообмена После запуска первого искусственного спутника Земли в 1957 г. в ЦНИИмаш начали широко развертываться аэроди- намические исследования космических, в т.ч. спускаемых, аппаратов. Это были 1958-1961 гг. Как один из вариантов исследовалась схема управления СА за счет изменения его баллистического параметра и аэродинамического качества посредством создания перед аппаратом отрывной зоны переменной геометрии (например, сфера с иглой), а также путем изменения аэродинамических сил, действующих на аппарат, с помощью щитков заднего или переднего располо- жения. В связи с этим проводились фундаментальные экс- периментальные исследования отрывных зон течения перед СА. Одной из первых работ в данной области были экспе- риментальные исследования С.С.Баркова, ставшие основой для создания простых расчетных методов. В последующем рассматривалось регулирование лобового сопротивления СА и суммарной тормозной силы реактивной струей, на- правленной навстречу потоку (АВ.Красильников). К 1961 г. были созданы пилотируемый спутник «Вос- ток» (с формой СА, близкой к сферической), беспилотные спутники «Зенит», а позднее «Янтарь» с СА. В аэродинами- ческой отработке всех этих изделий активное участие при- нимали сотрудники ЦНИИмаш: Ю.А.Демьянов, А.С.Бойко, ААКалашников, Е.М.Калинин, КАСтекениус и др. В этот период выполнялись экспериментальные ис- следования распределения тепловых потоков на поверх- ности сферы как при ламинарном, так и при турбулентном режиме течения в пограничном слое, а также в донной части сферы, детально исследовалась форма СА в про- цессе обгара (М.В.Савелов, О.Н.Остапович, О.И.Губанова, В.М.Николаев, Л.И.Пластинина, Ю.В.Яхлаков). На основе полученных данных по распределению давления (В.В.Лунев, В.Г.Павлов) были выполнены первые численные расчеты ламинарного пограничного слоя на сфере с учетом равно- весных физико-химических процессов в воздухе и завих- ренности на внешней границе пограничного слоя в широком диапазоне скоростей и высот полета и температурного фак- тора (И.Н.Мурзинов). В обеспечение первого выхода человека в открытый космос были проведены специальные исследования сфери- ческого СА «Восход», имевшего выступающий цилиндриче- ский шпангоут, предназначенный для крепления сбрасывае- мой перед спуском аппарата шлюзовой камеры: требовалось установление допустимого уровня момента крена СА за счет обгара этого шпангоута во избежание закрутки аппарата при спуске. Предполагавшаяся первоначально проверка допу- стимости наружной установки шпангоута путем спуска на- турного беспилотного аппарата не удалась. Поэтому в сжа- ЮАДемьянов КАСтекениус тые сроки необходимо было решить указанный вопрос путем трубных эксперимен- тов. Пришлось разработать специальную методику экс- перимента, согласно которой модель СА была разделена на невзвешиваемую лобовую и взвешиваемую кормовую части с источником момента крена - шпангоутом. Изме- рительный элемент момента И.Н.Мурзинов крена модели аппарата был, таким образом, разгружен от действия большой силы лобо- вого сопротивления, что обеспечивало существенное повы- шение точности измерения малых величин момента крена (А.С.Бойко, К.А.Стекениус). Указанная методика позволила определить момент крена СА во всем необходимом диапа- зоне скоростей (от гиперзвуковых до дозвуковых), рассчи- тать движение аппарата и допустить его к полету. Полет СА «Восход» с первым выходом человека в открытый космос (А. А. Леонов) состоялся 18 марта 1965 г. В начале 1960-х гг. наибольшее развитие получило на- правление исследований аппаратов сегментально-кониче- ской формы (т.н. фары), представляющих собой разумный компромисс между желанием получить аэродинамическое качество, достаточное для входа и управляемого скользяще- го спуска в атмосфере Земли, при необходимых тормозных свойствах (коэффициент лобового сопротивления) и обе- 645
История развития отечественных автоматических космических аппаратов спечении максимального внутреннего объема при ограни- ченных габаритах. Аппарат этого типа имел смещенный с продольной оси симметрии центр тяжести и управление эф- фективным аэродинамическим качеством посредством из- менения угла крена. Исследования, проведенные совмест- но с разработчиком (ОКБ-1, ныне ОАО «РКК «Энергия») и ЦАГИ, позволили сделать выбор и остановиться на этой форме для дальнейшей проработки. Позднее специалиста- ми института совместно с разработчиком сегментально-ко- ническая форма была выбрана также для аппаратов «Зонд» и лунного корабля. Это позволило развернуть в единую программу иссле- дования этих аппаратов, а также систем их аварийного спа- сения. Проведенные систематические экспериментальные исследования сегментально-конической формы показали, что обтекание этих форм очень сложно и сопровождается наличием отрывных зон сложной, резко изменяющейся конфигурации, приводящим к таким неожиданным эффек- там, как, например, отрицательные значения нормальной силы при малых положительных углах атаки на до- и транс- звуковых скоростях. С целью улучшения тормозных и несущих свойств СА сегментально-конической формы, характеристик их ста- тической и динамической устойчивости проводились ис- следования аэродинамической эффективности различных конструктивных средств. В ходе исследований были установ- лены области автомодельности аэродинамических характе- ристик СА по числам Маха и Рейнольдса, определены неста- ционарные аэродинамические характеристики аппарата во всем диапазоне его скоростей, выявлены закономерности обтекания СА при различных числах Рейнольдса и углах ата- ки, а также установлена связь полученных зависимостей с изменением интегральных характеристик аппаратов. В эти годы велись интенсивные исследования теплообме- на на поверхности сегментально-конических тел и, в частно- сти, на моделях СА «Союз»: получены экспериментальные данные о распределении давления и тепловых потоков по всей поверхности СА, определены зоны отрывного течения при различных углах атаки, рекомендованы критериальные зависимости для расчета тепловых потоков. Исследовано влияние равновесных физико-химических процессов на те- чение окололобового щита и на наветренной части боковой поверхности. Установлено, что при углах атаки а - О0 (где 0О - угол полураствора сегмента) происходит смещение точки растекания при фиксированном угле атаки в сторону пле- чевого скругления при увеличении числа Маха. Также раз- работана и экспериментально проверена методика расчета теплообмена на поверхности подобных аппаратов при боль- ших углах атаки (В.В.Лунев, О.И.Губанова, И.Н.Мурзинов, О.Н.Остапович, Б.А.Землянский, В.П.Маринин). Проведенные исследования позволили определить с требуемой точностью аэродинамические характеристики и теплообмен СА КК «Союз». В частности, была выявлена возможность реализации полета аппарата при до- и транс- звуковых скоростях на нерасчетных балансировочных углах ААЧурилин атаки. Были предложены эффективные средства для обе- спечения единственности значения такого балансировоч- ного угла и исключения авторотации СА. В дальнейшем на основе указанных исследований были подготовлены справочные материалы по аэродинамике спускаемых ап- паратов сегментально-конической формы. Большой вклад в проведение аэрогазодинамических исследований спуска- емых аппаратов сегментально-конической формы внесли А.С.Бойко, К.А.Стекениус, М.Н.Казаков, В.В.Жарников, В.И.Штейер, Б.Н.Даньков, ЛАДегтярева, С.ГАлексеева, Н.Д. Сергеева. Проведенные работы позволили внедрить ряд рекомен- даций, выполненных на уровне изобретений, по улучшению аэродинамических и проектных параметров разрабатывае- мых спускаемых аппаратов кораблей «Союз» и «Зонд»: - установить на кормовых частях СА стабилизаторы в виде криволинейных щитков, позволившие обеспечить по- лет на основном балансировочном угле атаки и повысить вес полезной нагрузки; - ввести скос лобового сегмента для обеспечения балан- сировки и необходимой величины располагаемого качества спускаемого аппарата. В разработке и обосновании этих рекомендаций, до сих пор используемых на всех СА «Союз», от ЦНИИмаш принимали участие ЮАДемьянов, А.С.Бойко, М.Н.Каза- ков, К.А. Стекениус, А.А.Чурилин, а от НПО «Энергия» - Н.В. Гречко, В.Д.Осипов, А.Г.Решетин. Первый полет СА «Союз-1» с космонавтом В.М. Кома- ровым состоялся 24 апреля 1967 г. Аппарат совершил вход в атмосферу Земли, управляемый спуск, но, к сожалению, вследствие неполадок парашютной системы на последнем участке полета не была обеспечена мягкая посадка, и кос- монавт погиб. В период 23-30 октября 1968 г. космические аппараты «Союз-2» (беспилотный) и «Союз-3» (пилотируе- мый Г.Т.Береговым) совершили совместный полет для отра- ботки системы сближения и маневрирования. По окончании совместного полета СА этих кораблей успешно совершили спуск в атмосфере с аэродинамическим качеством и мяг- кую посадку (26 и 30 октября соответственно). С целью улучшения и изменения в нужном направлении аэродинамических характеристик СА с тормозным и не- сущим лобовым экраном в дальнейшем был предложен и 646
Глава 6 защищен авторскими свидетельствами на изобретение ряд других модификаций его аэродинамической формы: от- клонение и поперечное смещение лобового экрана относи- тельно корпуса спускаемого аппарата, отклонение кормовой его части, изменение формы и размеров лобового экрана, установка на нем козырьков и балансировочных щитков, косой срез лобового экрана и т.п. (А.С.Бойко, М.Н.Казаков, К.А.Стекениус, С.С.Козлов и др.). Результаты проведенных систематических аэрогазоди- намических исследований аппаратов сегментально-кониче- ской формы отражены в нескольких выпусках справочных материалов и руководств для конструкторов. Выбору рацио- нальных аэродинамических компоновок ЛА с тормозной и несущей лобовой частью посвящен специальный выпуск «Руководства для конструкторов». Наибольший вклад в про- ведение этих исследований внесли С.ГАлексеева, А.С.Бойко, Б.Н.Даньков, Л.А.Дегтярева, В.В.Жарников, М.Н.Казаков, Т.С.Панкова, КАСтекениус. В обеспечение спасения СА КК «Союз» в нештатных ситуациях проводились исследования головного обтека- теля системы аварийного спасения с находящимся внутри него спускаемым аппаратом. Были экспериментально ис- следованы аэродинамические характеристики ОГБ САС с выбранными решетчатыми стабилизаторами в диапазоне возможных скоростей полета. В испытаниях были также определены потеря тяги ДУ ОГБ САС, конфигурация и па- раметры ближнего следа за ОГБ, причины возникновения и величины возвращающей силы, действующей на СА при от- делении его от ОГБ, изучен характер движения СА в следе за ОГБ. В обеспечение этих исследований были разработаны специальная методика и средства измерения для опреде- ления аэродинамических характеристик ОГБ при работа- ющих двигателях отделения (Л.А.Дегтярева, В.В.Воронин, Т.Н.Домбровская, Б.С.Кирнасов, В.И.Лагутин, В.С.Трусов). Особое внимание было уделено обнаруженной в ходе экспериментальных исследований резкой перестройке тече- ния (критическому его режиму) и сопровождающему такую перестройку скачкообразному изменению давления за из- ломом образующей ОГБ. С помощью специальных испыта- ний при непрерывном изменении числа Маха в районе М^ с использованием высокочувствительных малоинерцион- ных средств измерения давления и скоростной киносъемки были экспериментально определены характер и интервалы времени действия динамической нагрузки при достижении критического числа Маха. В ходе экспериментов были ис- следованы не только локальные аэродинамические нагруз- ки, действующие на различные головные блоки и обтекатели космических кораблей («Венера», «Марс», «Салют», «Ян- тарь» и др.), но и пульсации давления. Проводились также исследования интегральных аэродинамических нагрузок на головной блок при достижении критического режима (А.С.Бутков, НАГорбушина, Б.С.Кирнасов, В.В.Кудрявцев). Аэродинамические нагрузки на ОГБ космического кора- бля и сам головной блок в окрестности Мкр были введены в нормативные документы в качестве расчетного случая и ши- роко представлены в спра- вочных материалах и руко- водствах для конструкторов, выпущенных сотрудниками ЦНИИмаш. В 1960-е гг. в ЦНИИмаш начались разработка и раз- витие экспериментальных методов (применительно к барокамерам У-6, У-12, У-22М) решения таких вы- сотных задач струйной га- зодинамики при отработке Н.Е.Храмов изделий ракетной и космической техники, как причалива- ние КА, стыковка-расстыковка космических аппаратов на орбите, корректировка их орбит, посадка СА на планеты и другие операции, осуществляемые с помощью двигате- лей соответствующего назначения (Н.Е.Храмов, ААБачин, Б.С.Кирнасов, Е.М.Калинин, А.М.Мельбард, Д.С.Сажин, В.И.Лагутин, Т.Н.Домбровская). При фотографировании поверхности Луны с борта ее искусственного спутника «Луна-11»24 августа 1966 г. было установлено, что газодинамические возмущения, возника- ющие при стравливании газов через дренажные отверстия спутника после отключения двигателей стабилизации и оста- нова ТНА могут приводить к дестабилизации спутника и, как следствие, к нештатной ситуации. С помощью рекоменда- ций, выданных специалистами ЦНИИмаш, удалось стаби- лизировать лунный спутник «Луна-12» и впервые обеспе- чить фотографирование поверхности Луны (Б.С.Кирнасов, ААЧурилин). В дальнейшем аэродинамики ЦНИИмаша кон- тролировали реализацию проектов космических кораблей по единой схеме размещения надстроек в областях влияния струй не только двигателей, но и стравливающих илренаж- ных отверстий, выступающих за обводы корабля. Для совершения мягкой посадки на поверхность Луны и Марса необходимо использовать на конечном участке траектории тормозные двигатели. Воздействие струй такого двигателя на посадочную поверхность вызывает ее эрозию и приводит к формированию отраженной двухфазной «ве- ерной» струи, которая, обтекая элементы конструкции ап- парата, создает на них дополнительные аэродинамические нагрузки. Совместно с НИИ оснований и наземных сооружений был создан ряд образцов, являющихся аналогами лунного грунта. Кроме того, была разработана модель лунного поса- дочного аппарата для «холодных» и «горячих» испытаний и модель, имитирующая различные положения посадочной площадки по отношению к СА, которые исследовались в ба- рокамерах У-12, У-6 и У-22М. В течение 1967—1970 гг. аэрогазодинамики ЦНИИмаш экспериментально решили задачу определения величин воз- мущающих сил и моментов, возникающих в случае посадки аппарата Е-8 с луноходом при различных его положениях относительно посадочной поверхности, и выдали рекомен- 647
История развития отечественных автоматических космических аппаратов АНРумынский Ю.А.Пластинин НААнфимов дации по уменьшению таких сил и моментов, действующих на аппарат (Е.М.Калинин, А.М.Мельбард). Рекомендации в дальнейшем последовательно закладывались в исход- ные данные для расчета динамики космических кораблей во всех проектах (Н.Е.Храмов, В.И.Усков, Б.С.Кирнасов, Е.М.Калинин, А.А. Чурилин). В1959-1961 гг. в ЦНИИмаш были начаты широкие ис- следования вопросов радиационной газодинамики и лучи- стого теплообмена, возникших в связи с сверхорбиталь- ными скоростями входа лунных аппаратов в атмосферу Земли, а также при входе аппаратов в атмосферы планет. Работы в указанной области велись как в теоретическом, так и в экспериментальном плане. Основоположниками этого направления исследований в ЦНИИмаш являлись АНРумынский (разработка методов расчета лучистого те- плообмена) и Ю.А.Пластинин (разработка методов расчета и создание базы данных по радиационным характеристикам высокотемпературных газов и продуктов сгорания ракетных топлив). В решение отдельных вопросов большой вклад внесли В.В.Лунев, В.М.Николаев, Н.В.Черешнева и др. На ударных трубах У-8 и ЛУТ-1 были проведены экс- периментально-теоретические исследования излучательных свойств газов (Ю.А.Пластинин, Г.Ф.Сипачев, В.М.Николаев), разработаны методики расчета лучисто-конвективного теплообмена на поверхности различных спускаемых ап- паратов в атмосферах Земли, Венеры, Марса и Юпитера (НААнфимов, АНРумынский, ВАПугачев, Н.В.Черешнева, Н.Г.Самсонов, В.П.Чуркин, ААКостузик, ВАОсипов). В1968 г. в обеспечение работ по проекту полета на Луну с возвратом на Землю была разработана и введена в строй конвективно-радиационная установка, позволяющая вос- производить конвективно-радиационный нагрев КА при его спуске на Землю и воздействие вакуума на предварительно прогретый материал при первом погружении возвращаемо- го аппарата в атмосферу планеты. Траектория возврата СА предусматривала два его входа в земную атмосферу. При первом за счет пролета аппаратом атмосферы с погружени- ем до высоты -60 км происходит его торможение с умень- шением скорости с 11,2 до 8 км/с, при втором вход в атмос- феру близок к спуску СА с круговой околоземной орбиты. Проведенные на конвективно-радиационной установке ис- следования позволили установить некоторые особенности суммарного конвективно- радиационного нагрева СА при его входе в атмосферу Земли со второй и третьей космическими скоростями. Для изучения воздействия вакуума на предваритель- но прогретый до высоких температур теплозащитный материал при первом входе аппарата в атмосферу Земли была разработана методика, позволившая исследовать влияние вакуума и термического разложения ТЗМ при первом погружении на его эффективную энтальпию и при втором погружении СА в атмосферу (М.В.Савелов, Г.А.Беда, Н.И.Винокуров). В 1960-е гг. начались аэродинамические исследования в обеспечение создания автоматических аппаратов для из- учения планет Солнечной системы: серии «В» с задачей спуска на Венеру (В-70, В-72), а также серии «М»: с задачей спуска на Марс (М-71, М-73) и с задачей посадки на Марс (М-75, М-77). Особый вклад в эти работы внесли А.С.Бойко, К. А.Стекениус, С.ЕАлексеева, М.Н.Казаков, ААКалашников, Л.А.Дегтярева. Для спуска в атмосфере Венеры был предложен аппа- рат, форма которого рассчитана на его прямой вход в ат- мосферу планеты, баллистический спуск и мягкую посадку на ее поверхность. Серьезно стоял вопрос о стабилизации аппарата при спуске в атмосфере Венеры. Предварительные исследования показали возможность обеспечения устой- чивого полета СА с помощью стабилизирующего зубчатого кольца из металла с «памятью формы», расположенного на поверхности аппарата. Была создана динамически подобная легкая модель аппарата, разработана специальная методика эксперимента и проведены лабораторные испытания мо- дели путем свободного падения (А.С.Бойко, В.И.Штейер, ААЧурилин, ЮАЦветаев). Результаты пуска подтвердили правильность принятых решений. Экспериментальные исследования по выбору рацио- нальной формы аппаратов М-71 и М-73 позволили с вы- сокой точностью установить их стационарные и демпфи- рующие аэродинамические характеристики. Теоретически и М.В.Савелов Г.А.Беда 648
Глава 6 экспериментально были определены аэродинамические ха- рактеристики в условиях, близких к натурным, исследованы возможные формы аппаратов открытой и замкнутой схем с целью выбора рациональной формы КА М-75. В 1963-1973 гг. в соответствии с программами освое- ния космоса проводились исследования ТЗМ для аппаратов типа «М» и «В», спускающихся, соответственно, на поверх- ности Марса и Венеры. Было установлено, что наиболее оптимальным для обеспечения теплозащиты СА «Марс» является низкотемпературный материал ППС-15. Этот ма- териал был детально изучен: разработана методика расчета уноса его массы и определены необходимые для этого тер- мохимические характеристики. Были установлены также наиболее оптимальные мате- риалы для изготовления как внешнего (уносимого) слоя ТЗП аппаратов, входящих в атмосферу Венеры, так и теплоизоля- ции их приборных отсеков. В результате проведенных иссле- дований было признано, что наиболее эффективной тепло- изоляции можно добиться путем использования пористого ТЗМ, заполненного сублимирующими веществами. Для этой цели были разработаны высокоэффективные сублиматоры материалов, работающие при температуре 57-90 °C. Для исследований теплофизических и термохимических свойств материалов и веществ, необходимых для защиты САтипа «В» и теплоизоляции его приборного отсека, была разработана установка, обеспечивающая воспроизведение параметров атмосферы на поверхности планеты (состав: -100 % С02, температура -500 °C, давление -107 Па). В работах по те- плозащите и теплоизоляции аппаратов типа «В» и «М» принимали участие Г.А.Беда, И.П.Даниленко, ААЕфимов, М.А.Жильцова; расчеты толщин материалов, потребных для защиты СА, проводились на основе программ, разра- ботанных К.Г.Омельченко, В.П.Тимошенко, М.Г.Треневым, М.В.Володиной, В.Г.Пчелкиной, В.А.Шипаревым. Систематические экспериментальные и расчетные ис- следования были проведены в части аэродинамики спускае- мых аппаратов, близких по форме к сферической, с различ- ными надстройками и выемками на поверхности; созданы методика и банк данных, позволяющие определять аэро- динамические характеристики СА с учетом отклонений его формы от сферической путем соответствующих «добавок» к аэродинамическим характеристикам сферы (М.М.Казаков, ААКалашников, КАСтекениус). В целях обеспечения исследований аэрогазодинами- ки космических аппаратов потребовалось создание новых методик и средств испытаний, разработанных на уровне изобретений: методики испытаний при соблюдении ди- намического подобия отделяющихся объектов обтекателя головного блока САС и спускаемого аппарата; методики моделирования газодинамических параметров, отвечающих условиям посадки СА на Луну; специальной газовой систе- мы для подачи в сопловой блок модели лунного корабля разных газов и стенда для имитации различных посадочных ситуаций, позволяющих получать данные, приближенные к натурным; специальных методик и тензовесов для опреде- ления с повышенной точностью аэродинамических характе- ристик (в первую очередь балансировочных) СА. Отдельно нужно отметить газодинамическое обеспече- ние стыковки космических кораблей «Союз» и «Аполлон». В1975 г. были определены газодинамические характеристи- ки от струй двигателей причаливания и ориентации, полу- ченные первоначально расчетным методом, вследствие чего возникла настоятельная необходимость эксперимен- тальной проверки уровня таких возмущений в вакуумной струйной камере У-22М, а также в установке У-12. Испыта- ния показали, что возмущения из-за установки на корабле «Союз» дополнительных устройств оказались больше до- пустимых (Н.Е.Храмов, В.И.Усков, ААБачин, Е.М.Калинин, Б.С.Кирнасов, И.П.Тришкин, Т.Н.Домбровская). В барокаме- ре У-22 были проведены исследования по газодинамическо- му воздействию струй двигателей и стабилизации модулей в процессе причаливания аппаратов к космической стан- ции «Мир» (Н.Е.Храмов, В.С.Максименков, Б.С.Кирнасов, М.В.Прочухаев, И.Н.Мазин, Д.С.Сажин, В.М.Кузнецов, Т.Н.Домбровская). С началом проектирования первых КА в ЦНИИмаш были начаты проработки по оценке и оптимизации массо-энерге- тических характеристик основных бортовых систем изделий в зависимости от решаемых научно-технических и при- кладных задач, в т.ч. с участием экипажа. Эти проработки в части тепловых режимов КА привели к созданию самосто- ятельного научного направления по обеспечению тепловых режимов пилотируемых и автоматических КА. Организа- ционное оформление подразделения по этому направле- нию произошло в апреле 1969 г., когда в составе отдела В.Г.Фарафонова была создана лаборатория ААВасильева (с 1978 г. - Р.М.Копяткевича) по исследованию теплообмена в верхней атмосфере и тепловых режимов КА. В обеспе- чение экспериментальных исследований ЕНКарповым и Г.С.Мишиным была создана лабораторная тепловакуумная установка «Луч» с объемом камеры 6 м3, имитирующая условия космического пространства и позволяющая прово- дить тепловую отработку элементов КА. Основные задачи лаборатории были определены научным руководителем на- правления НААнфимовым: - развитие методик и программно-математического обеспечения проектных тепловых расчетов КА; - анализ тепловых нештатных ситуаций и научно-техни- ческое сопровождение разработок СОТР и эксплуатации КА; - разработка методик тепловакуумных испытаний, в т.ч. при использовании крупногабаритных отраслевых камер ВК-600/300 и строившейся КВИ, размещенных на площадях НИИхиммаш в районе Загорска (ныне г. Сергиев Посад). В 1979 г. В.М.Залетаев совместно с сотрудниками РКК «Энергия» Ю.В.Капиносом и О.В.Сургучевым выпустили монографию «Расчет теплообмена космического аппара- та», которая сохранила свою актуальность до настоящего времени. Методы и программы расчета температурных полей конструкций и приборно-агрегатного оборудования КА были разработаны Р.М.Копяткевичем, В.В.Альтовым, 649
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Р.М.Копяткевич В.В.Альтов Г.С.Мишин СО РАН в 2003 г. В процессе создания и в обеспечение эксплуатации ИК-телескопа в 2001-2008 гг. был выполнен комплекс работ по анализу полетных отражательно-из- лучательных характеристик КА, КО и космического му- сора. В ЦНИИмаш были разработаны методы дис- танционной диагностики технического состояния КА АНСтаростиным, а программы расчета внешних тепло- вых нагрузок от Солнца и Земли составлены Г.С.Мишиным, В.М.Гулей и А.Р.Тарасовым. В обеспечение задач газораспределения и вентиляции гермоотсеков КА и АМС А.М.Фролов, Р.М.Копяткевич и А.И.Феонычев разработали методы и программы расчета характеристик системы вентиляции и движения воздуха путем замены вентиляторов сосредоточенной массовой силой. Разработанные и апробированные по результатам натурных и лабораторных испытаний (установка «Луч») методы расчета позволили ЦНИИмаш совместно с ве- дущими специалистами предприятий отрасли выпустить в течение 1989-1991 гг. «Руководство для конструкторов по обеспечению тепловых режимов космических аппа- ратов» в шести томах (главный редактор - Н.А. Анфи- мов, заместители главного редактора - Р.М.Копяткевич и О.В.Сургучев). За работы в области аппаратостроения, разработку методов расчета и тепловой отработки КА НААнфимов и Р.М.Копяткевич в 1980 г. были удосто- ены Государственной премии СССР вместе с группой ученых и конструкторов НПО им. С.А.Лавочкина, ИЦ им. М.В. Келдыша и НИИхиммаш. На основе «Руководства для конструкторов» Р.М.Ко- пяткевичем, В.В.Альтовым, Н.В.Саквой, С.В.Залетаевым и А.Н.Старостиным были разработаны структура и алгоритмы пакета прикладных программ «Терм» по расчету тепловых режимов КА в условиях орбитального полета. Пакет «Терм» был внедрен на 16 предприятиях отрасли. В части обеспечения тепловакуумных испытаний КА наибольшие объемы работ были выполнены применительно к ОК «Буран» в вакуумной камере КВИ (объемом 8000 м3). Разработан метод поблочных ТВИ ОК «Буран» и проведе- ны испытания (Р.М.Копяткевич, Г.С.Мишин, С.Б.Новиков, В.М.Гуля, А.Р.Тарасов). Для решения задач контроля полетов КА приказом по министерству № 104 от 14 апреля 1989 г. было предусмо- трено создание первого в стране крупногабаритного ИК- телескопа. Большую помощь и поддержку на этапе развер- тывания проекта оказали К.П.Колобенков, НААнфимов, АНКузнецов и Б.В.Бодин. Телескоп АЗТ-ЗЗИК был изготов- лен ЛОМО и поставлен в Институт солнечно-земной физики на основе результатов на- блюдений изделий наземными телескопами видимого и ИК-диапазонов. Дистанционная диагностика базируется на проведении имитационного моделирования результатов наблюдений с использованием базы данных оптических свойств внешних покрытий и материалов, а также разрабо- танного в ЦНИИмаш аппаратно-программного комплекса с постоянно наращиваемой программой TIR (Р.М.Копяткевич, Г.С.Мишин). В АПК была введена новая программа Tracer, позволяющая моделировать картины наблюдений на фоне звездного неба в интерактивном режиме для оперативно- го планирования наблюдений и быстрой оценки результа- тов (Н.В.Саква). Результаты работ по данному направле- нию с использованием наблюдений телескопами ИСЗФ в Саянской астрофизической обсерватории (П.Г.Папушев, Ю.С.Караваев, В.И.Тергоев) позволили подтвердить наруше- ния в работах изделий «Ямал-100», «Коронас-И», а также контролировать ОПС «Мир» при затоплении. С началом проектных работ в РКК «Энергия» по соз- данию двухфазных СТР для пилотируемых орбитальных комплексов ЦНИИмаш был привлечен к разработке мате- матических моделей процессов теплопереноса в таких си- стемах (В.М.Гуля, Р.М.Копяткевич, Г.С.Мишин). В 1999 г. на КА «Прогресс» (РКК «Энергия») была выведена на орбиту экспериментальная двухфазная СТР, подтвердившая высо- кую эффективность терморегулирования для орбитальных станций будущего поколения. За эту работу Р.М.Копяткевич совместно с сотрудниками Центра Келдыша и РКК «Энер- гия» был удостоен премии Правительства РФ. Важным направлением было обеспечение контроля герметичности на орбитальной пилотируемой станции. Г.С.Мишин предложил температурно-влажностный метод поиска мест негерметичности. Метод использует одновре- менное измерение температуры и влажности в зоне пред- полагаемой микротечи. На основе решения сопряженной задачи истечения вязкой струи в вакуум через микроотвер- стие и решения задачи кондуктивно-лучистого теплообмена оболочки вблизи микроотверстия разработана соответству- ющая методика расчета эффективного диаметра отверстия микротечи. Методика была отработана на установке «Луч» с использованием комплекта аппаратуры «Бар» (приборы «Кельвин» и «Ива-6»). Позже эти исследования были вне- дрены на высоковакуумном стенде «Квант-20». 650
Глава 6 Среди наиболее значимых технических решений, по- лученных совместно с РКК «Энергия», можно отметить следующие работы, подтвержденные авторскими свиде- тельствами и патентами: использование сменных панелей гидронасосов внутренних контуров СТР, периодически доставляемых транспортными кораблями; разработка ме- тодики плановой замены гидронасосов в заправленных гидравлических контурах; разработка схемы и методик до- заправки теплоносителем и газом компенсаторов контуров СТР в условиях космического полета и разработка методики сепарации и удаления газовых включений при длительной эксплуатации станции. В1987 г. КАКоптелов за эти работы награжден знаком «Лучший изобретатель министерства». Использование радиоэлектронной аппаратуры, ра- ботающей в открытом космосе в последнее десятилетие, привело к проектированию и созданию КА нового поколе- ния в негерметичном исполнении. Широкое применение в СОТР этих КА получили сотовые панели с аксиальными и контурными тепловыми трубами. Сотрудниками ЦНИИмаш (В.М.Гуля, Р.М.Копяткевич) разработаны универсальные математические модели АТТ и КП с учетом влияния силы тяжести на их работу. В 2007 г. в ЦНИИмаш была сформулирована общая методология наземной тепловакуумной отработки КА, име- ющих СОТР с тепловыми трубами. Она основана на воз- можности разделения конструкции СОТР КА с несколькими контурными П на отдельные фрагменты СОТР с одиночной КП (теплопроводом радиатора-охладителя) и состоит из следующих моментов: - расчетного определения тепловых связей между фрагментами конструкции с помощью пакета «Терм» (В.В.Альтов); - испытаний фрагментов СОТР в штатном и нештат- ном (горизонтальном) расположении сотопанелей при- борно-агрегатного отсека и радиаторов-излучателей (Р.М.Копяткевич, Г.С.Мишин); - переноса результатов испытаний фрагментов КА на ус- ловия полета собранного штатного изделия (В.М.Гуля); - проверки теплового режима штатного изделия в ТВК с имитацией внешних тепловых нагрузок и температур акку- муляторных батарей при проведении электрических испыта- ний изделия (Р.М.Копяткевич, Г.С.Мишин). По данной методологии с участием ЦНИИмаш в 2008 г. в НПО им. САЛавочкина (Д.В.Тулин, А.Ф.Шабарчин и др.) проведены автономные испытания фрагментов СОТР КА «Электро-Л» и «Спектр-Р», подтвердившие используемые методы расчета тепловых режимов приборных сотопанелей и элементов КТТ. С 1964-1965 гг. в ряде проектов стала предусматриваться возможность использования на косми- ческих объектах изотопных источников энергии. Возникла необходимость обеспечения радиационной безопасности, особенно в случае возвращения их на Землю в аварийных ситуациях и после выполнения программы. В ЦНИИмаш проводились выбор рациональной формы спасаемых изотопных источников и определение их аэроди- намических характеристик. Рассматривались два варианта: разрушение корпуса генератора под воздействием аэро- динамического нагрева и дальнейший спуск отдельных то- пливных элементов с ампулами изотопа, а также спасение всего генератора. Сложность задачи усугублялась тем, что сами ампулы являлись тепловыделяющими элементами и требовалось осуществлять отвод от ампул выделяемого ими тепла, т.к. перегрев ампул мог привести к их разрушению. В результате исследований была выбрана рациональная форма топливного блока, представляющая собой обрат- ный усеченный конус с углом полураствора 1,5 ° и пла- стинами пассивной стабилизации в кормовой части. Такие топливные блоки были использованы на луноходах (1971- 1973 гг.). Работа была удостоена серебряной медали ВДНХ (М.Н.Казаков, Б.Н.Даньков). Для спасения всего генератора было предложено при- дать ему грибовидную форму: корпус в виде обратного конуса с пластинами пассивной стабилизации и лобовой сегментальный экран с диаметром, превышающим диаметр расположенного за ним корпуса; была рассмотрена также прямоугольная форма пластины, выполненной из графи- та и содержащей ампулы с изотопом. Была исследована устойчивость спасаемых ИИЭ при гиперзвуковых скоростях полета, даны рекомендации по форме кромок источников и проведены расчеты траектории их спуска (М.Н.Казаков, Б.Н.Даньков, В.И.Лагутин). Важнейшим этапом развития РКТ явилось создание многоразовых космических систем. Эти работы были на- чаты в 1972 г. в рамках темы «Даль», а затем «Цикл» (на- учные руководители разделов аэродинамики и основные исполнители - М.Н.Казаков, В.И.Лапыгин, А.А.Чурилин) и продолжены после выхода постановления ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР (1974 г.) о начале разработки отече- ственной МКТС, получившей впоследствии наименование «Энергия» - «Буран». Целью работ было определение облика МКТС и ее составных частей, включая возвращае- мый орбитальный корабль, прогнозирование возможных аэрогазодинамических проблем и путей их решения в про- цессе разработки таких систем. Работа проводилась со- вместно с головным разработчиком системы НПО «Энер- гия», образованном в 1974 г. На первой ее стадии велись поисковые исследования возможных аэродинамических компоновок МКТС параллельной и тандемной схем с раз- личным количеством разгонных блоков и разными схе- мами орбитальных кораблей: типа «несущий корпус» с центральным килем и раскрываемыми боковыми килями- крыльями (типа аппарата «Спираль»), самолетной схемы (типа «Шаттл»), а также ОК с парашютно-реактивной си- стемой посадки (В.И.Лапыгин, В.В.Кудрявцев, М.Н.Казаков, В.Д.Привезенцева, Б.Н.Даньков, Н.В.Якубович). К 1975 г. завершились расчетно-экспериментальные исследования по выбору аэродинамической компоновки МКТС и началось детальное исследование аэрогазодинами- ки выбранного варианта системы и ее составных элементов. К наиболее сложным и важным проблемам, которые были 651
История развития отечественных автоматических космических аппаратов решены ЦНИИмаш в процессе всей наземной аэрогазоди- намической отработки ОК, спасаемых разгонных блоков и параблоков (связки двух спасаемых боковых блоков «А») отечественной МТКС, относятся следующие. 1. Проведенные исследования внесли заметный вклад в полученный совместно с другими организациями (НПО «Энергия», ЦАГИ, НПО «Молния» и др.) полный объ- ем аэрогазодинамических характеристик ОК, спасаемых разгонных блоков и параблоков, необходимый для прове- дения баллистических, динамических и прочностных рас- четов этих составных элементов МКТС на всех участках их функционирования. 2. Выявлена возможность перестроения течения на кры- льях ОК в составе полной компоновки МКТС при опреде- ленных значениях параметров течения (М^, Re) на активном участке трансзвукового полета системы, в т.ч. возможность реализации различных картин течения на левом и правом крыльях ОК, что необходимо учитывать при задании допу- сков на аэродинамические характеристики ОК в технической документации. 3. Обширные экспериментальные работы выполнены по струйному воздействию на различные элементы МКТС «Энергия» - «Буран». В частности, уточнены газодинами- ческие нагрузки на ОК и блоки при отделении параблоков, в барокамере У-22М изучено газодинамическое и эрозионное воздействие К-фазы струй ПРД на теплозащитное покрытие ОК при отделении параблоков. 4. Поиск путей снижения повышенных нагрузок на узлы связи ОК с центральным блоком «Ц» при определенных условиях обтекания МКТС на активном участке полета. По- сле проведения совместных дополнительных исследований НПО «Энергия», НПО «Молния», ЦАГИ и ЦНИИМаш про- блема была решена путем модернизации вертикального киля ОК и установочного угла ОК на блоке «Ц». 5. По предложению ЦНИИМаш выбрана стратегия спасения разгонных боковых блоков «А» МКТС путем установки специального раскрываемого, скошенного под определенным углом защитного устройства ДУ в кормовой части, что обеспечивало балансировку блока при спуске под углом атаки с гиперзвуковым аэродинамическим качеством (К □ 0,8), обеспечивающим получение требуемой дальности бокового маневра блока. 6. В ходе специальных исследований была изучена природа возникновения обнаруженных при экспериментах больших боковых сил и моментов, действующих на блок «А» при до- и трансзвуковых скоростях полета, предложены пути уменьшения этих дополнительных аэродинамических нагрузок. В результате проведенного подробного изучения физической картины обтекания и течения на поверхности блоков «А» при их автономном спуске были выбраны вари- анты защитного устройства ДУ, специальных рулей и аэро- динамических стабилизаторов, технологических обтекате- лей на корпусе блока, обеспечивающих аэродинамическую устойчивость и управляемость спасаемого блока на требуе- мых режимах его полета при спуске. 7. Определены необходимые аэродинамические харак- теристики параблока в обеспечение безопасного безударно отделения его от связки центрального блока «Ц» и ОК. 8. Исследованы распределенные нагрузки на ОК при ги- перзвуковых скоростях потока, соответствующих М^ = 10 и Mo, = 15 (установки У-7 и У-11). 9. Проведены исследования в обеспечение летных испы- таний крупномасштабных демонстраторов полета ОК «Бор- 4» и «Бор-5». Наибольший вклад в исследования по обеспечению наземной отработки указанных элементов МКТС «Энер- гия» - «Буран» внесли сотрудники ЦНИИМаш М.Н. Каза- ков, В.И.Шеин, Б.С.Кирнасов, В.И.Лапыгин, Б.Н.Даньков, С.А. Горохов, М.В.Прочухаев, В.И.Усков. Большой объем экспериментальных исследований тепло- обмена (в т.ч. высокоинформативных термовизионных) был проведен в гиперзвуковых установках адиабатического сжа- тия У-7, У-11 на моделях ОК «Буран» с моделированием на- турных условий по числам Маха (М ~ (10-15)) и Рейнольдса (ReL - (0,5—5)-106). Эти исследования позволили значительно уточнить принятую на тот момент на основе эксперименталь- ных данных при М - (5-7) температурную схему корабля, особенно в теневой зоне (О.И. Губанова, БАЗемлянский, А.БЛесин, В.В.Лунев, П.Г.Итин, В.П.Тимошенко, Н.Ф.Рудин). Было, в частности, показано, что в теневой зоне ОК отно- сительный уровень тепловых потоков значительно падает с ростом числа Маха, что позже было подтверждено данными летных измерений при пусках системы «Спейс Шапл». Значительное внимание уделялось важной проблеме, связанной с «падением» головного скачка уплотнения на переднюю кромку крыла ОК «Буран». В этой области на кромке крыла можно было ожидать весьма высоких, опасных для конструкции уровней тепловых потоков, обу- словленных падением на кромку тонкой низкоэнтропийной струйки, возникающей при взаимодействии ударных волн перед кромкой. Теоретические и экспериментальные иссле- дования течения газа и теплообмена в этой зоне показали, что эта схема не реализуется. Таким образом, была снята проблема и обеспечена возможность детальных расчетов и исследований температурного режима элементов конструк- ции кромки, на основе которых совместно с НПО «Молния» была разработана конструкторская документация этого 652
Глава 6 ЛАКузьмин, В.В.Лунев, И.1 О.Н.Остапович и др. узла (БАЗемлянский, В.В.Лунев, А.Б.Лесин, Г.Н.Залогин, В.П. Тимошенко, М.Г.Тренев, ВАШипарев). На установках нового поколения производилась отра- ботка тепловой защиты ОК «Буран». Исследования прово- дились комплексно на установках П-1, У-15Т-1, У-13 ВЧП, У-16. На электродуговой установке П-1 было разработано устройство в виде цилиндрического канала, пристыкованно- го к сверхзвуковому соплу, в котором одновременно можно испытывать шесть плоских образцов размером 150 х 150 мм. Здесь были испытаны углерод-углеродные и керамические материалы (типа ТЗМК-10), предназначенные для тепловой защиты теплонапряженных элементов ОК «Буран» (ГАБеда, ВАФадеев, М.В.Савелов, Г.Я.Салин и др.). Для отработки фрагментов тепловой защиты фюзеля- жа и плоскости крыльев ОК «Буран» на крупномасштабной ЭДУ У-15Т-1 разработана методика и создано специальное экспериментальное оборудование, позволившее испытать фрагменты размером -(1 х 0,6) м (ВАФадеев, М.Г.Тренев, ВАКарпов, В.П.Гордеев). Испытания панелей плиточной теплозащиты на установке У-15Т-1 были включены в число зачетных испытаний перед полетом ОК «Буран». Важной характеристикой теплозащитного материала в условиях спуска аппаратов типа «Буран» является его ката- литичность по отношению к рекомбинации атомов кислорода и азота. Эта характеристика существенно влияет на тепловые потоки к поверхности ЛА и ее температуру. Наиболее под- ходящим инструментом для исследования противоокисли- тельной стойкости и каталитичности оказалась газодинами- ческая установка У-13ВЧП с высокочастотным подогревом, отличающаяся от ЭДУ отсутствием загрязняющих примесей в потоке газа и позволяющая воспроизводить наиболее важные и характерные его параметры (полную энтальпию, давление, состав). Полученные экспериментальные данные о каталитической активности углерод-углеродного и плиточ- ного ТЗМ хорошо согласовались с результатами летных ис- пытаний. Исследования каталитических свойств материалов тепловой защиты позволили уточнить температурные режи- мы ОК «Буран» и подтвердить снижение рабочей темпера- туры поверхности плиточной теплозащиты на 100-150 °C за счет конечной каталитичности ТЗМ. В этой работе при- нимали участие Г.Н.Залогин, БАЗемлянский, В.Б.Кнотько, кМурзинов, АНРумынский, На МГДТ (У-16) были проведены испытания тер- мостойкости различных ТЗМ, применяемых в РКТ при вос- произведении натурной ци- клограммы тепловых потоков, в т.ч. многоцикловые испыта- ния плиточной теплозащиты изделия «Буран» (АГ.Знак, В.Ф.Кузовлев, В.Е. Семенков). По результатам проведенных на тепловой эксперимен- Г.Н.Залогин тальной базе ЦНИИмаш испытаний загрязненных и по- врежденных элементов плиточной теплозащиты и иссле- дований особенностей теплообмена в зонах контакта ТЗМ разного химического состава были выданы рекомендации, позволившие избежать проявления ряда нежелательных эффектов. За работы по созданию газодинамической установки У-13ВЧП с высокочастотным индукционным плазмотроном и проведение исследований на ней в обеспечение отработки ТЗМ для ОК «Буран» сотрудники ЦНИИмаш В.П.Данилов, Г.Н.Залогин, Л АКузьмин, В.А.Черваков совместно с сотруд- никами организаций «Агат», НПО «Энергия», НПО «Мол- ния», ИЦ им. М.В.Келдыша, ИПМ РАН были удостоены Государственной премии СССР (1988 г.). Летные испытания МКТС с автоматической посадкой ОК, состоявшиеся 15 но- ября 1988 г., подтвердили заложенные в техдокументацию аэротермодинамические характеристики системы и ее со- ставных элементов. В 1970-е годы в ЦНИИмаш был разработан метод со- вместной статистической обработки результатов летных испытаний СА (С.С.Козлов, А.И.Ильин), предназначенный для определения аэродинамических характеристик и па- раметров их движения, а также эффективности органов управления по результатам ЛКИ. Программа для ЭВМ, по- строенная на основе модели движения СА без существенных упрощений и допущений, позволяет рассчитывать нелиней- ные зависимости АДХ СА от определяющих параметров его пространственного движения при произвольном законе управления аппаратом. Для расчета летательного аппарата с работающими двигателями создан метод, позволяющий раздельно определять их тягу и сопротивление ЛА. С ис- пользованием упомянутых методов по результатам летных испытаний уточнены характеристики СА «Союз». В 1980-е гг. изучается проблема аэродинамики гиперз- вуковых планирующих летательных аппаратов, соверша- ющих длительный полет в атмосфере. Исследование этой проблемы включало в себя анализ оптимальной аэродина- мической компоновки, создание соответствующих методов расчета и проведение экспериментальных исследований. В результате был разработан метод построения оптималь- ной аэродинамической конфигурации летательных аппара- тов (В.И. Лапыгин). В1995-2005 гг. в отрасли при головной роли ЦНИИмаш были начаты целенаправленные работы по моделированию движения и разрушения КА, падающих на Землю, и выра- ботке конструкторских решений по минимизации ущерба от их падения (АНРумынский, ВА.Пугачев, В.В.Знаменский, ААКатасонов). Было показано, что разрушение носит в ос- новном тепловой характер, а в качестве критерия разруше- ния элемента конструкции следует принять достижение этим элементом температуры разрушения (для металлов - тем- пературы плавления); создано методическое и программное обеспечение для моделирования движения и разрушения КА сложной конструкции в атмосфере Земли; рекомендовано использование элементов с памятью формы для прида- 653
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ния разрушению КА предопределенного характера с целью уменьшения негативных последствий от его падения на Землю; проведены расчеты теплового разрушения станции «Мир» при ее затоплении в Тихом океане, определены рай- оны падения отдельных ее частей (куски обшивки, шаробал- лоны, гиродины и др.). В обеспечение разработки пилотируемого космиче- ского аппарата нового поколения в 1996 г. были начаты экспериментальные исследования модели возвращаемого аппарата «Клипер», выполненного в классе аппаратов типа «несущий корпус» (разработчик - ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королева). В 2003-2005 гг. на эксперименталь- ной базе института проводились исследования моделей этого аппарата с целью подробного определения его аэро- динамических характеристик, в частности, выбора средств обеспечения устойчивости и управляемости полета под требуемыми углами атаки на участке спуска в атмосфере Земли. Были получены интегральные аэродинамические характеристики, сделаны расчеты по распределению давле- ния по поверхности, теневых спектров обтекания аппарата в рабочих диапазонах скоростей полета и углов атаки. Осо- бое внимание было обращено на до- и трансзвуковой диапа- зоны скоростей полета, где первоначальная конфигурация аппарата имела области статической аэродинамической не- устойчивости (М.Н.Казаков, В.В.Касьянова, В.А.Балагуров, Ю.П.Грызун, ВАКирюхин, Н.Д.Сергеева). Результаты про- веденных исследований позволили разработчику выбрать необходимые конфигурацию, размеры и углы отклонения балансировочных щитков и щитков воздушного тормоза, обеспечивающие устойчивый управляемый полет аппарата на всех режимах полета при спуске в атмосфере. В 2008-2009 гг. в аэродинамических трубах У-3, У-4М исследованы аэродинамические характеристики спускаемого аппарата, предназначенного для доставки на Землю грун- та со спутника Марса Фобоса (ВНАндреев, В.Н.Балагуров, ВАКозловский, Г.И.Красенков, КАСтекениус). В начале 2009 г. при головной роли ОАО «РКК «Энергия» началась разработка пилотируемого транспортного корабля нового поколения перспективной пилотируемой транспортной си- стемы с возвращаемым аппаратом сегментально-конической формы (договор между Роскосмосом и ОАО «РКК «Энер- гия» от 24 апреля 2009 г.). Сотрудники Центра теплообмена и аэрогазодинамики ЦНИИмаш активно включились в аэрога- зодинамическую и тепловую отработку этого аппарата. родолжаются интенсив- ные исследования по тео- ретической газодинамике и теплообмену. Разработан новый комплекс методов и программ расчета невязко- го и вязкого обтекания тел различной (в т.ч. простран- ственной) формы с учетом Р.В.Ковалев неравновесных физико-хи- мических процессов, сопутствующих входу тел в атмос- феру (В.И.Власов, А.Б.Горшков, Р.В.Ковалев, А.Л.Кусов, В.В.Лунев, Д.А. Чураков). Результаты этих исследований обобщены в монографии В.В.Лунева «Течение реальных газов с большими скоростями» (М.: Физматлит, 2007 г.), удостоенной премии им. проф. Н.Е.Жуковского I ст. За эти исследования В.И.Власов, А.Б.Горшков и Р.В.Ковалев удо- стоены премии Правительства РФ за 2007 г. Подготовлены новые редакции РДК по теплообмену и тепловым режимам ЛА (2008 г.), выпущена монография «Конвективный тепло- обмен летательных аппаратов» под ред. БАЗемлянского (М.: Физматлит, 2014 г.). В течение 2009-2011 гг. на экспериментальной базе ЦНИИмаш были определены интегральные аэродинамиче- ские характеристики возможных вариантов ВА на основных режимах полета (скоростях и углах атаки). Было исследовано влияние на аэродинамические характеристики ВА управляю- щих аэродинамических щитков, поворота лобового тормоз- ного теплозащитного экрана относительно расположенного за ним корпуса, скругления острой кромки сопряжения ло- бового экрана с корпусом, цилиндрической проставки меж- ду лобовым экраном и корпусом аппарата, технологической надстройки на боковой поверхности корпуса. В 2011 г. по- сле выбора разработчиком исполнительного варианта ВА в аэродинамических трубах ЦНИИмаш интегральные аэро- динамические характеристики аппарата были определены в диапазонах скоростей и углов атаки, охватывающих все возможные расчетные режимы полета. Показано, что в ис- полнительном варианте внешних обводов ВА, по сравнению с первоначальной компоновкой, обладает более высоки- ми тормозными и несущими свойствами (К.А.Стекениус, В.Н.Андреев, ВАКозловский, В.Н.Балагуров, ВАКирюхин, Ю.П.Грызун, Т.Ю.Андреева). В 2010 г. в ЦНИИМаш была спроектирована и изготовлена весовая струйная модель ВА ППТС первоначальной конфи- гурации масштаба М = 1:15, в крупномасштабной аэродина- мической установке У-21 проведены ее экспериментальные исследования. При испытаниях моделировались условия полета ВА на участке струйного торможения и при посадке с воспроизведением внешнего дозвукового потока. Горячие на- турные газовые струи тормозных двигателей моделировались холодным воздухом по специально разработанной методике. В процессе проведения испытаний была установлена возмож- ность скачкообразного изменения величины и знака лобового сопротивления ВА в связи с перестройкой картины обтекания при вариациях расстояния до имитатора плоской поверхности посадочной площадки. В 2012 г. были спроектированы и изго- товлены весовая модель уже исполнительного варианта ВА с посадочной твердотопливной двигательной установкой и дре- нированная модель посадочной площадки. В процессе про- веденных испытаний этих моделей было определено силовое воздействие струй ПТДУ на корпус ВА за счет взаимодействия струй с посадочной площадкой, а также воздействие струй на саму площадку (В.А.Козловский, К.А.Стекениус, В.Н.Андреев, А.С.Меркишин, С.Ф.Игнатов). 654
Глава 6 С 2009 г. в ЦНИИмаш проводятся исследования сум- марных аэродинамических характеристик в автономном полете отделяемого головного блока системы аварийно- го спасения разрабатываемого возвращаемого аппарата. В 2009-2011 гг. путем экспериментальных исследований моделей в аэродинамических трубах определены инте- гральные аэродинамические характеристики в автономном полете двух вариантов ОГБ САС, в т.ч. исполнительного ва- рианта. Указанные характеристики определены во всем по- летном диапазоне скоростей потока при углах атаки до 24 °. Десятикратные повторные эксперименты при Мда = 0,6 и Моо = 1,3 показали хорошую повторяемость результатов экс- периментов. Установлено, что случайная среднеквадрати- ческая погрешность определения аэродинамических коэф- фициентов не превышает 1 % (М.Н.Казаков, В.В.Касьянова, А.Ю.Галактионов, Ю.П.Грызун, ВАКирюхин, ПАБуланкин). Результаты теоретических расчетов аэродинамических ха- рактеристик ОГБ САС, проведенных независимо в ЦНИИмаш (Ю.М.Липницкий, В.В.Еремин, ВАМихалин, Е.О.Коляда, А.В.Строилов) и ОАО «РКК «Энергия», хорошо согласуются между собой и с экспериментальными данными. В 2012 г. в крупномасштабных аэродинамических установках У-21 и У-306-3 ЦНИИмаш были проведены экспериментальные исследования влияния струй систе- мы исполнительных органов спуска на аэродинамические характеристики ВА и струй реактивного блока аварийного спасения на аэродинамические характеристики ОГБ САС. Моделирование работы струй осуществлялось холодным воздухом согласно принятому критерию динамического по- добия взаимодействия струй с внешним потоком. По резуль- татам проведенных испытаний были выданы рекомендации по переносу модельных данных на натурные условия. Полу- ченные схемы обтекания корпуса ОГБ САС при воздействии струй РБАС были использованы для расчета теплообмена на корпусе ОГБ (К.А.Стекениус, В.Н.Андреев, ВАКозловский, Ю.Х.Ганиев, С.Ф.Игнатов, Г.И.Красенков, А.С.Меркишин, ВАРодионов и др.). В это же время на балансировочных моделях испол- нительного варианта ВА масштаба М = 1:15 в аэродина- мических установках У-21 и У-306-3 были проведены ис- следования момента демпфирования аппарата на штатном полетном (балансировочном) угле атаки (В.А.Козловский). На отдельных режимах испытания на балансировочных мо- делях дублировались испытаниями на свободно летящей модели ВА масштаба М = 1:59 в аэродинамических трубах У-3, У-ЗМ, У-4М ЦНИИмаш (С.С.Козлов). По результатам проведенных экспериментов были выявлены отдельные об- ласти динамической неустойчивости ВА и указано на необ- ходимость дальнейших исследований в этом направлении. В целом проведенные экспериментальные исследова- ния в основном подтвердили и дополнили расчетные дан- ные по аэрогазодинамике элементов ППТС (ВА и ОГБ САС), полученные ее разработчиком (ОАО «РКК «Энергия»), по- зволили выпустить документы, необходимые на стадии тех- нического предложения вновь разрабатываемых изделий, и наметить необходимые направления дальнейших исследований по аэрогазо- динамической отработке ВА и ОГБ САС. Предложения ЦНИИмаш по дальнейшей аэрогазодинамической от- работке указанных изделий, высказанные в 2013 г. в официальном заключении на материалы технического проекта, приняты ОАО «РКК «Энергия», в настоящее вре- мя (на момент написания книги) ведется их реализа- ция при участии сотрудников ЦНИИмаш. В 2013 г. в обеспече- ние запуска к Междуна- родной космической стан- ции научно-энергетическо- го модуля были проведены экспериментальные иссле- дования интегральных аэ- родинамических характери- стик двух возможных вари- антов космической головной части с НЭМ. Аэродинами- ческие характеристики КГЧ определены в присутствии последней ступени раке- ты-носителя (М.Н. Казаков, В.В.Касьянова, А.Ю. Галакти- онов, Ю.П. Грызун). Развитие космической техники еще в 1960-е гг. ини- циировало работы по изуче- нию поведения материалов в условиях космического Ю.М.Липницкий В.Н.Васильев пространства и созданию новых материалов, обеспечива- ющих требования разработчиков космических аппаратов. Дело в том, что длительное комплексное воздействие ваку- ума, низких температур, УФ-излучения Солнца, протонов и электронов радиационных поясов Земли, атомарного кис- лорода на покрытия приводит к существенному ухудшению их первоначальных отражательных характеристик. Увеличе- ние срока эксплуатации КА до трех и более лет потребовало комплексного решения задачи прогнозирования изменения оптических свойств покрытий. Эти работы велись под руко- водством В.В.Козелкина. К концу 1960-х гг. была создана уникальная эксперимен- тальная база, на которой проводились интенсивные иссле- дования испаряемости материалов, воздействия солнечного ультрафиолетового излучения на аппараты, трения и износо- стойкости материалов, радиационной стойкости материалов, 655
История развития отечественных автоматических космических аппаратов характеристик теплового расширения материалов, тепло- емкости и теплопроводности материалов (ЮАСилонов, ЮНДенисов, НАЦеев, Ю.М.Петров, З.Н.Вишневский, В.Д.Старинский, Е.Ф.Севастьянов, Б.И.Петреченко). На основе результатов лабораторных и натурных испы- таний, а также математического моделирования с учетом воздействия на покрытия различных факторов под руко- водством В.Н.Васильева были разработаны методы про- гнозирования изменения оптических свойств покрытий в условиях их эксплуатации. Эти методы стандартизированы и используются разработчиками при создании космических объектов с длительным сроком активного существования. В разработке лабораторных методов и проведении испытаний покрытий для изделий отрасли участвовали АВ.Трушицына, О.К.Мельник, В.Н.Игнатьев, В.В.Чижов, С.В.Молчанов. Важным элементом этих работ были исследования тепловакуумного воздействия на материалы. В корот- кий срок под руководством В.В.Зайцева была создана уникальная высокоточная лабораторная база и разрабо- таны методики испытаний материалов. В 1983 г. В.В. Зай- цевым, В.И.Чистяковым, Э.Я.Поповой, Е.В.Лобзиным, Б.Ю.Юровским и БАШипиловым совместно с сотрудни- ками НПО им. САЛавочкина и КрАО АН СССР на круп- номасштабном макете КА «Астрон» проведены измерения оптических характеристик зеркала космического телескопа. Рекомендации ЦНИИмаш позволили значительно умень- шить загрязнения оптических элементов данного телеско- па, что способствовало его длительному использованию на орбите при высоком качестве получаемой информации. С 1975 г. отдел В.В.Козелкина активно участвовал в исследо- ваниях материалов для ряда космических аппаратов, в т.ч. КА «Экран», «Горизонт», «Меридиан», «Венера», «Вега», «Марс», «Салют», «Мир». Наряду с выбором терморегули- рующих покрытий и материалов, стойких к тепловакуумному воздействию, были проведены исследования материалов, твердосмазочных покрытий и смазок для узлов трения раз- личных электромеханических блоков и ряд испытаний узлов аппаратов «Вега», «Марс», «Фобос», «Союз» и др. В 2000-2008 гг. проводились исследования антифрик- ционных материалов, покрытий и смазок для аппаратов но- вого поколения, определена работоспособность комплекса радиоэлектронных приборов для системы ГЛОНАСС в ус- ловиях воздействия глубокого вакуума при температурах от -80 до +80 °C (В.Д.Митрофанов). В 2014 г. была проведена экспертиза материалов эскиз- ного проекта космического комплекса «ЭкзоМарс», разра- батываемого ФГУП НПО им. САЛавочкина совместно с Ев- ропейским космическим агентством. Центром теплообме- на и аэрогазодинамики ЦНИИмаш совместно с ФГУП НПО им. САЛавочкина разработан и в настоящее время выпол- няется план наземной аэрогазодинамической и тепловой ВДМитрофанов отработки комплекса, старт которого намечен на 2018 г. (Б.А. Землянский, Ю.Х. Га- ниев, М.Н.Казаков, В.А.Коз- ловский, Р.В.Ковалев, Р.М.Ко- пяткевич, В.А. Пугачев). Результаты эксперимен- тальных и теоретических исследований по аэрогазо- динамике, теплообмену, те- плозащите и тепловым режи- мам космических аппаратов, проведенных в ЦНИИмаш, включены в техническую документацию на разработанные изделия, опубликованы в печати, докладывались на науч- ных съездах и конференциях в нашей стране и за рубежом, а также содержатся в многочисленных томах специализиро- ванных ведомственных изданий в виде справочных матери- алов, руководств для конструкторов и пакетов прикладных программ. В этих материалах приведены аэродинамические и те- пловые характеристики различных изделий РКГ, в т.ч. спу- скаемых и возвращаемых аппаратов, в широком диапазоне параметров их полета, определены объемы и специфика необходимой наземной аэрогазодинамической отработки этих аппаратов на различных стадиях их разработки; пока- заны возможности экспериментальной базы отрасли; пред- ставлены методики эксперимента и методы теоретических расчетов. Разработаны отраслевые стандарты, регламентирую- щие методы испытаний моделей изделий в аэродинами- ческих трубах и газодинамических барокамерах, нормы экспериментальной отработки изделий, методики выпол- нения измерений, а также состав научно-технической до- кументации, используемой при соответствующих испыта- ниях изделий отрасли на различных стадиях отработки. Сотрудниками центра теплообмена и аэрогазодинамики ЦНИИмаш получено большое количество авторских сви- детельств на изобретения, направленных на улучшение па- раметров космических аппаратов, на совершенствование экспериментальных установок и средств измерений. Эти материалы позволяют проводить наземную аэродинами- ческую и тепловую отработку вновь разрабатываемых и модернизируемых космических аппаратов, широко исполь- зуются организациями отрасли. Материалы обеспечили раз- работку практически всех отечественных космических объ- ектов. В разные годы во главе этих работ центра, которые выполнялись в тесном сотрудничестве с конструкторскими организациями, находились академик НААнфимов, док- тора наук Ю АДемьянов, БАЗемлянский, Ю.М.Липницкий, кандидаты наук И.Н.Мурзинов, В.И.Лапыгин. 656
Глава 6 О.К.исоро^ашто^, А.КХаръенке НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Исторические аспекты создания системы обеспечения надежности ракетно-космической техники В 1960-е гг. особенно остро встали геополитические проблемы страны, которые надо было решить в самые ко- роткие сроки, среди них-обеспечение обороноспособности и приоритетов в исследовании космического пространства. Это обусловило быстрые темпы создания новых поколений ракетных и космических комплексов и соответствующей ра- кетно-космической инфраструктуры. Новые задачи обусловили возрастание сложности и на- укоемкое™ конструкций ракет, их головных частей, косми- ческих аппаратов, двигательных установок и систем управ- ления. В основу функционирования агрегатов и приборов закладываются новые инженерно-физические принципы, используются новые конструкционные материалы и техно- логические процессы. Заметно увеличивается номенкла- турный ряд создаваемой техники, ужесточаются требования к ее тактико-техническим характеристикам. Ужесточаются требования к срокам проектирования и разработки. При- вычные опытно-эмпирические подходы к обеспечению работоспособности техники все меньше удовлетворяют требованиям практики. Возникли предпосылки для фор- мирования новой научно-технической дисциплины - теории надежности, предметной областью которой стали исследо- вания и научные обоснования, общие методы и приемы, которыми следует руководствоваться при проектировании, изготовлении, приемке и эксплуатации ракет и космических аппаратов для обеспечения максимальной эффективности их использования. Организационно служба надежности в ракетно-косми- ческой отрасли в НИИ-88 была образована приказом Госу- дарственного Комитета оборонной техники в октябре 1963 г. С самого момента образования Министерства общего ма- шиностроения, головного в области разработки и создания ракетных и космических комплексов, его руководство (ми- нистр - СААфанасьев, заместитель министра - Г.А.Тюлин) и руководство НИИ-88 (директор - ЮАМозжорин, заме- стители директора - АГ.Мрыкин и В.Ф.Грибанов) уделяло приоритетное внимание вопросам обеспечения надежности ракетно-космической техники. Отделом надежности в это время руководили В.Р.Серов (до 1967 г.) и А.И.Рембеза, ла- бораторией надежности космических средств - Д.Д.Севрук. В первые годы основными задачами службы надеж- ности были разработка и внедрение методов задания, нор- мирования, оценки и контроля уровня надежности каждого комплекса и его основных составных частей. Были созданы и утверждены первые межотраслевые методики, справоч- ник по лямбда-характеристикам элементов, положение о службах надежности в КБ и на заводах. В НИИ-88 регулярно проводился научный семинар Министерства общего маши- ностроения по надежности ракетной и космической техни- ки с участием представителей других оборонных отраслей и Министерства обороны. Под редакцией Д.Д.Севрука, А.И.Рембезы и В.Ф.Грибанова вышло 9 выпусков научно- технических сборников статей «Вопросы надежности ракет- но-космической техники». Эти сборники сыграли, безуслов- но, важную роль в формировании и внедрении в практику научно-технической методологии оценки, обеспечения и контроля надежности изделий. Представляется полезным процитировать Введение к первому из этих сборников, ко- торое было написано Д.Д.Севруком, одним из первых четко и ясно определивших как значение надежности космических средств, так и особую роль комплексной наземной отработ- ки в ее обеспечении. «Создание пилотируемых космических аппаратов и ав- томатических объектов, предназначенных для длительного действия в околоземном и дальнем космосе, привело к рез- кому усложнению космических комплексов и возрастанию их стоимости. Исследование космического пространства ведется в условиях научного и технического соревнования, а основные работы по завоеванию космоса как в СССР, так и в США объявлены национальными задачами. Поэтому в настоящее время проблема надежности ракетно-косми- ческих средств стала одной из важнейших. На начальной стадии развития науки о космосе казалось, что наиболее рационально после проведения кратковременных наземных испытаний отрабатывать космические объекты в космосе, то есть в основном во время летно-конструкторских испы- таний. За десять лет космических полетов резко изменились техническая оснащенность и методы отработки космической техники. Следует отметить, что наземная отработка систем, входящих в состав космических объектов, стала более со- вершенной, а надежность основных систем (двигатели, управление, телеметрия, научная аппаратура и т.д.) суще- ственно повысилась. В этом отношении техника отработки в обеих странах, по-видимому, находится на одном уровне. Между тем комплексная отработка космических объектов, технические характеристики систем, их ресурс, качество и объем решаемых задач отнюдь не одинаков. Основным ус- ловием обеспечения надежности систем является тщатель- ная отработка взаимодействия самих систем, комплексного действия космических аппаратов в целом и взаимодействия аппаратов с наземными средствами. Все указанные виды работ должны проводиться в специализированных государ- ственных исследовательско-испытательных центрах в усло- виях, максимально имитирующих космические. В результате установления такого порядка в США создана всеобъемлющая исследовательско-испытательная база, где производится оперативная оценка работоспособности и надежности - эф- фективности всех видов космической техники - и осущест- вляется доводка ее до необходимой степени совершенства. 657
История развития отечественных автоматических космических аппаратов В последние годы центры отработки космической техники созданы во Франции, Англии, ФРГ и начата организация такого центра в Японии. Все эти центры оснащены перво- классной, постоянно обновляемой экспериментально-испы- тательной техникой, создание и развитие которой опережает принятые космические программы. Основная часть стоимо- сти исследований (90 %) уходит на наземную отработку. Вы- сокая надежность таких сложных и технически совершенных космических комплексов может быть достигнута только при обязательной полной посистемной и комплексной наземной отработке, которая должна сочетаться с различного рода по- летными испытаниями...». Анализ причин аварий при летных испытаниях ракетных и космических комплексов показал, что низкий уровень ракетных и космических комплексов в 1967-1970 гг. об- уславливался недостатками в организации и планировании процесса НИОКР, отсутствием единого порядка создания и серийного производства ракетно-космических объектов. Кроме того, в отрасли отсутствовала необходимая на пред- приятиях-разработчиках экспериментальная база, наруша- лась этапность отработки и поставки этих изделий на летные испытания. Из многочисленных факторов, рассмотренных при анализе причин низкого уровня надежности комплек- сов, следует выделить два. Первый заключается в том, что при образовании Ми- нистерства общего машиностроения в 1965 г. в него вошли предприятия и организации многих министерств и ведомств. Каждое из них имело многолетний опыт проектирования, отработки и изготовления изделий, что обеспечивало доста- точный уровень их индивидуальной надежности. Но, попадая в состав изделия более сложной структуры, разработанного другим предприятием, оно не подвергалось комплексным испытаниям и проверкам. Это происходило потому, что требования системы ведения чертежного хозяйства либо не предусматривали таких испытаний, либо для их проведения не было необходимых экспериментальных средств. Второй фактор заключался в том, что процесс создания новых, более сложных, комплексов значительно обгонял развитие экспериментальной базы, которая могла бы про- водить комплексную отработку окончательно собранных систем и агрегатов ракет, ракет-носителей, космических ап- паратов перед отправкой их на летные испытания. Поэтому основной объем отработки сопряженных изделий для их со- вместного функционирования реализовывался при летных конструкторских испытаниях, когда отказы, как мы уже от- мечали, проявлялись прежде всего на стыках этих систем. И если такой подход к комплексной отработке изделий ракет- но-космической техники оправдывался при создании пер- вых относительно простых и дешевых ракет и космических объектов, то при изготовлении сложных ракетных и косми- ческих комплексов он стал неприемлемым. Появилась не- обходимость установить для предприятий, участвующих в создании и серийном производстве таких изделий, единый порядок, который регламентировал бы организацию и пла- нирование НИОКР, этапность и обязательный объем работ на этих этапах, условия принятия решений после каждого этапа, систему ответственности на всех уровнях от испол- нителей до руководителей министерств и ведомств за обе- спечение уровня надежности, а также систему контроля за полнотой выполнения работ по обеспечению надежности, определенной техническим заданием, и технической готов- ности каждого опытного образца перед отправкой его на летные испытания. Говоря иначе, руководство Министерства общего машиностроения в 1969 г. поставило задачу создать и внедрить в производство в кратчайшие сроки систему, ко- торая обеспечивала бы создание или модернизацию ракет- ных и космических комплексов с требуемым высоким тех- ническим уровнем и надежностью в установленные сроки и минимальными затратами, а также обеспечить успешное выполнение программы полета с первыми опытными об- разцами. В 1970 г. Комиссия Совета Министров СССР по воен- но-промышленным вопросам утвердила план разработки комплекса нормативно-технической документации, регла- ментирующей систему обеспечения качества и надежности ракетно-космических комплексов, и комплексный план развития экспериментальной базы отрасли. Для разработки основного межотраслевого руководящего документа - «По- ложения о порядке создания и серийного производства ком- плексов» - при институте была образована рабочая группа, которую возглавил АГ.Мрыкин. В нее вошли руководители служб надежности головных отраслевых предприятий - раз- работчиков изделий, представители заказывающих управле- ний Министерства обороны и его институтов. Было разрабо- тано несколько вариантов положения. За основу был выбран вариант, разработанный отделом надежности ЦНИИмаш (отв. исполнитель - В.В.Бодин). Этот вариант отличался тем, что в нем был заложен программно-целевой подход к орга- низации, планированию и обеспечению надежности изделий на основе программ обеспечения надежности и безопасно- сти изделий РКТ, комплексных программ эксперименталь- ной отработки и программ летных испытаний этих изделий. Перечень этапов был определен на основе анализа отече- ственного и зарубежного опыта создания ракетной и авиа- ционной техники. Любопытно в этой связи привести оценку проделанной работы, сделанную признанным авторитетом в области ракетно-космической деятельности директором ЦНИИмаш Ю.А.Мозжориным: «...ЦНИИмаш разработал новую методологию обеспечения надежности, предусма- тривающую комплексный подход к реализации программ- но-целевых принципов и методов обеспечения надежности, применяемых на каждой стадии разработки, производства и эксплуатации РКТ. Эта методология, одобренная мини- стерством, легла в основу действующей системы обеспе- чения качества и надежности, базирующейся на комплексе взаимоувязанных руководящих, нормативно-технических и методических документов отраслевого и межотраслевого характера, в разработке которых приняли активное участие все предприятия отрасли и многие организации смежных ведомств». 658
Глава 6 Согласно требованиям разработанного положения было установлено, что летные испытания комплексов про- водятся Министерством обороны совместно с промышлен- ностью. Основной объем работ на каждом этапе проводился с учетом обобщения мероприятий по устранению причин недостатков и аварий, ранее имевших место при проекти- ровании и испытаниях ракетных и космических комплексов и входящих в них изделий. Другими словами, был заложен принцип: если выполнять в полной мере рекомендуемый объем работ по надежности, то в новых изделиях таких не- достатков и аварий не будет. Следует выделить два аспекта главного принципа, определяющего, что основой обеспе- чения качества и надежности РКТ является всесторонняя и полная экспериментальная ее отработка: - первый - решение вопросов обеспечения надежности осуществлять на первых этапах с применением методов мо- делирования и макетирования для подтверждения расчет- но-теоретических результатов; - второй - весь объем отработки проводить в наземных условиях с одновременной имитацией различных внутрен- них и внешних воздействующих факторов, а при летных ис- пытаниях - лишь ту отработку, которая в наземных условиях технически невозможна или экономически невыгодна. В данный вариант положения были включены требо- вания «Положения 3 КА», введенные С.П.Королевым еще при изготовлении первого спутника и первого пилотируе- мого корабля, а также специальных положений: «ПРКК», «П» (что оправдало себя на практике) и общие технические требования заказчиков. Помимо этого, были учтены требо- вания саратовского метода обеспечения качества изделий. В целях сохранения персональной ответственности гене- рального (главного) конструктора за технический уровень и уровень качества и надежности создаваемого изделия, за ним было установлено право «второй подписи» в реше- нии разногласий, возникающих при изготовлении опытных образцов изделий. Контроль за выполнением требований Положения, которое после утверждения получило индекс РК-75, и других НТД в системе обеспечения надежности РКТ был возложен на представителей Заказчика, головные организации отрасли по надежности и службы надежности на предприятиях. Несмотря на то, что проект положения многократно согласовывался с предприятиями и министер- ствами, принципиальных изменений в его первоначальный вариант не было внесено. В 1972 г. это Положение было утверждено коллегией Минобщемаша в качестве основного обязательного доку- мента по обеспечению качества и надежности изделий РКТ на предприятиях и в организациях министерства. В 1973 г. этот документ был представлен на утверждение в ВПК по- сле согласования руководителями 17 министерств и ве- домств и подписания ими. Несмотря на многочисленные препятствия процедурного характера и пересогласования, Положение РК-75 было утверждено в феврале 1975 г. как основной межотраслевой руководящий документ. При этом дано было разъяснение, что в случаях разногласий требова- ний данного положения и других нормативно-технических документов (включая стандарты) нужно руководствоваться требованиями Положения РК-75 до устранения возникших разногласий. Для ведения, совершенствования и внедрения Положе- ния РК-75 в ЦНИИмаш был образован отдел, который воз- главил Б.В.Бодин, один из основных авторов положения. За первые два года внедрения документа на предприятиях более 25 министерств и ведомств в ЦНИИмаш (держатель подлинника документа) поступило более 35000 запросов по разъяснению отдельных требований и решению разно- гласий с военной приемкой в их трактовке применительно к конкретным изделиям. Следует отметить, что претензий в необъективности ответов к ЦНИИмаш не было. До завер- шения внедрения в 1978 г. системы обеспечения качества и надежности комплексов, которая к тому времени получила название «Комплексная система управления качеством про- дукции», были разработаны или взаимоувязаны с требова- ниями Положения РК-75 дополнительно более 400 отрасле- вых и государственных стандартов, в т.ч. государственные стандарты системы разработки и постановки на производ- ство военной техники, регламентирующие отдельные требо- вания этой системы или касающиеся ее. Большой вклад в эти работы внесли сотрудники отдела Т.А.Рогатнева, В.С.Каулин. В 1988 г. было внедрено усовершенствованное ЦНИИмаш Положение РК-88, разработанное с учетом 13-летнего опыта применения Положения РК-75 на практи- ке, в соответствие с которым поэтапная отработка изделий РКТ осуществляется в строгом порядке. Она начинается на этапе проектирования, продолжается при наземной отра- ботке агрегатов, систем, аппаратуры и изделий в целом и заканчивается летными испытаниями ракетных комплексов и космических объектов. Начиная с 1977 г. головная роль по вопросам исследо- вания и обеспечения надежности, экспертизы технической готовности изделий РКТ к летным испытаниям и коорди- нации этих работ в институте и отрасли была возложена на созданное в ЦНИИмаш на базе отдела надежности и подразделений анализа наземной и летной отработки от- деление № 3 - отделение надежности и анализа результа- тов экспериментальной и летной отработки ракетно-кос- мических комплексов и их изделий. Его руководителями были: с 1977 г. - ВАПоляков, с 1983 г. - ВАКомаров, с 1989 г. - Ю.Г.Будылов, с 1996 г. - В.И.Манойло, с 2003 г. - ЮАСоколов, а с 2009 г. - ВАФортов. В 2008 г. отделение получило новый номер - 231. В 2012 г. на базе отделения надежности и анализа на- земной и летной обработки создан научно-технический центр качества, надежности и безопасности ракетно-косми- ческих систем (НТЦ-4). Начальником назначен ВАФортов. В 2013 г. руководителем НТЦ-4 назначен АЛХарченко. Популяризации организационных и научно-методиче- ских основ создаваемой системы обеспечения надежно- сти способствовал выход монографии «Эффективность и надежность сложных систем. Информация, оптималь- 659
История развития отечественных автоматических космических аппаратов ность, принятие решений», написанной И.Л. Плетневым, А.И.Рембезой, ЮАСоколовым, ВАЧалым-Прилуцким (М.: «Машиностроение», 1977 г.). Практический опыт внедрения Положения РК-75, Госу- дарственных стандартов, норм отработочных и производ- ственных испытаний в 1979-1983 гг. был обобщен и из- ложен в 20 томах руководств по обеспечению надежно- сти изделий ракетно-космической техники под научной ре- дакцией В.С.Авдуевского, Н.Г.Бруевича, В.Ф. Грибанова, А.И.Рембезы, А.И.Гудименко, И.Н. Садовского, Ю.П. Семе- нова, НАСемихатова, В.П. Макеева, Д.А. Полухина, В.Я.Ли- хушина, Г.М.Чернявского и др. Ответственными испол- нителями отдельных томов были Б.В. Бодин, А.И. Рембе- за, В.С.Сафронов, ВАЧалый-Прилуцкий, ЮА Пережогин, Г.Н.Кравченко, В.М.Горанский, В.И.Манойло, В.И. Никули- чев, Т.В.Яблонская и др. Эти руководства по обеспечению надежности широко используются КБ и НИИ отрасли. В дальнейшем упомянутые материалы фактически явились основой для издания десятитомного справочни- ка «Надежность и эффективность в технике» (М.: «Ма- шиностроение», 1986-1989 гг.). С 2008 по 2013 г. службу надежности курировал заместитель генерального дирек- тора ЦНИИмаш Н.Г.Паничкин. Большой вклад в становле- ние службы и системы обеспечения надежности внесли ЮАМозжорин. В.Ф.Уткин, НААнфимов, В.Ф. Грибанов, В.А. Поляков, ВАКомаров, В.П.Рыжков Ю А Соколов, Ю.С. Демидов, М.И.Воронов, В.И.Петров, В.И. Никули- чев, А.Я.Исаев, А.П.Круглов, А.М.Брыков, Ю.И. Романов, ГА Павлов, ИАПлетнев, З.Г.Мытко, ИАГоликов, С.В. Ер- шов, В.П.Водяницкий, В.П.Липин, БАКашин и др. Внедрение в практику деятельности всей кооперации предприятий и организаций, участвующих в создании, про- изводстве и эксплуатации изделий ракетно-космической техники, системы обеспечения их качества и надежности уже в течение первых 10 лет дало значительные положительные результаты и позволило: - существенно повысить задаваемые Государственным заказчиком требования к надежности космических ком- плексов, несмотря на усложнение комплексов и повышение фактического уровня надежности более чем на порядок; - ужесточить требования к объемам и нормам наземной отработки, к контролю качества изготовления и приемке из- делий; - повысить выполняемое™ целевых задач КА при пер- вых их пусках; - сократить в 1,5-2 раза сроки проведения летных испы- таний и количество испытываемых образцов для подтверж- дения требований Государственного заказчика; - увеличить в 1,5-2 раза сроки эксплуатации комплексов. Ярким примером эффективности действующей системы обеспечения качества и надежности изделий является созда- ние и первое летное испытание многоразового космическо- го комплекса «Энергия» - «Буран», научного космического аппарата по программе «Вега», пилотируемой орбитальной станции «Мир», российского сегмента МКС и ряда других объектов. Методология комплексного планирования экспе- риментальной отработки изделий и мероприятий по обеспе- чению их надежности дополняется экспертизой проектной и конструкторской документации, всесторонним анализом результатов экспериментальной отработки изделий, причин, условий и последствий их отказов и неисправностей на всех стадиях жизненного цикла. Исследование отказов с целью их предупреждения ста- новится основной задачей системы обеспечения надежно- сти. Схема решения этой задачи следующая: - выявление на основе измерений отклонений в работе агрегатов, приборов, узлов, элементов и деталей; - локализация отказа; - установление причинно-следственных связей в цепи событий и обстоятельств, приведших к отказу; - определение размера потерь; - разработка мер, направленных на предупреждение от- казов в будущем. Разработаны и внедрены в практику работы предпри- ятий отрасли положения, регламентирующие порядок рабо- ты с критичными элементами, анализ нештатных ситуаций, а также видов, последствий и критичности отказов изделий. Отраслевая методология ведения работ по надежности и безопасности совершенствуется как методология управле- ния техническими рисками с формированием управляющих воздействий путем лицензирования, сертификации, стра- хования, распределения ресурсов, необходимых для осу- ществления превентивных мер и устранения последствий, вызванных отказами в работе РКТ. Учитывая особую важность и сложность задачи повыше- ния ресурсных характеристик космической техники, осенью 1992 г. в составе Научно-технического совета Российского космического агентства был образован Проблемный совет, занимающийся вопросами увеличения сроков активного существования космических аппаратов, повышения ресур- са работы их систем и агрегатов. Совет функционировал на базе ЦНИИмаш. В его состав вошли высококвалифици- рованные специалисты: научные работники, конструкторы, руководители ведущих конструкторских бюро, научно-ис- следовательских институтов, заводов, создающих косми- ческую технику, представители Российского космического агентства, Российской академии наук и других организаций, занимающихся данными проблемами и отвечающих за их решение. Председателем был назначен директор ЦНИИмаш академик РАН НААнфимов, заместителем председателя - начальник Управления народно-хозяйственных и научных космических комплексов Российского космического агент- ства В.И.Козлов, ученым секретарем - начальник сектора ЦНИИмаш Г.Н.Кравченко. В работе совета деятельное уча- стие принимали руководители подразделений института: за- местители директора А.Т.Горяченков и В.И.Лукьященко, на- чальники отделов В.Т.Лисовой, В.И.Манойло, ЮАСоколов, В.В.Суворов, М.В.Яковлев и др. Деятельность Проблемного совета была нацелена на анализ вопросов, связанных с увеличением сроков актив- 660
Глава 6 ного существования КА, повышением ресурса работы их си- стем и агрегатов; определением путей решения выявленных проблем и обоснованной научно-технической политики в рассматриваемой области; формированием предложений в Федеральную космическую программу в части работ по увеличению сроков активного существования космических аппаратов; внедрением новейших достижений науки и тех- ники при решении поставленных задач. За несколько лет с начала своей деятельности Совет про- вел около 20 заседаний, на которых обсудил ряд актуальных на тот период вопросов по рассматриваемой тематике и выра- ботал ряд полезных практических рекомендаций. В частности, речь шла об увеличении сроков активного существования кос- мических аппаратов до 10 лет, о комплектовании космических аппаратов высоконадежной элементной базой; о повышении сроков службы материалов и покрытий; о совершенствовании нормативного обеспечения процесса создания, производства и эксплуатации аппаратов длительного функционирования; о разработке программы обеспечения длительных ресурсов работы бортовой аппаратуры (средств бортовой энергетики, двигателей малой тяги) и отдельных типов космических аппа- ратов (орбитальные пилотируемые станции, космические ап- параты дистанционного зондирования Земли) и др. Деятель- ность Проблемного совета способствовала решению задач по достижению мирового уровня ресурсных характеристик кос- мических аппаратов и реализации Федеральной космической программы в условиях резкого сокращения ежегодного числа запусков космических аппаратов. Отделение надежности начиная с середины 1990-х гг. активно направляет свои усилия на обобщение научных и практических результатов в данном направлении, популяри- зации их в стране и за рубежом. Так, в 1994 г. на француз- ском и русском языках издан специальный выпуск журнала Космического агентства Франции «Качество ракетно-кос- мической техники», посвященный 30-летию службы на- дежности и 30-летию сотрудничества Франции и России. В 1995 г. под общей редакцией В.Ф.Грибанова в издательстве «Машиностроение» вышла книга «Методы отработки ра- кетно-космических комплексов», в которой авторы весьма полно изложили накопленный в ЦНИИмаш опыт. Одним из основных достижений РКА и ЦНИИмаш как головного института в середине 1990-х гг. явилось сохра- нение созданной и апробированной в ракетно-космической отрасли системы обеспечения надежности, опирающейся на более чем три сотни нормативно-технических документов, главным из которых является «Положение о порядке соз- дания и серийного производства ракетных и космических комплексов» - Положения РК-75, РК-88, РК-38. За 1993-1997 гг. ЦНИИмаш совместно с НПО «Техно- маш» и организациями Минобороны РФ уточнены и допол- нены требования Положения РК-88 (в последующих редак- циях- Положение РК-98 и РК-98-КТ). Внесенные уточнения затрагивали следующие вопросы: - расширение требований к комплексам научного, соци- ально-экономического и коммерческого направления; - введение порядка лицензирования, сертификации и страхования космической деятельности; - ужесточение требований к экологической безопасно- сти и охране окружающей среды; - конкретизация требований к порядку проведения экс- пертизы на всех этапах создания изделий; - введение порядка приема в эксплуатацию РКТ, в т.ч. двойного назначения, и ее эксплуатации. Положение РК-98 было утверждено постановлением № 819-13 Правительства Российской Федерации от 22 июля 1998 г. В последние годы ракетно-космическая промышлен- ность начинает более успешно адаптироваться к новым условиям хозяйствования и преодолевать некоторые нега- тивные последствия т.н. перестроечного периода. В новых условиях хозяйствования более остро встала проблема обе- спечения конкурентоспособности отечественной космиче- ской техники и космических услуг на мировом рынке и, как следствие, возникли более высокие требования к качеству, надежности и безопасности автоматических космических комплексов научного, социально-экономического и двой- ного назначения, пилотируемых космических комплексов, космических аппаратов длительного функционирования, а также средств выведения. К настоящему времени, как показывают проведенные в ЦНИИмаш исследования, в ракетно-космической промыш- ленности России и за рубежом накоплен значительный опыт создания космических аппаратов длительного функциони- рования со сроками активного существования 10 и более лет. Техническое содержание этого опыта связано с рядом факторов: - с выработкой и реализацией прогрессивных проектно- конструкторских и производственно-технологических реше- ний на уровне бортовых систем, приборов, агрегатов и КА в целом, обеспечивающих повышенный ресурс; - с совершенствованием технического уровня электро- радиоизделий и материалов; - с улучшением ресурсных характеристик наиболее критичных бортовых систем и приборов (в первую очередь систем энергопитания, целевой аппаратуры, систем ориен- тации и стабилизации). Одной из важнейших задач создания КА ДФ была и остается задача повышения эффективности их экспери- ментальной наземной отработки. Опыт передовых отече- ственных и зарубежных фирм говорит о реальной возмож- ности разработки и реализации нового подхода к наземной экспериментальной отработке. Основные идеи этого похода состоят в следующих моментах: - в комплексировании различных видов испытаний на одной материальной части; - в совмещении части отработочных испытаний с кон- трольными испытаниями штатных образцов; - в совмещении задач физического и математического моделирования с управляемым нагружением испытываемого образца для проверки реальных запасов работоспособности; 661
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - в использовании моделей обобщенной нагрузки-проч- ности и прогноза работоспособности для прогнозирования ресурса КА ДФ с учетом результатов эксплуатации изделий и систем-аналогов. Все эти идеи можно трактовать как комплексирование в обобщенном смысле этого понятия. Сформулированные выше идеи довольно успешно воплощены в результатах работ подразделений надежности в рамках НИР «Экспе- римент» в той ее части, которая посвящена вопросам на- дежности и безопасности космических аппаратов и средств выведения («Комплексирование»). Для успешного освоения этих идей в дальнейшем не- обходимо совершенствование организационной, методи- ческой, информационной и программной составляющих обеспечения надежности и безопасности РКТ. В частности, необходимы: - дальнейшее совершенствование нормативно-техни- ческой базы, опирающейся на обязательное соблюдение требований Положения РК-11 (РК-11-КТ) и Федерального закона РФ «О техническом регулировании» на предприяти- ях ракетно-космической промышленности применительно ко всем жизненно важным этапам создания РКТ; в 2011 г. утверждены Положения РК-11 и РК-11-КТ; - разработка методического и информационного обе- спечения работ по надежности и безопасности перспектив- ных космических комплексов, проведение анализа проблем управления рисками космической деятельности на всех стадиях создания и эксплуатации ракетно-космической тех- ники, обладающей требуемым уровнем технического состо- яния, надежности и безопасности; - совершенствование информационного и программно- го обеспечения поддержания и повышения уровня техниче- ского состояния, надежности и безопасности на всех этапах жизненного цикла изделий РКТ. Следует специально отметить полезность разработки и использования в последние годы т.н. паспортов надежности средств выведения (ракет-носителей, разгонных блоков). Эти документы позволяют иметь всю информацию о каж- дом типе носителя и разгонного блока, начиная с первых их пусков, т.е. являются своего рода «личным делом» этих изделий. И, наконец, еще одним чрезвычайно важным направ- лением работ, активно развивающимся в настоящее время в службе надежности ЦНИИмаш, является восстановле- ние отраслевой и межотраслевой системы информации о техническом состоянии и надежности изделий РКТ. Акту- альность этого направления обусловлена тем, что в годы перестройки эта ранее успешно действовавшая система по целому ряду причин в значительной степени утратила свою эффективность. В 2006-2008 гг. в рамках ОКР «Фонд» проделан большой объем работ по восстановлению эф- фективности этой системы информации на новой орга- низационной и информационно-технологической основе. В 2011-2014 гг. работы продолжены в рамках ОКР «На- дежность» (СИ). Основные направления совершенствования и развития системы информации о техническом состоянии и надежно- сти изделий комплексов: 1. Создание автоматизированной системы сбора и обра- ботки информации о надежности и техническом состоянии изделий РКТ. Внедрение технологии автоматизированного сбора, обработки и анализа информации на предприятиях отрасли. 2. Ведение баз (банков) данных и «Банков знаний» о ка- честве, надежности и безопасности изделий РКТ. Создание АССОИ планируется осуществлять поэтапно: - первая очередь между ЦНИИмаш и головными-разра- ботчиками и изготовителями РКТ (2015 г.); - вторая очередь между ЦНИИмаш и предприятиями- разработчиками и изготовителями изделий в целом в РКП (2020 г.); - межведомственная АССОИ (2025 г). Создание и ведение баз данных и «Банков знаний» о качестве, надежности и безопасности изделий РКТ осущест- вляется поэтапно: 1. Электронные базы данных (банки данных) о техниче- ском состоянии и надежности изделий РКТ с разработкой универсального интерфейса сквозного и разграниченного доступа к информации в базах данных и технологий об- мена информацией между распределенными БД отрасли (2012-2020 гг.). 2. Электронные базы знаний и экспертные системы кос- мических комплексов для решения задач анализа надежно- сти и безопасности (2015-2030 гг.). 3. Специальное программно-математическое обеспече- ние для задания требований, расчета и оценки показателей надежности и безопасности, эксплуатируемых и перспектив- ных ракетно-космических комплексов и их изделий (2015, 2020,2025-2050 гг.). Есть все основания полагать, что восстановление систе- мы информации о техническом состоянии и надежности изделий РКТ вместе с дальнейшим развитием и совершен- ствованием порядка создания во всех основных его аспектах поставят продукцию отечественной ракетно-космический отрасли в один ряд с лучшими образцами этой продукции, создаваемыми в мире. Система научно-технической экспертизы ракетно-космической техники Научно-техническая экспертиза и сертификация являются составной частью общеотраслевой системы управления качеством, надежностью и безопасностью изделий РКТ. В соответствии с требованиями Положений РК-75, РК-88 и РК-98, ЦНИИмаш принимает активное и ответственное участие на всех этапах жизненного цикла изделий РКТ. На этапе рассмотрения эскизных проектов институт проводит экспертизу программ обеспечения надежности, безопасности, выдачу заключений и со- 662
Глава 6 гласовывает их. На этапе наземной отработки основных систем, агрегатов и изделий РКТ в целом составленные разработчиком комплексные программы эксперимен- тальной отработки также подвергаются тщательной экспертизе в ЦНИИмаш и согласовываются с ним на предмет достаточности заложенного объема наземных испытаний. Сотрудники службы надежности участвуют в наиболее важных наземных испытаниях, анализируют вместе с разработчиками полученные результаты и при- нимают при необходимости решение об изменении про- граммы отработки изделий в зависимости от результатов их наземных испытаний. При начале летных испытаний ракетных комплексов и при каждом целевом пуске кос- мических объектов ЦНИИмаш с привлечением головных институтов отрасли выдает обоснование и решающее за- ключение о допуске этих объектов к полету, подтвержда- ющее их надежность и безопасность (особенно безопас- ность космонавтов). Без положительного заключения ЦНИИмаш пуски не проводятся, и от института требуется указать, какие дополнительные испытания каких элемен- тов и агрегатов необходимо провести, чтобы обеспечить полную надежность и безопасность пуска. При наземной экспериментальной отработке и летно-конструкторских испытаниях к анализу результатов испытаний привлека- ются практически все экспериментальные подразделения ЦНИИмаш: аэрогазодинамики, теплообмена, прочности, динамики, систем управления, двигательных установок и др. Таким образом, институт в области надежности вы- ступает не только как идеолог методологии и эксперт, но еще и как прямой участник решения всех проблемных, практических вопросов надежности и безопасности ра- кетных комплексов, а также космических объектов. Для организации работ по анализу технического со- стояния изделий РКТ, подготовки заключений ЦНИИмаш при участии В.Ф.Грибанова, ВАПолякова, В.П.Рыжкова, Ю.С.Демидова, Ю.Г.Будылова, В.А.Комарова, Б.В.Бодина, В.С.Каулина было выпущено «Положение о порядке выдачи заключений о технической готовности изделий РКТ к летным испытаниям головными организациями ракетно-космиче- ской промышленности» - Положение ПЗ-78. В 2004 г. оно было усовершенствовано и перевыпущено коллективом в со- ставе А.Я.Исаева, В.И.Козлова, Б.В.Бодина, В.С.Татаренкова- Шука, В.С.Каулина, ВАПолякова, А.Т.Горяченкова как Поло- жение ПЗ-2004. Проведение научно-технической экспертизы согласно Положениям РК-75, РК-88, РК-98, РК-11, ПЗ-78 и ПЗ- 2004 предусматривает общие правила для оценки соот- ветствия (квалификации) требованиям технических зада- ний изделий РКТ, космических систем и их компонентов. Научно-техническая экспертиза является основанием для определения готовности системы или изделия для того или иного этапа жизненного цикла, включая готовность к разработке, производству, испытаниям, модификации или утилизации. Проведение научно-технической экспер- тизы относится к системам и изделиям, применяемым в обеспечение наземной подготовки, летных испытаний и эксплуатации на всех уровнях производственного древа, включая системы и изделия, состоящие из программного обеспечения, конструкции, агрегатов, узлов, приборов, ма- териалов, процессов, методов или процедур, либо из их комбинации. Указанные выше документы устанавливают общие правила оценки готовности изделия и общие под- ходы к оценке соответствия (квалификации). Эти доку- менты предназначены для применения в качестве основы при проведении внешней оценки соответствия (экспертной комиссией Роскосмоса, при головной роли ЦНИИмаш), или внутренней оценки соответствия (квалификации) по- ставщиком. Выбор применяемых методов и степень их детализа- ции определяется многими факторами, включая такие, как задачи, выполняемые при оценке соответствия (квалифи- кации), имеющаяся предварительная информация, новиз- на проекта, риски, а также уровень производственного де- рева, этап жизненного цикла, надежность изделия, размер партии и опыт поставщика. Для анализа предпочтительнее применять количественные оценки (например, статистиче- ские методы). Результаты проведенных работ направлены на испол- нение п.п. 1.2.11, 4.1.49 «Межведомственного перечня приоритетных направлений развития науки, технологии и техники, критических технологий, реализуемых в ракет- но-космической промышленности в интересах создания перспективных космических средств различного целевого назначения на 2008-2012 гг.» в части разработки и реали- зации программ обеспечения качества, надежности, без- опасности элементов и систем ракетно-космической тех- ники на стадиях производства, испытаний и эксплуатации, а также совершенствования фонда нормативных докумен- тов. Уровень качества, надежности и безопасности и ракет- ной и ракетно-космической техники объективно выступает в качестве одного из основных факторов успеха любой кос- мической программы. С 2011 г. начато проведение фундаментальных кос- мических исследований по всем основным направлени- ям: астрофизическим исследованиям (включая изучение космических лучей) с использованием космических лабо- раторий, изучению Солнца и солнечно-земных связей, ис- следованию и освоению Луны, исследованиям планет и их спутников, малых небесных тел Солнечной системы. В этих условиях происходит пересмотр устоявшихся представлений о возможностях космических технологий, принципах по- строения космических систем (комплексов) и их изделий, что обусловливает постоянный рост требований к уровню качества, надежности и безопасности РКТ. Одновремен- но с этим расширяется участие российских предприятий в международных космических программах с различными странами (Франция, Германия, США, Индия, Канада, Ин- донезия и т.д.) по запускам космических аппаратов, в соз- дании космических станций и систем ближнего и дальнего космоса. Последнее, в свою очередь, является проверкой 663
История развития отечественных автоматических космических аппаратов соответствия отечественной РКТ международным нормам и стандартам качества, ее конкурентоспособности в условиях глобализации экономики. Требования к надежности перспективных средств вы- ведения КА достаточно высоки. Вероятность сохранения работоспособного состояния РКН в полете при выведении полезного груза на заданную орбиту - не менее 0,993 (для РКК без РБ в составе РКН) и не менее 0,992 (для РКК с РБ в составе РКН). Для перспективных КА требования к долговечности находятся на уровне 10—15 и более лет активного суще- ствования на орбите. Этот срок практически в 2 раза пре- вышает достигнутый. Следует отметить, что на достижение существующих уровней качества и надежности изделий РКТ ушло как минимум 25-30 лет, и достигался такой уровень в течение длительного времени за счет введения и развития системы обеспечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ, в основном путем экспериментальной отра- ботки, летных испытаний и последующей их «доводки» по результатам эксплуатации изделий. Динамика показателей надежности изделий РКТ в по- следние десятилетия свидетельствует о наличии отдельных положительных тенденций. В частности, рост среднего вре- мени активного существования автоматических КА достиг- нут прежде всего за счет применения современных схемно- конструктивных решений, прогрессивной технологии, более высоконадежной элементной базы при наличии тенденции ее микроминиатюризации. Это позволило перейти к трех- кратному резервированию на уровне приборов при тех же массогабаритных характеристиках КА. Решение проблемы обеспечения надежности и без- опасности эксплуатации космических комплексов и их изделий на новом уровне требований - задача комплекс- ная, заключающаяся в решении задач регулярного тех- нического перевооружения производства, применения высоконадежных ЭРИ и технологии автоматизированного надежностно-ориентированного проектирования, обеспе- чения эффективного контроля качества и подготовки ква- лифицированных кадров и др. Для решения поставленной проблемы в последние годы были проведены следующие работы: - проведен анализ действующей системы обеспечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ, ее ос- новных принципов и структуры для оценки соответствия со- временным условиям; - выполнены исследования проблемных вопросов обе- спечения и повышения качества и надежности перспектив- ных изделий РКТ по тематике отрасли; - определены основные направления работ по повыше- нию качества, надежности и безопасности изделий РКТ; - определены основные направления и пути совершен- ствования и развития системы обеспечения качества, надеж- ности и безопасности эксплуатации изделий РКТ; - разработан проект концепции обеспечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ до 2020 г. Система обеспечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ Общие положения Решение проблем обеспечения надежности и безопас- ности эксплуатации перспективных космических комплек- сов и их изделий на новом уровне предъявляемых требо- ваний является многоплановой и комплексной задачей, которая обусловлена необходимостью использования поло- жительного опыта и результатов действующей системы обе- спечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ (далее - Система), передовых отечественных и зарубежных достижений в этой области, сложностью решения задач и имеющих место недостатков и проблем, включая проблемы регулярного технического перевооружения производства и экспериментальной базы, применения высоконадежных ЭРИ и технологии автоматизированного надежностно-ори- ентированного проектирования, обеспечения эффектив- ного контроля качества и подготовки квалифицированных кадров и др. Главная цель развития и совершенствования системы качества, надежности и безопасности изделий ракетной и ракетно-космической техники на период до 2015-2020 гг. - выполнение НИОКР в обеспечение фундаментальных космических исследований и осуществление эксплуатации комплексов в соответствии с ФЦП и ГПВ с показателями надежности и безопасности вновь создаваемых перспектив- ных и эксплуатируемых космических систем и комплексов различного назначения и их базовых (ключевых) составных частей (элементов). Поэтому адаптация действующей Си- стемы к новым условиям функционирования космических систем и комплексов обуславливает необходимость разра- ботки концепции обеспечения качества, надежности и без- опасности на современном этапе развития РКТ. В связи с этим была разработана концепция обеспечения качества, надежности и безопасности изделий (далее Кон- цепция) - система взглядов организационного, правового, экономического, научно-технического информационного характера, определяющая принципы, цели, задачи, единый поход к планированию и организации работ по обеспечению качества, надежности и безопасности космических систем, комплексов различного назначения и их изделий на этапах их научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, серийного производства и эксплуатации. Концепция направлена на выполнение следующих директивных доку- ментов: Закон РФ «О космической деятельности», «Основы политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2020 года и дальнейшую пер- спективу», «Концепция национальной безопасности РФ», «Военная доктрина Российской Федерации», «Основные направления развития космических средств научного и со- циально-экономических назначений Российской Федерации на период до 2020 года». В обеспечение развития и совершенствования Системы предусматривается: 664
Глава 6 - поэтапное реформирование организационной структу- ры и служб качества, надежности и безопасности предприя- тий и организаций РКП и отрасли в целом; - развитие и совершенствование нормативной и право- вой базы, регламентирующей вопросы создания, производ- ства и эксплуатации изделий РКТ; - повышение ответственности предприятий и должност- ных лиц за обеспечение требуемого уровня качества, надеж- ности и безопасности изделий РКТ; - качественное повышение уровня методической и тех- нической оснащенности служб качества, надежности и безо- пасности предприятий РКП, профессиональной подготовки их персонала; - создание и внедрение передовых современных прин- ципов, методов и технологий автоматизированного надеж- ностно-ориентированного проектирования, наземной экс- периментальной отработки и производства изделий РКТ; - повышение оперативности и эффективности управ- ления надежностью изделий РКТ на основе автоматизации процессов сбора, обработки и анализа информации о тех- ническом состоянии и надежности РКТ на этапах их произ- водства, испытаний и эксплуатации. Реализация направлений Концепции по обеспечению качества, надежности и безопасности изделий РКТ в соот- ветствии с указанными документами и проектом Концеп- ции ФКП-2020 направлена на реализацию долгосрочных целей и задач космической политики России до 2020 г. и на дальнейшую перспективу, базирующихся на передовых достижениях науки и техники, внедрении прогрессивных технологий, которые позволят создать перспективные космические комплексы с мировым научно-техническим уровнем качества, надежности и безопасности. В соот- ветствии с долгосрочными целями космической политики России на космические комплексы возлагается решение следующих задач: - обеспечение гарантированного доступа России в кос- мос со своей территории; - расширение использования свойств околоземного кос- мического пространства для удовлетворения потребностей социально-экономической сферы, науки и системы без- опасности страны путем создания глобальных информаци- онных и навигационных полей; - осуществление глобального с высокой оперативностью наблюдения земной поверхности и атмосферы; - проведение научных и прикладных исследований и экспериментов; - реализация транспортных операций; - решение специальных задач в интересах обороны и безопасности страны; - сохранение и эффективное использование принадле- жащего России орбитально-частотного ресурса; - выполнение фундаментальных исследований Солнца, солнечно-земных связей; детального изучения структуры и спектров излучений всех типов астрофизических объектов в интересах развития отечественной фундаментальной науки, поиска нетрадиционных источников энергии и сырья, позна- ния природы гравитации и происхождения жизни на Земле; - углубленное изучение и освоение Луны как естествен- ной платформы для дальнейшего развития и демонстрации возможностей научно-технического и технологического по- тенциала страны; - задействование ресурсов Луны и нахождение на ее поверхности в интересах экономического развития и обе- спечения безопасности страны, в научных целях и в целях последующей экспансии к планетам (в первую очередь к Марсу) и телам Солнечной системы и за ее пределами; - изучение и освоение космического пространства (кос- мических объектов, включая Марс, других планет и тел Солнечной системы) в интересах познания механизмов об- разования и развития Земли, эволюции ее климата, выявле- ния опасных для земной цивилизации процессов (объектов) в космическом пространстве и подготовки к их ликвидации, решения проблем поиска и использования внеземных ре- сурсов для обеспечения жизни на Земле; - обеспечение научно-технического (технологического) прогресса на основе достижений РКТ в различных областях науки, техники, социально-экономической деятельности страны, формирования нового образа жизни ее граждан, а также вклада России в решение глобальных задач стабиль- ного развития цивилизации на Земле; - подготовка научно-технических, технологических и иных условий (в т.ч. кадровых) для осуществления мас- штабных космических проектов, обеспечивающих углублен- ное изучение и освоение Луны, Марса и других объектов Солнечной системы, формирование устойчивых междуна- родных связей в целях совместных научных исследований и освоения космического пространства, включая реализацию перспективных задач пилотируемой космонавтики; - расширение участия России на мировом рынке косми- ческих услуг с сохранением лидирующих позиций на нем. Основные принципы обеспечения качества и надежности Система обеспечения качества и надежности изделий РКТ регламентирована комплексом взаимосвязанных докумен- тов, требования которых обязательны для всей кооперации организаций, участвующих в создании ракетно-космической техники. Основополагающим межотраслевым руководящим документом является «Положение о порядке создания, се- рийного производства и эксплуатации ракетных и космиче- ских комплексов» (Положение РК-11, утверженное решени- ем ВПК при Правительстве Российской Федерации 24 мая 2011 г., Положение РК-98-КГ, утвержденное Постановлением Правительства Российской Федерации № 819-31 от 22 июля 1998 г.), которое действует совместно с более чем 300 специ- альными и 4000 общими нормативно-техническими докумен- тами. Существующая система обеспечения качества, надежно- сти и безопасности изделий РКТ в соответствии с базовыми этапами ее создания (проектно-конструкторских разработок, экспериментальной отработки, производства и эксплуатации) построена и функционирует на основе следующих принципов: 665
История развития отечественных автоматических космических аппаратов - единый порядок создания изделий ракетных и косми- ческих комплексов различного назначения; - задание требований по качеству, надежности и безопас- ности изделий РКТ и порядку их подтверждения в ТТЗ, T3; - разработка программ (планов) обеспечения (или по- вышения) качества, надежности и безопасности комплекса и его изделий (ПОН, ПОБ, КПЭО, ПЛИ, ПОК, ППН); - разработка документов сквозного планирования соз- дания комплекса и его изделий, соблюдение контролируе- мых этапов создания изделий; - поэтапное подтверждение качества, надежности и безо- пасности изделий РКТ на этапах проектирования и отработки; - внедрение системы выявления и устранения дефектов (недостатков) при проектировании, отработке, производстве и эксплуатации; - внедрение строгой системы контроля качества и на- дежности изделий РКТ в производстве; - создание служб качества и надежности изделий РКТ на отраслевом уровне и на каждом предприятии, их организа- ционное, финансовое и методическое обеспечение. Этап проектно-конструкторской разработки включает следующие моменты: - сравнительная оценка и отбор наиболее оптимального варианта по функционированию, построению, надежности и безопасности комплекса и его изделий; - введение необходимой избыточности функционирова- ния, резервирования, выбор и оценка запасов по ресурсу и воздействующим факторам; - применение проверенных (отработанных) технических решений, унификация и стандартизация; - использование опыта предыдущих разработок, новей- ших достижений отечественной и зарубежной техники; - обеспечение технологичности изделий РКТ; - проверка режимов работы (эксплуатации) ЭРИ и ком- плектующих элементов, согласование их применимости, вве- дение облегченных режимов и условий их функционирования; - разработка и реализация мер (программ) по обеспече- нию качества, надежности и безопасности изделий РКТ; - проведение анализа возможных отказов и их послед- ствий, составление перечня критичных элементов изделий РКТ и критичных технологических процессов; - обоснование требуемого объема и видов испытаний изделий для подтверждения заданных требований по каче- ству, надежности и безопасности изделий РКТ; - составление при разработке КД перечней аварийных ситуаций и определение путей выхода из них (порядка при- нятия решений); - экспертиза и выдача заключений головными НИИ на аванпроекты (технические предложения) и эскизные проекты. Этап экспериментальной отработки включает следую- щие моменты: - выполнение основного объема испытаний в наземных условиях, проведение при летных испытаниях лишь той от- работки, которая в наземных условиях технически невыпол- нима или экономически нецелесообразна; - широкое применение математического, имитационно- го и физического моделирования, конструкторско-техноло- гического макетирования; - развитие экспериментальной базы и обеспечение вво- да экспериментальных установок и стендов до начала соот- ветствующих испытаний; - комплексирование отдельных видов испытаний и на- грузок; проведение испытаний в условиях, близких к реаль- ным, с одновременной имитацией различных воздействую- щих факторов; - выявление «слабых» мест изделий, проведение анали- за отказов и неисправностей, принятие мер по устранению их причин; - отработка изделий от простых структур к более слож- ным, проверка взаимного функционирования изделий в этих структурах; - внедрение электрически действующих и комплексных стендов, выделение материальной части для ресурсных ис- пытаний; - проверка работоспособности изделий при имитации возможных отказов (аварийных ситуаций) с учетом обеспе- чения безопасности; - проведение испытаний в утяжеленных режимах, ре- сурсных испытаний и испытаний до отказа; - определение критических параметров изделий и за- пасов работоспособности по этим параметрам, выявление ненадежных ЭРИ и КЭ, недопустимых режимов работы; - завершение отработки КД с присвоением литеры до изготовления изделий для летных испытаний; - оценка соответствия характеристик опытных изделий требованиям ТТЗ, ТЗ, ТУ и подтверждение завершенности наземной отработки до начала летных испытаний; - отработка технологий изготовления, сборки и монтажа опытных изделий; - выдача головными НИИ по результатам наземной от- работки заключений о допуске комплексов и их изделий к летным испытаниям. Этап производства представляет собой цикл: - разработка директивных технологий; - проработка конструкции на технологичность на воз- можно ранних этапах разработки КД, выдача заключений о технологичности изделий; - разработка планов подготовки опытного и серийного производства; - приближение технологии изготовления опытных об- разцов изделий к серийной; - внедрение комплексной системы управления каче- ствам продукции и качеством труда; - контроль стабильности качества изготовления изделий по параметрам, установленным в ТУ или НТД; - внедрение прогрессивных технологических процессов и наиболее эффективных методов текущего контроля; 666
Глава 6 - проведение регулярной проверки техпроцессов на со- ответствие требованиям КД, авторский надзор разработчика изделий на заводах-изготовителях; - применение эффективных методов и средств техниче- ской диагностики, неразрушающего контроля изделий; - анализ допущенных отступлений от требований КД и ТД, принятие мер по устранению причин этих отступлений; - повышение требований к входному контролю комплек- тующих изделий и приемочному контролю изделий, обеспе- чение идентичности методов и средств контроля у изготови- теля и потребителя; - организация системы учета, исследования и анализа отказов и неисправностей изделий с оценкой эффективно- сти принятых мер по их устранению; - введение «технологических прогонов» аппаратуры и приборов при их изготовлении и подготовке к пуску; - увеличение объема и автоматизация проверок готовых изделий на КИС. Этап эксплуатации включает: - соблюдение правил и условий эксплуатации, установ- ленных в ЭД; - своевременное и качественное проведение регламент- ного, технического обслуживания изделий РКТ и осущест- вление технического надзора предприятиями промышлен- ности; - обмен информацией о техническом состоянии, каче- стве, надежности и безопасности между организациями за- казчика, разработчика и изготовителя изделий комплекса на основе общей системы учета, исследования и анализа при- чин выявленных отказов и неисправностей; - планирование и проведение необходимых доработок изделий комплекса с оценкой их эффективности; - совершенствование системы контроля технического состояния комплексов и работы служб гарантийного над- зора; - разработка программ поддержания (повышения) каче- ства, надежности и безопасности изделий комплекса. Обеспечение высоких уровней качества, надежности и безопасности возлагается на организации-разработчики и предприятия-изготовители изделий РКТ при научно-ме- тодическом руководстве работами и их координации голов- ными научно-исследовательскими организациями ракетно- космической промышленности. Головной организацией по качеству, надежности и безопасности изделий РКТ является ЦНИИмаш. Анализ состояния и результативности (эффективности) системы обеспечения качества надежности и безопасности изделий РКТ во времени. Достигнутый уровень качества и надежности изделий РКТ Система обеспечивает требуемый уровень качества, на- дежности и безопасности изделий РКТ на этапах создания, производства и эксплуатации при условии выполнения в полном объеме требований НТД. В результате функциони- рования Системы в первые 10 лет ее существования (1975— 1986 гг.) проведены следующие работы: - повышены с 0,9 до 0,97 требования, задаваемые Го- сударственным заказчиком, и фактический уровень надеж- ности космических комплексов; - повышены требования к объемам и нормам наземной экспериментальной отработки, к контролю качества, изго- товления и приемки PH, КА, технических и стартовых ком- плексов; - к 1980 г. снижено в 2 раза число неуспешных пусков ракет-носителей и повышена выполняемость целевых задач космическими аппаратами с первых пусков при ЛИ КА; - сокращены в 1,5-2 раза сроки проведения и потребное количество образцов для летных испытаний вновь созда- ваемых комплексов, необходимых для подтверждения ТТЗ Заказчика; - увеличены более чем в 2 раза сроки эксплуатации ком- плексов различного назначения. Современное состояние развития изделий РКТ характе- ризуется тем, что сохранены конкурентные преимущества отечественных средств выведения, обеспечены на мини- мально необходимом уровне потребности страны в услугах фиксированной космической связи и вещания, завершено развертывание системы навигации (ГЛОНАСС), выполня- ются международные обязательства по МКС. Вместе с тем допущено существенное отставание от мирового уровня в космических средствах гидрометеонаблюдения и дистанци- онного зондирования Земли, в орбитальных средствах для фундаментальных космических исследований, персональ- ной спутниковой связи, ретрансляции и спасания объектов, терпящих бедствие. В этом не последнюю роль сыграли про- блемы обеспечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ. Анализ надежности отечественных и зарубежных средств выведения КА за последние 20 лет показывает, что их уровень соответствует мировому и находится в пределах 0,98-0,99. Такое состояние достигнуто благодаря соблю- дению требований НТД, регламентирующих действующую систему обеспечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ и, прежде всего, требований Положения РК-11 (РК-11-КТ) и его ранее действующих версий. Этот вывод также подтверждается ростом среднего значения срока ак- тивного существования КА длительного функционирования. Фактическое состояние дел по обеспечению и повыше- нию качества, надежности и безопасности КА по состоянию на сегодняшний день характеризуется результатами анализа их отказов и неисправностей при наземной отработке, в произ- водстве, при летных испытаниях и в эксплуатации, информа- ция о которых поступает от организаций и предприятий РКП в рамках действующей системы информации о техническом состоянии и надежности РКТ. Из результатов анализа следует, что отказы отдельных комплектов и приборов бортовой ап- паратуры КА происходят в основном по производственным причинам, что вызвано применением некачественной эле- ментной базы и недостаточной эффективностью заводских 667
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Динамика среднего значения САС КА длительного функционирования (в мес.) по пятилетним периодам с 1986 по 2014 г. (8 мес.) Динамика среднего значения САС КА длительного функционирования (в мес.) с2006по 2014 г. (8 мес.) испытаний, включая входной контроль ЭРИ, покупных ком- плектующих изделий и автономные испытания изделий (составных частей) бортовой аппаратуры КА. Большой процент производственных отказов КА вы- зван нарушениями или незнанием персоналом требований нормативных документов (в первую очередь Положения РК-11 (РК-98-КТ)) при одновременном несовершенстве системы контроля качества продукции на предприятиях и слабой службе надежности. Большой процент конструктив- ных отказов КА наблюдения вызван нарушением порядка их создания. В последнее время появилась порочная практика опережения изготовления летных комплектов бортовой ап- паратуры до проведения их НЭО. Кроме того, ресурсные ис- пытания бортовой аппаратуры проводятся до начала летных испытаний в минимальном объеме (до 20 %), а затем про- должаются в процессе летных испытаний (КА «Канопус-В», «Спектр», «Электро» и «Глонасс-К»), Ключевой проблемой достижения длительных сроков активного существования КА является отставание россий- ской элементной базы по целевым показателям и надеж- ности. Отечественная промышленность утратила способ- ность к разработке и изготовлению большей части бортовых приборов и узлов, в связи с чем разработчики космических комплексов вынуждены закупать необходимую аппаратуру за рубежом. В настоящее время в аппаратуре космического применения используется до 80 % импортной ЭКБ. Обеспечение требуемого высокого уровня качества бортовой аппаратуры, сокращение сроков ее разработки во многом зависит от успехов внедрения на предприятиях и в организациях космического приборостроения эффек- тивных систем качества и прогрессивных методов менед- жмента качества. Обеспечение качества, надежности и без- опасности ракетных и космических комплексов и их изделий осуществляется в рамках действующей Системы, которая регламентируется комплексом НТД из более чем 4000 стан- дартов и положений. Система разработки и ведения фонда стандартов имеет иерархическую структуру. Помимо ЦНИИмаш, разработка 668
Глава 6 стандартов с 1990-х гг. закреплена за 38 предприятиями- разработчиками стандартов и 13 базовыми организациями. Проведенный анализ систем отечественных и доступных зарубежных нормативных документов, регулирующих поря- док проведения работ по созданию и эксплуатации ракетно- космических комплексов и систем, показывает, что амери- канский и европейский подходы к проблемам разработки, производства и эксплуатации изделий космических систем и комплексов в целом идентичны, основаны на единых прин- ципах и направлены на достижение следующих стратегиче- ских целей: - повышение эффективности реализации космических программ и проектов в части затрат; - улучшение конкурентоспособности космической про- мышленности; - улучшение надежности, безопасности и качества кос- мических проектов и продуктов; - обеспечение более ясных и однозначных связей меж- ду всеми участниками космических программ и проектов в форме, подходящей для использования в юридически обя- зательных документах. В NASA и ЕКА большое значение для достижения тре- буемого уровня качества и обеспечения эксплуатационной надежности разрабатываемой аппаратуры уделяют управ- ляющим процедурам при создании изделий на всех этапах их жизненного цикла. Решаются задачи по соединению раз- работанных методов обеспечения качества и надежности с реальным управлением ими в процессе создания изделий. Ма подобные задачи ориентированы нормативные докумен- ты серии ИСО-9000, требования которых значительно усту- пают требованиям Положения РК-11 и других нормативных документов. Рассматривая в общем контексте Положение РК и дей- ствующие совместно с ним другие НД, необходимо отме- тить, что требования, изложенные в данных документах, несмотря на отдельные отличия в подходах, терминах и определениях, в корне не противоречат вышеуказанным стратегическим целям, определенным в НД ESA и NASA. Документы ESA и NASA, используемые для обеспечения деятельности РКП, можно условно разделить на три группы: директивные документы, нормативные документы, спра- вочные документы. К справочным документам относятся различные руководства, технические заметки, справочники материалов и т.п. Данные документы, как правило, носят описательный характер и не содержат требований, имеющих юридическую силу. Необходимо отметить, что структура Положения РК по своему статусу обладает свойствами как директивного, так и нормативного документа высшего уровня, обеспечиваю- щего связь с документами более высокого законодатель- ного уровня и устанавливающего требования к содержанию нормативной, организационно-распорядительной и техни- ческой документации более низкого уровня. Из анализа структуры нормативных документов следу- ет, что существенным отличием систем НД ESA и NASA от системы, определяемой Положением РК, является наличие стандартизированной процедуры, определяющей управле- ние рисками проекта. Требования, которые содержит данная процедура, носят достаточно широкий характер, учитыва- ются не только аспекты, связанные с надежностью и без- опасностью технических систем, но и аспекты, учитываю- щие сложность проекта, сложность производства, наличие специальных процессов, а также географические, полити- ческие, финансовые, кадровые, кооперационные и другие риски, относящиеся к внешней среде. Данные требования направлены на обеспечение види- мости всех рисков проекта, ранжирование их по критич- ности, также они обеспечивают более прозрачную оценку экономической эффективности проекта Заказчиком. Стан- дартизированная процедура управления рисками обеспечи- вает единый организационный и методический подход по разработке управленческих решений, мероприятий по выяв- лению, учету, оценке рисков, их исключению (или снижению до приемлемого уровня). Данные требования распростра- няются на всех участников проекта (для всех уровней коо- перации) и на все работы, выполняемые в рамках проекта. Проведенный сравнительный анализ требований НД ESA и NASA и требований, изложенных в Положении РК-11-КТ, а также совместно действующих с Положением других нормативных документов, позволяет сделать следу- ющие выводы: 1. Требования по порядку создания космических ком- плексов и систем, определяемые в Положении РК, в своей основе не расходятся с требованиями, изложенными в НД ESAnNASA. 2. Системы НД ESA и NASA выстроены в плане развития общих требований, отраженных в международных стандар- тах серий ISO 9000 и AS (EN) 9100, и в большей степени ори- ентированы на обеспечение требований Заказчика на всех уровнях и этапах проекта. 3. НД ESA и NASA содержат более развитые требования и методики в части управления рисками, управления стои- мостью и сроками проведения работ на всех этапах проекта. 4. Тенденция развития космической деятельности в на- стоящее время характеризуется расширением рынка кос- мических услуг, увеличением числа коммерческих косми- ческих проектов, в т.ч. с иностранным участием. В связи с этим особое значение приобретает вопросы обеспечения качества проводимых работ и установления однозначного и ясного взаимопонимания между участниками проектов в данных вопросах. В данном аспекте системы норматив- ных документов ESA и NASA представляют значительный интерес, особенно в части обеспечения гарантии качества продукции, в т.ч. в части организации работ по экспертному рассмотрению проектов в контрольных точках, т.к. данные системы в большей степени адаптированы к особенностям современной экономики 5. В связи с вышесказанным проведение работ по даль- нейшему развитию отечественной системы нормативной до- кументации РКП должно производиться с более тщательным 669
История развития отечественных автоматических космических аппаратов учетом зарубежного опыта и изучением возможностей его применения в отечественной практике. Реальной альтернативой воссоздания существовавшей ра- нее системы информации является переход на использование средств автоматизации процессов сбора, обработки и обмена информацией о качестве и надежности изделий РКТ. Одна- ко создание отраслевой и межведомственной сети обмена электронной информацией с использованием современных компьютерных технологий находится на начальном этапе. Основные направления работ по повышению качества, надежности и безопасности изделий РКТ Пилотируемые космические комплексы Основные конструктивно-технологические принципы (направления) обеспечения качества, надежности и безопас- ности КА: 1. Создание систем защиты от воздействия ИИ КП и бортовой аппаратуры повышенной отказоустойчивости на основе увеличения кратности структурного и функциональ- ного резервирования, внедрения интеллектуализированных бортовых систем с гибкой перестраиваемой структурой. 2. Внедрение бортовых и наземных оперативных систем поддержки и принятия решений для управления риском (надежностью и безопасностью) во время полета на основе формирования банков данных и банков знаний. 3. Реализация унифицированного модульного прин- ципа построения критичных бортовых систем ПКК с воз- можностью контроля их технического состояния и ремонта в полете: - контроль соблюдения требований программ обеспе- чения качества, надежности и безопасности эксплуатации и программ обеспечения безопасности экипажа; - проверка полноты выполнения операций, отнесенных к особо ответственным (опасным), и их оформления; - безусловная реализация мероприятий по устранению несоответствий и замечаний, выявленных на предыдущих этапах испытаний (отработки); - допуск к проведению испытаний систем и агрегатов КА и PH в составе более крупного изделия только по заверше- нии автономных испытаний этих систем и агрегатов; - соответствие гарантийных обязательств по срокам хранения и остаточной гарантийной наработке требованиям РК-11-КТ; - проверка порядка аттестации и допуска исполнителей к особо ответственным операциям по сборке, регулировке, настройке, испытаниям и контролю качества, надежности и безопасности изделий ПКК; - проверка допустимости изменений, вносимых (вне- сенных) в КД и ЭД для изделий ПКК с экипажем. Космические комплексы связи, ретрансляции и навигации Для КА связи, ретрансляции и навигации характерны вы- сокие требования к САС (10-15 лет), функционирование на ГСО и высоких эллиптических орбитах, характеризующихся повышенными радиационными характеристиками, а также метеорной и техногенной опасностью. Основные конструк- тивно-технологические направления обеспечения качества, надежности и безопасности изделий КА: - применение ЭРИ и бортовой аппаратуры с повышен- ными ресурсными характеристиками и устойчивостью к ио- низирующим излучениям космического пространства; - структурное и функциональное резервирование борто- вой аппаратуры на различных уровнях разукрупнения; - применение устройств для диагностики и восстанов- ления работоспособности БА при возникновении сбойных отказов из-за воздействия внешних условий, в т.ч. с исполь- зованием средств НКУ; - модульный принцип построения КА - служебный мо- дуль единичный для данного класса КА и модуль целевой аппаратуры (полезной нагрузки), учитывающий специфику каждого класса КА; - модульный принцип построения БА КА, обеспечиваю- щий диагностику и замену отказавшей при испытаниях БА без разборки и проведения повторно всего цикла испыта- ний. Основные принципы обеспечения качества, надежности и безопасности изделий КА на этапе НЭО: - форсированные ресурсные испытаний на отдельном отработочном комплекте с подтверждением требований к ресурсу; - испытания ЭРИ на воздействие тяжелых заряженных частиц; - испытания на сбое- и отказоустойчивость БА при ими- тации воздействия КП; - граничные испытания, позволяющие определить кри- тические технологические операции и их критические пара- метры; - отработка технологии, обеспечивающей бездефектное производство КА. Основные принципы обеспечения на этапе производства: - проведение сертификационных и отбраковочных ис- пытаний ЭРИ на входном контроле; - проведение приработочных испытаний бортовой ап- паратуры в условиях, приближенных к реальным условиям функционирования; - контроль качества производства изделий с достовер- ностью, исключающей пропуск дефектов. Космические комплексы научного назначения (в т.ч. уникальные) и дистанционного зондирования Земли Для КА указанного типа характерны требования к САС на уровне 5-7 лет, функционирование на орбитах до 1000 км. При функционировании КА имеют место пересечения ра- диационных поясов и возможное появление терристорного эффекта в БА. Основные конструктивно-технологические принципы обеспечения качества, надежности и безопасности изделий КА данного типа: 670
Глава 6 - модульный принцип построения КА - служебный уни- фицированный модуль, имеющий летную квалификацию (прошедший летные испытания), и модуль научной аппара- туры (полезной нагрузки); - модульный принцип построения БА КА, обеспечиваю- щий диагностику и замену отказавшей при испытаниях БА без разборки и проведения повторно всего цикла испытаний; - применение ЭРИ и бортовой аппаратуры с повышен- ными ресурсными характеристиками и устойчивостью к ио- низирующим излучениям космического пространства; - структурное и функциональное резервирование борто- вой аппаратуры на различных уровнях разукрупнения; - применение устройств для диагностики и восстанов- ления работоспособности БА при возникновении сбойных отказов из-за воздействия внешних условий, в т.ч. с исполь- зованием средств НКУ. Принципы обеспечения на этапе НЭО: - отработка на отдельном технологическом КА, исполь- зуемом также для сопровождения (моделирования) полета штатного (летного) образца в наземных условиях; - испытания на сбое- и отказоустойчивость БА при ими- тации воздействия КП; - моделирование возможных в полете нештатных ситуа- ций и отработка путей выхода из них; - отработка программного обеспечения с оценкой на- дежности. Основные принципы обеспечения на этапе производ- ства: - проведение сертификационных и отбраковочных ис- пытаний ЭРИ на входном контроле; - проведение отбраковочных испытаний бортовой ап- паратуры в условиях, приближенных к реальным условиям функционирования КА; - контроль качества производства изделий с достовер- ностью, исключающей пропуск дефектов. Разработка методов и средств обслуживания и ремонта автоматических КА и космических кораблей в полете Опыт долговременного обслуживания космических ор- битальных станций типа «Салют», «Мир», МКС российски- ми и зарубежными космонавтами показывает возможность дальнейшего развития всей системы обслуживания КА или космических группировок и неизбежно повлечет за собой практическое решение задач повышения качества, надежно- сти и безопасности их эксплуатации. Создание межорбитальных пилотируемых и автома- тических космических кораблей нового поколения, ос- нащенных специальными средствами обслуживания КА, адаптированных для проведения операций обслуживания, может существенно повлиять на безопасность и надежность космических систем. Достаточно часто аварии и неисправ- ности сопряжены с образованием космического мусора. В этой связи обслуживание на орбите космических аппа- ратов должно сыграть решающую роль в развитии будущей космической инфраструктуры, т.к. позволяет продлить срок службы космических аппаратов, в отдельных случаях вос- становить их штатное функционирование. Разработка и внедрение унифицированных технологий замены ресурсного и аварийного оборудования ряда КА различного назначения непосредственно в условиях косми- ческого полета существенно повысит сроки функционирова- ния этих типов КА за счет выполнения на них оперативного ремонта или замены ремонтопригодных элементов непо- средственно в процессе полета. Разработка и размещение на КА обслуживания унифи- цированных роботизированных (или мехатронных) манипу- ляторов, наряду с оснащением КА обслуживания средствами видеонаблюдения и дальней космической связи, для выпол- нения операций по обслуживанию КА различных классов в дополнение к преимуществам орбитального обслужива- ния обеспечит принципиальную возможность дистанцион- но, с привлечением операторов-космонавтов, находящихся на орбитальной станции, осуществлять диагностику неис- правностей в сложных, не поддающихся полной автомати- зации случаях и выполнять более сложные виды ремонта на орбите. Разработка стыковочных устройств нового поколения, обеспечивающих несколько сценариев стыковки для линей- ки обслуживаемых КА с типовыми стыковочными узлами разного класса (в зависимости от массы, габаритов и форм- фактора обслуживаемых объектов), позволит существенно расширить диапазон технологий обслуживания рассмотрен- ной выше космической техники и обеспечит возможность на качественно новом уровне продлевать сроки ее существо- вания. Создание энергетических установок, позволяющих вы- полнять операции по подзарядке блоков питания обслужи- ваемых КА непосредственно в условиях космического по- лета, расширит перечень работ по обслуживанию на орбите и сократит в ряде случаев сроки восстановления КА, пре- кративших штатное функционирование из-за разряда акку- муляторных батарей. Это станет возможным за счет того, что более сложная процедура снятия разряженной батареи и установки новой будет в ряде случаев заменяться более простой и надежной процедурой ее подзарядки. Основные направления и пути совершенствования и развития системы обеспечения качества, надежности и безопасности эксплуатации изделий РКТ Организация и управление качеством, надежностью и безопасностью эксплуатации изделий РКТ Совершенствование организации и управления каче- ством и надежностью должно осуществляться в следующих направлениях: - обеспечение функционирования служб качества и на- дежности изделий РКТ на предприятиях и ГНИО РКП как центрального звена организации, координации, научно- 671
История развития отечественных автоматических космических аппаратов методического руководства и контроля уровня качества, на- дежности и безопасности изделий РКТ; - совершенствование отраслевой системы контроля ка- чества и надежности изделий РКТ; - построение и обеспечение функционирования вертика- ли ответственности предприятий и должностных лиц (в со- ответствии со схемой деления изделий РКТ) за достижение и поддержание уровней качества, надежности и безопасности; - повышение эффективности авторского и гарантийного надзора; - разработка и внедрение экономических механизмов и механизмов страхования, обеспечивающих мотивацию ор- ганизаций РКП в обеспечении (повышении) и поддержании качества, надежности и безопасности изделий РКТ; - установление конкурентоспособных уровней зарплат и материальных условий для привлечения и закрепления в отрасли квалифицированных специалистов; - обучение и повышение квалификации кадров КБ, НИИ и заводов, участвующих в создании, производстве и эксплу- атации изделий РКТ; - проведение дней качества на предприятиях и их под- разделениях. В обеспечение функционирования служб качества и на- дежности на предприятиях и ГНИО РКП необходимо: - укрепить службы качества и надежности, приняв про- грамму по сохранению, развитию и обеспечению роста вы- сококвалифицированных кадров; - организовать подготовку и аттестацию специалистов служб качества и надежности на базе ЦНИИмаш. Методическое обеспечение Для совершенствования методического обеспечения задания, оценки и контроля уровней качества, надежности и безопасности перспективных комплексов и их изделий, создание которых предусмотрено в соответствии с перспек- тивами развития РКТ, необходимо проведение исследова- ний по следующим направлениям: - разработка моделей надежности и безопасности ком- плексов и их изделий в виде деревьев отказов, обеспечива- ющих выявление критичных отказов на различных уровнях разукрупнения изделий, учет и объединение статистической информации о качестве производства, надежности и безопас- ности изделий комплексов, имеющих летную квалификацию; - разработка структурно-функциональных и параме- трических моделей надежности и технического состояния изделий комплексов, обеспечивающих учет начального со- стояния и изменение структурных и физических параметров изделий, определяющих их работоспособность в процессе производства, испытаний и эксплуатации с учетом показа- телей достоверности результатов испытаний; - разработка моделей поэтапного подтверждения коли- чественных и качественных требований ПЗ (ТЗ) на комплекс и его изделия на основе последовательного объединения информации, учитывающей результаты проектирования, планируемые объемы наземных и летных испытаний; - разработка методов и типовых программ поэтапного подтверждения показателей надежности и безопасности из- делий РКТ по результатам их ИЗО, в т.ч. на математических моделях, и физических (натурных) испытаний опытных об- разцов и летных испытаний; - разработка методов, моделей и программных ком- плексов для прогнозирования технического состояния и обоснования оптимальных способов и стратегий продле- ния срока активного существования и восполнения орби- тальных группировок КА, в т.ч. путем дозаправки топливом и ремонте КА на орбите; - разработка критериальных основ, моделей и методов анализа и управления рисками на различных этапах созда- ния и эксплуатации изделий РКТ, в т.ч. для нового класса изделий РКТ - напланетных объектов и строений, систем жизнеобеспечения; - разработка методов обеспечения, контроля и под- тверждения требований ремонтопригодности автоматиче- ских КА, пилотируемых космических кораблей и орбиталь- ных станций при наземной экспериментальной отработке и летных испытаниях; - разработка методологии задания требований, контро- ля и обеспечения отказоустойчивости средств выведения, автоматических КА и пилотируемых космических кораблей и станций, напланетных объектов и строений и их изделий на основе интеллектуальных систем; - исследование и разработка моделей и методов ана- лиза, прогнозирования и обеспечения долговечности ав- томатических КА и пилотируемых космических кораблей и станций, напланетных объектов и строений в условиях длительного воздействия внешних факторов при исследо- вании и освоении космического пространства, Луны, Марса; - исследование и разработка оптимальных способов и стратегий орбитального технического обслуживания и ремонта автоматических КА, пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций, напланетных объектов и строений; - разработка концепции построения и обоснования структуры и основных характеристик системы орбитального технического обслуживания и ремонта автоматических КА, пилотируемых космических кораблей и орбитальных стан- ций, напланетных объектов и строений; - исследование и разработка методов и моделей обо- снования оптимальных уровней ремонтопригодности и за- пасов ЗИП для орбитального технического обслуживания и ремонта автоматических КА, пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций. Наземная отработка, испытательная и эксперименталь- ная база Основой обеспечения высокого уровня надежности РКТ является всесторонняя экспериментальная отработка изде- лий в наземных условиях, близких к условиям их функцио- нирования в полете, включая имитацию возможных аварий- ных (нештатных) условий и ресурсных испытаний. Развитие 672
Глава 6 экспериментальной базы должно осуществляться поэтапно опережающими темпами до начала испытаний создаваемой РКТ, чтобы провести экспериментальную отработку до тре- буемого уровня надежности и безопасности перед началом летных испытаний. Цели и задачи экспериментальной отработки РКТ и раз- вития экспериментальной базы РКП определяются долго- срочными целями и задачами космической деятельности России и направлены на достижение этих целей, а также на сохранение статуса России как космической державы и ли- дера на мировом космическом рынке. Основными принципами экспериментальной отработки являются: - проведение в обязательном порядке эксперименталь- ной отработки (автономных и комплексных испытаний) из- делий создаваемых комплексов в условиях, максимально приближенных к реальным условиям их функционирова- ния, оговоренным в ТТЗ (ТЗ). Виды и объемы автономных и комплексных испытаний, перечень изделий, подвергаемых этим испытаниям, перечень средств испытаний и измерений определяются комплексными программами эксперимен- тальной отработки изделия, согласованными ГНИО РКП; - широкое применение математического, имитацион- ного и физического моделирования, испытаний летных демонстраторов, конструкторско-технологического маке- тирования, внедрение «электрически действующих» и ком- плексных стендов, в т.ч. для сопровождения реального по- лета и проверки полетных заданий; - оптимизация сочетания объемов математического и физического моделирования с объемами натурных испыта- ний, в т.ч. летных; - развитие экспериментально-испытательной базы и раз- витие методов математического моделирования должно осу- ществляться опережающими темпами до начала испытаний создаваемых средств РКТ, чтобы иметь технические возможно- сти провести перед летными испытаниями первых (а во многих случаях единичных) образцов наземную отработку, обеспечи- вающую требуемый уровень надежности и безопасности. Созданная в 1960-1985 гг. ЭБ РКП, практически не уступающая по своему потенциалу аналогичным базам NASA США и Европейской космической промышленности, по праву считается национальным достижением России. Она состоит из ЭБ организаций-разработчиков и централи- зованной ЭБ в ГНИО РКП. Существующий потенциал экспериментальной базы РКП для наземной отработки изделий РКТ (свыше 1800 ис- пытательных стендов и установок) в целом достаточен для решения текущих задач по разработке и эксплуатации ра- кетно-космической техники. Однако существующее общее состояние экспериментальной базы таково, что ее эффек- тивное использование возможно только после достаточно глубокой модернизации экспериментальных установок и вывода на передовой уровень развития методов математи- ческого моделирования (создание современных программ- ных комплексов отраслевого уровня). Направлениями развития экспериментальной базы РКП являются: - разработка и внедрение в технологию эксперименталь- ной отработки перспективной РКТ современных средств математического моделирования условий и параметров функционирования этих изделий в полете, включая соответ- ствующее математическое обеспечение; - модернизация, доработка (или замена) существую- щих технических, испытательных, измерительных, реги- стрирующих, обрабатывающих средств и связанных с ними вычислительной и общепроизводственной техники для экспериментальной отработки КА (КК), создаваемых (мо- дернизируемых) по федеральным целевым программам и ГПВ, а также этих средств для поддержания требуемого уровня надежности и безопасности, работы по которым не предусмотрены или недостаточно профинансированы в со- ответствующих программах; - создание научно-технического и технологического заделов для создания новых средств, оборудования и уста- новок ЭБ РКП, разработка перспективных технологий про- ведения испытаний изделий РКТ на них. Заключение 1. Система обеспечения качества, надежности и без- опасности изделий РКТ на этапах разработки, действующая на основе «Порядка создания, производства и эксплуатации ракетных и космических комплексов» (Положение РК-11) и комплекса государственных и отраслевых стандартов, в свя- зи с институциональными изменениями в ракетно-космиче- ской промышленности, введением в действие международ- ных стандартов серии ISO 9000 и принятием Федерального Закона №184-ФЗ от 27 декабря 2002 г. «О техническом регулировании», в настоящее время требует доработки и со- вершенствования. 2. В числе основных направлений совершенствования системы обеспечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ на современном этапе можно выделить сле- дующие: - поэтапное реформирование организационной структу- ры и служб качества, надежности и безопасности предпри- ятий и организаций РКП и отрасли в целом; - развитие и совершенствование нормативной и право- вой базы, регламентирующей вопросы создания, производ- ства и эксплуатации изделий РКТ; - повышение ответственности предприятий и должност- ных лиц за обеспечение требуемого уровня качества, надеж- ности и безопасности изделий РКТ; - качественное повышение уровня методической и тех- нической оснащенности служб качества, надежности и безо- пасности предприятий РКП, профессиональной подготовки их персонала; - создание и внедрение передовых современных принципов, методов и технологий автоматизированного 673
История развития отечественных автоматических космических аппаратов надежностно-ориентированного проектирования, назем- ной экспериментальной отработки и производства изде- лий РКТ; - повышение оперативности и эффективности управ- ления надежностью изделий РКТ на основе автоматизации процессов сбора, обработки и анализа информации о тех- ническом состоянии и надежности РКТ на этапах их произ- водства. 3. Повышение уровня качества, надежности и безопас- ности изделий РКТ должно обеспечить значительный про- изводственно-экономический эффект на основе следующих основных факторов: - подготовка научно-технических, технологических и иных условий, в т.ч. кадровых, для осуществления мас- штабных космических проектов, обеспечивающих углу- бленное изучение и освоение Луны, Марса и других объ- ектов Солнечной системы, формирование устойчивых международных связей в целях совместных научных исследований и освоения космического пространства, включая реализацию перспективных задач пилотируемой космонавтики; расширение участия России на мировом рынке космических услуг с сохранением лидирующих по- зиций на нем; - повышение эффективности государственной промыш- ленной политики России в сфере космической деятельности за счет создания комплексной системы мониторинга про- изводственно-технологических процессов в организациях и интегрированных структурах РКП; - повышение конкурентоспособности отечественной продукции космического назначения на мировом рынке за счет возрастания уровня ее технического совершенства; - увеличение уровня соответствия продукции космиче- ского назначения требованиям отечественных и зарубежных заказчиков; - сокращение сроков разработки новых типов изделий РКТ; - снижение уровня дефектности продукции космическо- го назначения при ее производстве; - уменьшение затрат предприятий-изготовителей на обеспечение заданного качества, надежности и безопасно- сти изделий РКТ; - сокращение сроков освоения серийного производства современных типов изделий РКТ; - уменьшение частоты отказов продукции космического назначения на этапе эксплуатации в гарантийный и послега- рантийный период; - снижение стоимости владения изделиями продукции космического назначения за счет улучшения их качествен- ных показателей. 4. В обеспечение адаптации действующей системы ка- чества, надежности и безопасности изделий РКТ к новым условиям функционирования ракетно-космической техни- ки разработан проект «Концепции обеспечения качества, надежности и безопасности на современном этапе разви- тия РКТ». НА.Паничкин. ’Б.Ъ.Магильнтлн ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ И ДИНАМИКИ Начало отработки в ЦНИИмаш прочности космических аппаратов и автоматических межпланетных станций отно- сится к началу 1960-х гг., когда прочнисты института ста- ли принимать участие в работах ОКБ-1 С.П.Королева по созданию АМС «Венера-1» (1961 г.), «Марс-1» (1962 г.), «Луна-4» (1963 г.). Направление прочности в ЦНИИмаш в то время возглавлял А.В.Кармишин; затем, до 2005 г., центр возглавлял Н.Г.Паничкин. В настоящее время центром руководит ИАКрохин. Центр проводит отработку статической, вибрационной, температурно-статической и ударной прочности изделий РКТ, а также выполняет работы по исследованию нагрузок на из- делия и нормированию их прочности. В1970 г. в состав отде- ления прочности вошел отдел динамики полета объектов РКТ, который в настоящее время возглавляет ВАБужинский. А.В.Кармишин (1912-2013 гг.) До 1992 г. -начальник отдела, отделения, Центра исследований прочности ЦНИИмаш. Дт.н., профессор. Лауреат Государственной премии СССР (дважды), премии Совета Министров СССР Н.Г.Паничкин Первый заместитель генерального директора ЦНИИмаш. Лауреат Государственной премии СССР, премии Правительства РФ (трижды). Заслуженный машиностроитель РФ. Заслуженный деятель науки РФ ИАКрохин Начальник Центра прочности ЦНИИмаш. Лауреат Государственной премии СССР, премии Правительства РФ 674
Глава 6 При отработке прочности каждого нового космического аппарата выполняются следующие основные работы: разра- батываются нормы прочности КА, основанные на стандарт- ных требованиях к прочности его конструкции и учитыва- ющие особенности нагружения и конструкции данного КА, составляется общий план отработки его прочности, согла- совываются комплексная программа экспериментальной отработки и программы-методики испытаний. При положи- тельных итогах испытаний выдается заключение о допуске аппарата к летным испытаниям. В 1974-1991 гг. на прочностной экспериментальной базе ЦНИИмаша были проведены статические испыта- ния ряда космических аппаратов семейства «Космос», «Ресурс-Ф» и других, разработанных ЦСКБ и КБ «Арсе- нал» им. М.В.Фрунзе. Космические аппараты отрабатывались на прочность как в сборе, так и поагрегатно. Результаты экспериментальных исследований одного из КА выявили необходимость после его транспортирования дополнительно проводить на техни- ческой позиции проверку соосности спускаемого аппарата и приборного отсека. По окончании испытаний другого КА была выдана рекомендация по изменению схемы его кре- пления при транспортировке по железной дороге. О больших объемах проведенных работ говорит тот факт, что в процессе экспериментальных исследований одного из КА было осуществлено свыше 120 испытаний (С.И.Тренин, В.В.Матвеев, А.И.Гайворонский, Э.С.Шимусюк, П.В.Митин и др.). На экспериментальной базе ЦНИИмаш были проведе- ны также и обширные испытания на вибропрочность боль- шого числа космических аппаратов различного назначения (В.А.Кондаков, ААМалинин, Е.Г.Тонконогий, ВЛ.Попов, А.В.Громов, Ю.С.Дьяконов и др.) В последние годы ЦНИИмаш участвовал в отработке ста- тической и вибрационной прочности космических аппаратов дистанционного зондирования Земли «Метеор-М», «Кон- дор», «Канопус-В», «Ионосфера», космических аппаратов связи и вещания серий «Меридиан», «Молния», «Радуга», «Горизонт», «Экран», «Ямал», «Экспресс-А», «Экспресс- АМ», «Экспресс-АТ», «Луч», «Глонасс», «Глонасс-М», «Глонасс-К», «Гонец», а также межпланетных станций «Га- лилео FOC», «Луна-Глоб» и др. (С.Н.Сухинин, И.А.Буяков, З.М.Носова, М.Б.Ерофеев, ААМалинин, Б.В.Чесноков, Е.Г.Тонконогий и др.). Специалисты по исследованиям ударной прочности ЦНИИмаш в первой половине 1990-х гг. участвовали в ра- ботах НПО им. А.С.Лавочкина по созданию космического аппарата «Марс», предназначенного для исследования пла- неты Марс по программе «Марс-96». Проводился анализ режимов нагружения, напряженно-деформированного со- стояния и прочности элементов конструкции КА (надувного тормозного устройства, надувного амортизатора и пенетра- тора) на различных стадиях функционирования аппарата. Была разработана методика расчета надувного тормозного устройства при входе КА в атмосферу Марса. Выполнен большой комплекс работ по испытаниям и расчету НТУ. Статические испытания космического аппарата зондирования Земли в ЦНИИмаш. Разработчик - ЦСКБ (г. Самара) Проведены исследования условий нагружения надувного амортизатора малой станции при ее посадке на поверхность Марса и при наземных лабораторных бросковых испытаниях. Результаты этих испытаний дали возможность найти зависи- мости, позволяющие по заданной скорости удара станции о поверхность Марса определить необходимую скорость удара в наземных условиях, при которых ускорение приборного мо- дуля и избыточное давление в полости амортизатора имеют те же значения, что и в марсианских условиях. Это, в свою очередь, дало возможность провести исследования ударной стойкости станции с помощью бросковых испытаний. Проведен анализ нагрузок на пенетратор при внедрении его в грунт Марса, определены способы имитации такого процесса в лабораторных условиях, в результате чего созда- на методика наземных испытаний пенетратора на случай его вхождения в грунт и разработана система измерения кинема- тических параметров движения пенетратора. В лабораторных условиях имитировалось вхождение в грунт пенетратора на штатной скорости, были определены реальные нагрузки на его внутреннюю аппаратуру (В.А. Фельдштейн, Е.П. Буслов, В.Г. Колосов, А.Д. Судомоев, Г.Н.Сергеев, О.С. Покровский). Отработка прочности ракетных конструкций начинается с определения и анализа режимов эксплуатации конструкции и действующих на нее при этом нагрузок, а также исследования силовых схем конструкции и назначения коэффициентов ее 675
История развития отечественных автоматических космических аппаратов А.И.Гайворонский В.А.Фельдштейн Е.Г.Тонконогий программирования на них не было. Тем не менее уже к концу 1980 г. были разработаны рас- четный метод и численный ал- горитм, составлена и отлажена вычислительная программа, а также проведены расчеты на- гружения спутника типа «Ура- ган» (А.И.Лиходед, Н.Ю. Вве- денский). При разработке метода Н.Ю.Введенским был пред- ложен и использован ряд ААМалинин Начальник отдела ЦНИИмаш. Д.т.н., профессор. Лауреат Государственной премии СССР. Заслуженный деятель науки РФ А.И.Лиходед Начальник отдела ЦНИИмаш. Д.т.н., профессор. Лауреат Государственной премии, премии Правительства РФ. Заслуженный деятель науки РФ безопасности, соответствующих основным расчетным случа- ям нагружения изделия. На основании результатов указанных работ составляется план обеспечения статической и вибра- ционной прочности конструкции для достижения принятых коэффициентов безопасности. Отдельное подразделение по изучению нагрузок было организовано и получило развитие в 1960-е гг. В1971 г. в отделении прочности была образована лаборатория исследования нагрузок на изделия РКТ и норми- рования их прочности. Возглавил лабораторию А.И.Лиходед. В1978 г. руководством и специалистами НПО прикладной механики была поставлена задача создания универсальной вычислительной программы для расчета динамических ха- рактеристик и нагружения развертывающихся механических систем типа пакетов солнечных батарей и антенн, используе- мых на спутниках связи. Это было обусловлено тем, что имен- но для них требуются большие площади батарей. Упомянутая программа должна была давать возможность проведения рас- четов систем с произвольным числом составляющих тел, про- извольной топологией их соединения и программами развер- тывания, а также произвольным видом упругих моделей тел. Опубликованных в литературе методик решения подобной задачи в то время не было. Расчетную программу было необ- ходимо написать и отладить на ЭВМ типа ЕС, которые в те годы только начали поступать на предприятия отрасли, поэтому опыта приемов, позволивших ускорить вычисления в сотни раз, без применения которых проведение расчетов в приемле- мые сроки было бы тогда просто невозможно. Разработан- ная вычислительная программа была внедрена в НПО при- кладной механики и в течение многих лет использовалась там для расчетов динамических характеристик развертыва- ющихся систем и нагрузок на них. В начале 1970-х г. возникла необходимость в определении нагрузок на космические аппараты при старте PH «Протон». При одном из ее пусков были выявлены достаточно высокие уровни поперечных перегрузок на космическом аппарате, в связи с чем потребовалось выяснение причин возникно- вения последних и проведение их оценки применительно к аппарату «Грань» - первого КА, который предполагалось вы- вести на геостационарную орбиту. Учитывая остроту пробле- мы, по указанию первого заместителя министра ГАТюлина в ЦНИИмаш и КБ «Салют» были начаты независимые работы с целью определения нагрузок на PH «Протон» при ее старте. В ЦНИИмаш был разработан алгоритм расчета на- грузок, учитывающий действие на носитель всех внешних факторов (приземного ветра, циклограмм набора тяги, моментов разнотяговости) и взаимодействие последнего со стартовым устройством (А.И.Лиходед, М.А. Плещинский). В КБ «Салют» в этот же период времени разрабатывалась дискретно-массовая модель для расчета старта носителя (Ю.Е. Ильенко). Только после удовлетворительного согла- сования результатов расчетов, полученных в двух органи- зациях, удалось снизить нагрузки на КА «Грань» и выдать положительное заключение на запуск КА. Отдельно следует упомянуть исследования по динамике и нагружению косми- ческих аппаратов при посадке их на лунную поверхность, что было актуально при разработке проекта Н-1 - Л-3. В середине 1980-х гг. в связи с развитием вычислитель- ной техники возникла необходимость в применении метода прямого интегрирования для расчета динамических нагру- зок на изделия ракетно-космической техники. Подобная программа расчета могла бы решать нелинейные задачи при старте изделий, разделении их ступеней или стыковке. Соответствующие алгоритмы и программа были созданы применительно к использованию их на ЭВМ типа ЕС, а затем программа была доработана для применения ее на персональных компьютерах. Она широко использовалась в 676
Глава 6 1990-е гг. С помощью программы были проведены расчеты нагрузок на космические аппараты, в т.ч. зарубежные, вы- водимые носителями «Протон», «Союз», «Космос» и «Зе- нит» (Н.Ю.Введенский, В.В.Сидоров). В последние годы выполнены расчеты нагрузок на конструкции космических аппаратов Astra-2A, Intelsat-10, «Метеор-ЗМ», «Коронас-Фотон», Odyssey, Mars-Express, Venus-Express, «Канопус-Вулкан» и другие, выводимые различными ракетами-носителями, результаты которых позволили увеличить вес выводимой полезной нагрузки (А.И.Лиходед, В.В.Сидоров, А.В.Анисимов и др.). Начиная с 1970-х гг. большое внимание в ЦНИИмаш уде- лялось разработке норм прочности и вибропрочности КА. Если часть из них касалась отдельных аппаратов, то другие носили обобщающий (отраслевой) характер и применялись при отработке определенных групп и классов изделий. За прошедшее время сотрудниками Центра прочности было выпущено в свет свыше 25 отдельных книг отраслевых норм прочности и вибропрочности. В нормах приводятся основные требования к оборудо- ванию (точности воспроизведения им задаваемых нагрузок), измерительной, регистрирующей и анализирующей аппарату- ре (точности оценки с ее помощью результатов испытаний и их сопоставимости с нормативными значениями), техноло- гической оснастке (приспособлениям для передачи усилий к объекту испытаний). В нормах также содержатся критерии оценки завершенности и полноты испытаний изделий, указы- ваются пути решения проблем, возникающих в случае обна- ружения различных дефектов конструкций и их разрушений. Таким образом, составляемые в настоящее время «Нор- мы прочности» и «Нормы вибропрочности» фактически являются документом, в котором сконцентрирован много- летний опыт отработки конструкций РКТ. Представленные в этом документе данные подлежат дальнейшему уточнению и корректировке (при необходимости) по результатам лабо- раторных, стендовых и натурных перспективных изделий в целом и их отдельных составляющих частей. Разработанные ЦНИИмаш при участии ведущих предпри- ятий отраслевые «Нормы прочности» (А.И.Лиходед, Д.А. По- номарев и др.) и «Нормы вибропрочности» (ААМалинин, А. И .Вой цеховский и др.) были внедрены в практику организаций отрасли: ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королева», ФГУП «НПО имени САЛавочкина», ФГУП «ГКНПЦ имени М.В.Хруничева» и его филиала ПО «Полет», ФГУП «ГПНРКЦ ЦСКБ-Прогресс», ОАО «ИИС имени академика М.Ф.Решетнева», ОАО «ГРЦ Ма- кеева», ФГУП «КБ «Арсенал» и др. Из числа нормативных документов, разработанных ЦНИИмаш за последние годы, следует отметить нормы прочности для космических аппаратов «Спектр», «Метеор- ЗМ», «Прогресс-М», «Лиана», «Банкир», «Союз-ТП», «БелКА», «Бауманец», KazSat и др. Разработанная докумен- тация обеспечивает снижение затрат на экспериментальную отработку, снижение веса конструкции. На протяжении всей истории создания космических аппаратов обеспечение устойчивости их полета являлось ДАПономарев А.И.Войцеховский одной из основных задач, для чего исследовались кон- структивные особенности и динамические свойства КА, изучались особенности возмущенного движения и разра- батывались мероприятия для повышения их динамической устойчивости. Разработка космических аппаратов, имею- щих существенно нежесткие элементы (панели солнечных батарей, антенны, узлы раскрытия разных видов) связана с большим комплексом проблем. К подобным проблемам, в частности, относятся разработка методов, алгоритмов и программ составления математических моделей воз- мущенного движения КА и определения их параметров; исследование переходных процессов, возникающих при маневрах аппарата; создание методов и средств наземных динамических испытаний конструкций и их частей; разра- ботка активных и пассивных средств для гашения упругих колебаний КА. Следует отметить, что динамические испытания кон- струкций в реальных космических условиях не оправданы, т.к. подобные испытания сложны, чрезвычайно дороги и не всегда возможны. Для воспроизведения условий свободно- го полета КА в процессе динамических испытаний упругих конструкций в ЦНИИмаш используются подвесные системы, позволяющие практически исключать влияние поля тяготе- ния на искомые характеристики. Для учета влияния возду- ха на колебания испытываемых конструкций разработаны экспериментально-теоретические методы, позволяющие на основе решения задачи о взаимодействии упругой кон- струкции с воздушной средой и использования данных экс- периментальных исследований типовых конструкций оце- нивать погрешности испытаний (Г.Н.Микишев, В.Р.Аминов, В.А.Бужинский). Разработанные методы дают возможность во многих случаях существенно сократить стоимость частот- ных испытаний конструкций за счет отказа от испытаний их в вакуумных камерах. Перечисленные выше проблемы динамики косми- ческих аппаратов были успешно решены в ЦНИИмаш в результате проведения комплексных теоретических и экспериментальных исследований и отработки динамики реальных объектов. Так, был разработан алгоритм формиро- вания уравнений движения и на его основе создан комплекс программ для учета основных особенностей перспективных КА, включая нелинейность жесткостных характеристик раз- 677
История развития отечественных автоматических космических аппаратов Г.Н.Микишев (1927-1998 гг.) С1951 по 1995 г. работал в НИИ-88/ЦНИИмаш. Д.т.н„ профессор. Лауреат Гкударственной премии. Заслуженный деятель науки и техники РСФСР личного рода узлов соеди- нения и возможность вра- щения отдельных элементов конструкции (например, по- воротных платформ) отно- сительно упругого корпуса (О.П. Клишев и др.). Созданы уникальные экспериментальные стенды и методики для исследова- ния динамических свойств О.П.Клишев Заместитель генерального директора ЦНИИмаш Д.т.н. Лауреат премии Правительства РФ вращающихся объектов РКТ. Разработана математиче- ская модель движения РБ «Бриз-М» с КА на пассивном участке в режиме закрутки и определены ее параметры. Модель использовалась при выборе параметров настрой- ки системы управления для выведения КА W3A, «Ин- телсат-10» и «Амазонас» (Г.А.Чурилов, Г.Г.Ефименко, Н.В.Кривоносова). Созданные в ЦНИИмаш теоретические и эксперимен- тальные методы исследова- ния динамических свойств КА позволили провести на- земную отработку динамики целого ряда изделий отрасли («Грань», «Экран», «Венера», «Марс», «Фобос», «Купон», «Скиппер» и др.). В настоящее время специалисты ЦНИИмаш тесно сотрудничают по вопро- сам отработки динамики космических аппаратов с ведущими организациями отрасли: ФГУП «НПО им. САЛавочкина», КБ «Салют», ОАО «ИСС им. академика М.Ф.Решетнева» и др. В частности, выполнен ряд теоретических и экспери- ментальных исследований в обеспечение решения проблем динамики космических аппаратов разработки ФГУП «НПО им. САЛавочкина»: - проведены экспериментальные исследования дина- мических характеристик солнечных батарей КА «Спектр-Р» (Г.А.Чурилов, В.А. Бужинский, В А.Ябл оков); - экспериментально определены гидродинамические характеристики топливных баков перелетного модуля КА «Фобос-Грунт» (Г.А. Чурилов); - проведены исследования влияния подвижности жид- кости в баках на процессы стабилизации головного блока с космическим аппаратом для демонстрационного экспери- мента «Солнечный парус» (КАСП) после отделения от PH и закрутки до заданной угловой скорости (Л.В.Докучаев, Г.Г.Ефименко, В.Л.Ездаков); ВАБужинский Л.ВДокучаев Динамические испытания панели солнечной батареи КА «Спектр-Р» в ЦНИИмаш. Разработчик - НПО им. САЛавочкина. 2007 г. - проведены теоретические исследования динамики рас- крытия солнечного паруса, изготовленного во ФГУП «НПО имени САЛавочкина» (О.П.Клишев). Следует также отметить участие специалистов ЦНИИ- маш в создании рефлектора 12АКР производства ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королева» в части разработки мето- дологии, конструкторской документации, изготовления и наладки стенда обезвешивания, предназначенного для от- работки процессов раскрытия крупногабаритных рефлек- торов (О.П.Клишев, Г.А.Чурилов, ЕГ.Бедняшин). Результаты теоретических и экспериментальных исследований по ди- намике КА обобщены в книге «Справочные материалы для конструкторов по динамике».
Приложение 1 ОБ АВТОРАХ, РЕДАКТОРАХ, СОСТАВИТЕЛЕ, РЕЦЕНЗЕНТЕ АНШАКОВ Геннадий Петрович С 2006 г. - заместитель генерального конструктора АО «РКЦ «Прогресс». Герой Социа- листического Труда. Доктор технических наук, профессор. Член-корреспондент РАН. Лауреат Государственной премии СССР, Ленинской премии. АРАКИН Максим Викторович Главный конструктор по космическим системам ОАО «ВПК «НПО машиностроения» АРТЕМОВ Александр Дмитриевич С1961 г. работает в Корпорации «Комета». Главный ведущий конструктор темы. АСТАШКИН Александр Алексеевич Ведущий научный сотрудник ФГУП ЦНИИмаш, специалист в области системных исследо- ваний проблем создания космических средств дистанционного зондирования Земли. Кандидат технических наук. АФАНАСЬЕВ Владимир Анатольевич Главный научный сотрудник Центрального музея Вооруженных Сил Российской Федерации. Кандидат исторических наук, почетный профессор ЕАЕН. Полковник запаса. Автор ряда книг и публикаций по военной истории. 679
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте АХМЕТОВ Равиль Нургалиевич С 2006 г. - первый заместитель генерального директора - генеральный конструктор АО «РКЦ «Прогресс». Доктор технических наук. Заслуженный конструктор РФ. БАБКОВ Олег Игоревич С 2004 по 2009 г. - первый заместитель директора программы, заместитель руководителя ОАО РКК «Энергия» им. С.П.Королева. Доктор технических наук. БАРМИН Игорь Владимирович Генеральный конструктор наземной космической инфраструктуры - заместитель генераль- ного директора ФГУП «ЦЭНКИ». Доктор технических наук, профессор. Член-корреспондент РАН. Президент Российской академии космонавтики им. К.Э.Циолковского. Лауреат Государ- ственной премии СССР, премии Правительства РФ. БАХВАЛОВ Юрий Олегович С 2003 г. - генеральный конструктор - начальник КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Доктор технических наук, профессор. Лауреат премии Правительства РФ. БРЫКОВ Александр Михайлович Начальник отделения анализа результатов наземной экспериментальной отработки и летных испытаний космических аппаратов ФГУП ЦНИИмаш. 680
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ВОВК Анатолий Васильевич С 1978 г. работает в НПО «Энергия» (РКК «Энергия» им. С.П.Королева). С 2008 по 2012 гг. - заместитель генерального конструктора, главный конструктор ОАО РКК «Энер- гия» им. С.П.Королева». С 2012 г. - первый заместитель генерального конструктора ОАО РКК «Энергия». ВОЛКОВ Сергей Николаевич Первый заместитель генерального директора АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Доктор техни- ческих наук, действительный член АЭН РФ. Заслуженный машиностроитель РФ. ГАФАРОВ Альберт Акрамутдинович Начальник сектора ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». Кандидат технических наук. Лауреат Госу- дарственной премии СССР. ГОЛОВИН Юрий Макарьевич Начальник отдела ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». Специалист в области дистанционного зондирования Земли и приборостроения, главный конструктор бортовых Фурье-спектроме- тров. Доктор технических наук. ГОРБУНОВ Александр Викторович Заместитель генерального директора по космическим комплексам АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Кандидат технических наук. Действительный член АЭН РФ. 681
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ДАВЫДОВ Георгий Викторович С 1957 г. работает в Корпорации «Комета». Кандидат технических наук, доцент. Лауреат Государственных премий СССР и РФ. ДУБЕНСКОВ Олег Петрович Главный специалист научно-исследовательского отдела ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Заслуженный конструктор РФ. Заслуженный создатель космической техники. ДУЛЬНЕВ Лев Иванович В1999-2000 гг. - ведущий научный сотрудник отдела ОАО РКК «Энергия» им. С.П.Королева. Лауреат Государственной премии СССР. ЕГОРОВ Александр Викторович Специалист в области разработки стартовых комплексов, руководитель работ по созданию бортового оборудования для исследований космических технологий. С1963 г. работал в КБОМ (ФГУП «ЦЭНКИ»). ЁЛКИН Константин Сергеевич Заместитель начальника отделения, специалист в области системных исследований про- блем создания средств для фундаментальных космических исследований ФГУП ЦНИИмаш. Кандидат технических наук. 682
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ЕФАНОВ Владимир Владимирович Помощник генерального директора по науке ФГУП «НПО имени САЛавочкина». Профес- сор, доктор технических наук. ЖЕЛЕЗНЯКОВ Александр Борисович Советник директора - главного конструктора ЦНИИ РТК. ЗАВОРА Юрий Иванович Главный конструктор автоматических космических комплексов КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Заслуженный конструктор РФ. ЗВЕРЕВ Павел Александрович Инженер-конструктор проектного отдела ОАО «ВПК «НПО машиностроения». ЗЕМЛЯНСКИЙ Борис Андреевич Ученый, руководитель работ в области газодинамики и теплообмена изделий РКТ ФГУП ЦНИИмаш. Доктор технических наук. Академик РАКЦ. 683
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ЗЕМСКОВ Евгений Федорович (1956-2010 гг.) С1980 г. работал в РКК «Энергия» им. С.П.Королева. С 2001 по 2005 гг. - начальник отдела, а с 2005 по 2009 гг. -заместитель начальника отделения ОАО РКК «Энергия» им. С.П.Королева». ЗОТОВ Александр Иванович Заместитель начальника отделения ФГУП «ЦНИРТИ имени академика А.И.Берга». Руково- дитель испытаний специального комплекса системы «Лиана». Почетный радист. Заслуженный испытатель космической техники. ИЛЬИНА Ирина Юрьевна Заместитель начальника научно-производственного комплекса «Космические комплексы» АО «Корпорация «ВНИИЭМ». КАВЕЛИН Сергей Сергеевич Главный специалист КБ КА ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля». Академик РАКЦ. Лауреат Государственной премии СССР. Заслуженный машиностроитель Украины. Почетный работник космической отрасли Украины. КАЗАКОВ Михаил Николаевич Специалист в области аэродинамики изделий РКТ ФГУП ЦНИИмаш. Кандидат технических наук. Член-корр. РАКЦ. 684
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте КАЛОШИН Александр Михайлович С 1982 г. работает в РКК «Энергия» им. С.П.Королева. С 2013 г. - главный конструктор, заместитель руководителя офиса управления проектами ОАО РКК «Энергия». КАРЕЛИН Александр Витальевич Начальник отдела ФГУП ЦНИИмаш, специалист в области системных исследований про- блем создания космических средств дистанционного зондирования Земли. Доктор физико-ма- тематических наук, доцент. КИРИЛИН Александр Николаевич Генеральный директор АО «РКЦ «Прогресс». Доктор технических наук, профессор. Лауреат Государственной премии РФ, премии Правительства РФ. КОЖЕВНИКОВ Владимир Афанасьевич Главный конструктор космических систем и комплексов АО «Корпорация «ВНИИЭМ» КОЛОКОЛОВ Алексей Александрович С 2002 г. - начальник сектора научно-технического отдела проектирования космических аппаратов и космических комплексов, ведущий специалист ГП «КБ «Южное». 685
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте КОМАРОВ Игорь Анатольевич Генеральный директор Государственной корпорации по космической деятельности «Роскос- мос». КОПЯТКЕВИЧ Ростислав Михайлович Начальник отдела ЦННИмаш, специалист в области тепловых режимов КА. Кандидат техни- ческих наук. Лауреат Государственной премии СССР, премии Правительства РФ. КОРНИЛОВ Юрий Петрович Главный ведущий конструктор КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Заслуженный кон- структор РФ. КОРОЛЕВ Борис Васильевич С 1992 г. - ведущий научный сотрудник ОАО РКК «Энергия» им. С.П.Королева. Кандидат технических наук. КОТЕНЕВ Виктор Дмитриевич Заместитель главного конструктора ЦНИИ РТК. Кандидат технических наук. 686
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте КРАВЕЦ Вадим Георгиевич С 1999 г. - главный специалист ОАО РКК «Энергия». Доктор технических наук. Лауреат Государственной премии СССР. КРИВОКЛЯКИН Тимофей Кириллович Начальник лаборатории космических средств связи, вещания, ретрансляции ФГУП ЦНИИмаш Кандидат технических наук, старший научный сотрудник. КУДРЯВЦЕВ Юрий Евгеньевич Начальник отделения ФГУП ЦНИИмаш, специалист в области системных исследований про- блем создания средств для фундаментальных космических исследований. Кандидат техниче- ских наук, старший научный сотрудник. КУПРИЯНЧИК Петр Никитович С 2004 г. - главный специалист ОАО РКК «Энергия». Кандидат технических наук. ЛАБУТИН Юрий Михайлович В1998-2012 гг. - главный специалист ОАО РКК «Энергия». Лауреат Государственной пре- мии РФ. 687
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ЛЕБЕДЕВ Лев Анатольевич С1956 г. работает в Корпорации «Комета», заместитель главного конструктора. Заслужен- ный конструктор РФ. ЛЕБЕДЬ Александр Александрович Начальник отделения ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И.Берга». Главный конструктор космических систем радионаблюдения и авиационных разведывательно-ударных комплексов. Лауреат премии Правительства РФ. ЛЕГОСТАЕВ Виктор Павлович (1935-2015 гг.) С 1960 г. работал в ОКБ-1 (ЦКБЭМ, НПО «Энергия», РКК «Энергия» им. С.П.Королева), с 2014 по 2015 г. - генеральный конструктор. Академик РАН, РАКЦ, других академий. Лауреат Ленинской премии, Государственных премий СССР и РФ, премии Правительства РФ. 1.» ЛИТОВЧЕНКО Цезарий Григорьевич С1955 г. работает в Корпорации «Комета», главный конструктор. Доктор технических наук, профессор. Заслуженный деятель науки и техники РФ. Лауреат Ленинской премии. ЛОБАНОВ Борис Семенович (1942-2015 гг.) С 2005 по 2015 г. - генеральный директор ФГУП «ЦНИРТИ имени академика А.И.Берга». Доктор технических наук, профессор. Лауреат премии Правительства РФ. 688
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ЛОПОТА Александр Витальевич Директор - главный конструктор ЦНИИ РТК. Кандидат экономических наук. МАКРИДЕНКО Леонид Алексеевич Генеральный директор АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Доктор технических наук. Действи- тельный член РАКЦ, АЭН РФ. Лауреат премии Правительства РФ МАЛИКОВ Александр Иванович Главный ведущий специалист ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Ветеран космонавтики России. МАРТЫНОВ Максим Борисович Первый заместитель генерального конструктора ФГУП «НПО имени САЛавочкина». Кан- дидат технических наук. МИСНИК Виктор Порфирьевич Генеральный директор - генеральный конструктор ОАО «Корпорация «Комета». Доктор технических наук, профессор. Член НТС ВПК. Лауреат Государственной премии РФ. Заслужен- ный деятель науки РФ. 689
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте МИХЕЕВ Олег Всеволодович С 2007 г. - начальник отделения системного проектирования КА ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Кандидат технических наук. Ветеран космонавтики России. МОГИЛЬНЫЙ Борис Васильевич Специалист в области экспериментальных исследований прочности конструкций РКТ. С1958 г. - в НИИ-88 / ЦНИИмаш. Заместитель начальника Центра прочности. НОВИКОВ Виктор Энгельсович Начальник отдела ФГУП ЦЭНКИ. Заместитель Главного ученого секретаря НТС Федераль- ного космического агентства. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник. Акаде- мик РАКЦ. НОВИКОВ Георгий Николаевич С1987 г. - начальник отдела НТИ, главный специалист по научно-технической информации Южного машиностроительного завода. Заслуженный машиностроитель Украины. НОВИКОВА Нелли Петровна С1960 г. работает во ФГУП ЦНИИмаш, специалист в области системных исследований про- блем создания космических средств дистанционного зондирования Земли. 690
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ОСИПОВ Владимир Георгиевич (1935-2013 гг.). С 1989 по 1999 г. - начальник сектора, главный специалист ОАО РКК «Энергия» им. С.П.Королева. Заслуженный машиностроитель РФ. ПАНАСЮК Михаил Игоревич Директор Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В.Скобельцына МГУ им. М.В.Ломоносова. Доктор физико-математических наук, профессор. Действительный член Международной академии наук высшей школы. ПАНИЧКИН Николай Георгиевич Ученый в области прочности и наземной отработки изделий РКТ. С1971 г. - в ЦНИИмаш, с 2013 г. - генеральный директор. Кандидат физико-математических наук, доцент. Лауреат Го- сударственной премии СССР и премий Правительства РФ. ПЕРВОЕ Михаил Андреевич Журналист и писатель. С 2006 г. - генеральный директор и главный редактор Издатель- ского дома «Столичная энциклопедия». Член Союза журналистов Москвы и России. Член- корреспондент Российской академии космонавтики им. К.Э.Циолковского. Автор 11 книг. ПЕТРОВ Вадим Иванович С 1989 по 2000 г. - старший научный сотрудник ОАО РКК «Энергия» Лауреат Ленинской премии. 691
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ПЕТРОВ Николай Константинович С 2008 г. - заместитель генерального конструктора, руководитель Научно-технического центра ОАО РКК «Энергия». Доктор технических наук. ПИЧХАДЗЕ Константин Михайлович Заместитель генерального конструктора по науке ФГУП «НПО имени САЛавочкина». Про- фессор, доктор технических наук. ПОЛЯЧЕНКО Владимир Абрамович Главный научный сотрудник Научно-исследовательского центра истории ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Кандидат технических наук. ПОПЛЕВИНА Ольга Борисовна Инженер-конструктор ЭМЗ им. В.М.Мясищева. ПОСТНИКОВ Игорь Юрьевич Ведущий конструктор ОАО «ВПК «НПО машиностроения» 692
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ПРОКОПЬЕВ Сергей Николаевич С 1977 г. работает в ПО «Полет». С 2004 г. - главный редактор газеты «Заводская жизнь» ПО «Полет». Член Союза писателей России, Союза журналистов России. Автор более 10 книг. РАДЧЕНКО Эдуард Тимофеевич В1996-2013 гг. - заместитель генерального конструктора по пилотируемым космическим комплексам КБ «Салют» ГКНПЦ им. Хруничева. Дважды лауреат премии Правительства РФ. Заслуженный конструктор РФ. РОМАНОВ Алексей Александрович Ведущий специалист в области испытаний КА двойного назначения. С 2009 г. - в аппарате управления Космических войск (Войск ВКО). Секретарь Госкомиссии по испытаниям космиче- ских комплексов военного и двойного назначения. САВЕЛЬЕВ Борис Иванович Ведущий инженер-конструктор проектного отдела ОАО «ВПК «НПО машиностроения». САДОВНИЧИЙ Виктор Антонович Ректор Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. Ученый в об- ласти математики, механики и информатики. Доктор физико-математических наук, профессор. Академик РАН. Член Президиума РАН. 693
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте САЛИХОВ Рашит Салихович Заместитель генерального директора, главный конструктор по космической технике АО «НИИЭМ». Кандидат технических наук. Лауреат премии Правительства РФ. Почетный ма- шиностроитель РФ. САЛМИН Вадим Викторович Профессор кафедры космического машиностроения СГАУ. Доктор технических наук. САПЕГО Михаил Кимович С 2009 по 2013 г. - генеральный директор - генеральный конструктор ФГУП «КБ «Арсе- нал». Кандидат экономических наук. Академик РАКЦ. СЕМЕНОВ Юрий Павлович Герой Социалистического труда. Академик РАН. В 1994-2005 гг. - президент ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королева», генеральный конструктор, руководитель Головного КБ РКК «Энергия». Заслуженный деятель науки РФ. Лауреат Ленинской премии, Государственных премий СССР и РФ. СЕМКИН Николай Данилович Заведующий кафедрой конструирования и технологии электронных систем и устройств СГАУ. Доктор технических наук, профессор. 694
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте СКОРОБОГАТОВ Олег Петрович Заместитель генерального директора ФГУП ЦНИИмаш. Специалист в области качества и надежности ракетно-космической техники, летных испытаний пилотируемых космических ком- плексов. Доктор военных наук. СМИРИЧЕВСКИЙ Леонард Дмитриевич Начальник Научно-исследовательского центра истории ОАО «ВПК «НПО машиностроения» Кандидат технических наук. Заслуженный испытатель космической техники. СМИРНОВ Станислав Гаврилович С 1967 г. работал на ЭМЗ им. В.М.Мясищева, главный специалист. Автор книг по истории авиации, жизни и деятельности В.М.Мясищева. СОКОЛОВ Борис Александрович Советник президента ОАО «РКК «Энергия». Академик РАКЦ и Международной академии астронавтики. Доктор технических наук, профессор. Заслуженный деятель науки РФ. Лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, премии Правительства РФ. СОЛОВЬЕВ Владимир Алексеевич Дважды Герой Советского Союза. Летчик-космонавт СССР. С 2009 г. - первый заместитель генерального конструктора РКК «Энергия» им. С.П.Королева. Доктор технических наук, про- фессор. Член-корр. РАН. Лауреат Государственной премии СССР. 695
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте СОТНИКОВ Борис Иванович С 2001 г. - заместитель руководителя НТЦ ОАО РКК «Энергия» им. С.П.Королева. Кандидат технических наук. Заслуженный машиностроитель РФ. СТОРОЖ Александр Дмитриевич С 2008 г. - первый заместитель генерального конструктора АО «РКЦ «Прогресс». Заслу- женный машиностроитель РФ. СТРАТИЛАТОВ Николай Ремирович С 2006 г. - главный конструктор - начальник отделения АО «РКЦ «Прогресс». Кандидат технических наук. Лауреат премии Ленинского комсомола, премии Правительства РФ. СУДАКОВ Олег Владимирович Руководитель дирекции микроспутников ОАО «ВПК «НПО машиностроения». й* ТАНЮШИН Борис Акимович (1938-2013 гг.) С1995 по 2013 гг. - заместитель начальника отдела - начальник сектора ОАО РКК «Энер- гия» им. С.П.Королева. Заслуженный машиностроитель РФ. 696
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ТАРАРИН Лев Николаевич Заместитель начальника проектного отдела ОАО «ВПК «НПО машиностроения» ТЕСТОЕДОВ Николай Алексеевич Генеральный директор АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнева». Доктор технических наук, профессор. Член-корреспондент РАН. Лауреат пре- мии Правительства РФ. ТИМЧЕНКО Владимир Александрович (1931-2005 гг.) С1954 по 2005 г. работал в ОКБ-1 (РКК «Энергия» им. С.П.Королева). Доктор технических наук. Заслуженный машиностроитель РФ. Лауреат Государственной премии СССР. ТКАЧЕНКО Сергей Иванович С 2007 г. - заместитель генерального конструктора по научной работе ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». Д.т.н., профессор. УСПЕНСКИЙ Георгий Романович Ученый в области системных исследований проблем космонавтики. Заместитель начальни- ка комплекса ФГУП ЦНИИмаш. Доктор технических наук, профессор. Лауреат Государственной премии. Заслуженный деятель науки РФ. 697
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте УСТИНОВ Александр Николаевич Генеральный директор ОАО «Машиностроительный завод «Арсенал». ХАРТОВ Виктор Владимирович Генеральный конструктор ФГУП «НПО имени САЛавочкина». Профессор, доктор техни- ческих наук. ХАРЧЕНКО Александр Петрович Начальник научно-технического центра ФГУП ЦНИИмаш. Кандидат технических наук. ХАТУЛЕВ Валерий Александрович Заместитель генерального конструктора КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Заслужен- ный конструктор РФ. ХОДНЕНКО Владимир Павлович Главный научный сотрудник АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Доктор технических наук, про- фессор. Действительный член РАКЦ. 698
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ХОМЯКОВ Михаил Степанович (1921-2002 гг.). С1987 по 1995 г. - научный консультант ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королева. Кандидат технических наук. Лауреат Ленинской премии. ЧЕРТОЙ Борис Евсеевич (1912-2011 гг.) Герой Социалистического Труда. Ученый, конструктор. С 1947 г. - в ОКБ-1 НИИ-88 (РКК «Энергия» им. С.П.Королева»). Академик РАН. Лауреат Ленинской и Государственной премии СССР. ЧУРКИН Александр Львович Главный конструктор космических систем и комплексов АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Кан- дидат технических наук. ШАБАРОВ Евгений Васильевич (1922-2003 гг.) Герой Социалистического Труда. С 1946 г. работал в ОКБ-1 (РКК «Энергия» им. С.П.Королева»). С1984 по 1998 г. - заместитель руководителя комплекса НПО «Энергия». Лауреат Ленинской премии. ШПАК Александр Васильевич Заместитель генерального директора ФГУП «ЦНИРТИ имени академика А.И.Берга» по те- матическим вопросам. Доктор технических наук, член-корреспондент РАЕН. 699
Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте ШУЧЕВ Владимир (пигорьевич Начальник отделения ФГУП ЦНИИмаш. Кандидат технических наук. Академик РАКЦ. Лауре- ат премии Правительства РФ. ЮРЕВИЧ Евгений Иванович В1968-1986 гг. - директор - главный конструктор ЦНИИ РТК. Почетный главный конструк- тор ЦНИИ РТК. Доктор технических наук, профессор. ЮРЬЕВ Игорь Анатольевич Начальник отдела ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И.Берга». Кандидат технических наук, доцент. ЯКОВЕНКО Юрий Павлович С 1958 г. работает в ОАО «Корпорация «Комета»: главный конструктор. Кандидат техниче- ских наук. Лауреат премии Правительства РФ. ЯШИН Иван Васильевич Ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института ядерной физики имени ЯВ.Скобельцына МГУ им. М.В.Ломоносова. Кандидат физико-математических наук. 700
Приложение 2 ПРЕДПРИЯТИЯ ОРГАНИЗАЦИИ УЧРЕЖДЕНИЯ. ХРОНИКА ОСНОВНЫХ СОБЫТИЙ ФГУП «КБ «Арсенал» ОАО «М3 «Арсенал» 1940-1952 гг. Начальником и главным конструктором ЦКБ-7 назначен Н.П.Антонов. 1952-1953 гг. Временно исполняющим обязанности на- чальника КБ назначен В.Ф.Лендер. 1953-1958 гг. Начальником и главным конструктором ЦКБ-7 был ПАТюрин. 1958-1967 гг. Начальником ЦКБ-7 - директором опыт- ного завода № 7 им. М.В.Фрунзе был В.Н.Семенов. 1958-1971 гг. Заместителем начальника - главным кон- структором ЦКБ-7 назначен ПАТюрин. 1959 г. Впервые в стране по теме «Д-6» разработан эскиз- ный проект твердотопливной БР, запускаемой из ПЛ. 15 апреля авторским свидетельством закреплен приоритет изобретения разрезного управляющего сопла, успешно использованного в дальнейшем предприятиями отрасли при создании двенадца- ти маршевых РДП шести различных БР. 1965 г. Совместно с Государственным институтом при- кладной химии впервые в стране отработана технология сна- ряжения РДП зарядом смесевого твердого ракетного топлива методом свободного литья непосредственно в корпус двигате- ля. А.М.Поляков удостоен Ленинской премии. 1966 г. Совместно с Алтайским НИИ химических техноло- гий впервые в стране отработана технология снаряжения РДП зарядом смесевого ТРТ методом литья под давлением непосред- ственно в корпус двигателя. 26 февраля проведено первое лет- но-конструкторское испытание РДП (с зарядом ТРТ разработки ГИПХ) в составе второй ступени БР РТ-2. 4 ноября проведено первое летно-конструкторское испытание РДП (с зарядом ТРТ разработки АНИИХТ) в составе второй ступени БР РТ-2. 1967-1976 гг. Начальником КБ и директором машино- строительного завода «Арсенал» имени М.В.Фрунзе избран ЕКИванов. 1968 г. 18 декабря сдан в штатную эксплуатацию мар- шевый РДП 15Д24 второй ступени межконтинентальной БР РТ-2 (разработки ОКБ-1), принятой на вооружение РВСН. Го- сударственной премии удостоены А.И.Арефьев, ПАТюрин, Е.И.Малишевский, А.Л.Щупак, Б.Л.Капитанов. 1970 г. Изготовлены и проведены прочностные испытания первого опытного образца КА «УС-А» (ЕР), аттестация тех- нологии; получены разрешения на изготовление КА для ЛКИ. 31 марта сдан в опытную эксплуатацию РВСН первый в стра- не подвижный БРК 15П696 стратегического назначения с БР РТ-15 средней дальности; для БР РТ-15 разработаны маршевые РДП 15Д27 (первой ступени) и 15Д92 (второй ступени). 1972 г. Проведены всесторонние наземные испытания и отработка конструкции опытных образцов КА «УС-А» (ЕР) и «УС-П» (Е2); получен допуск на государственные ЛКИ. 28 де- кабря сдана на вооружение РВСН модернизированная межкон- тинентальная БР РТ-2П, впервые в стране оснащенная сред- ствами преодоления противоракетной обороны; для БР РТ-2П разработан маршевый РДП 15Д24П1 второй ступени. 1973 г. 27 декабря запушен и проведены ЛКИ первого опытного КА «УС-А» (ЕР). 1974 г. Начато серийное изготовление КА «УС-А» (ЕР) на заводе «Арсенал» имени М.В.Фрунзе». 24 декабря запущен и проведены ЛКИ первого опытного КА «УС-П» (Е2) производ- ства ПО «Арсенал». 1975 г. Начато серийное изготовление КА «УС-П» (Е2) на заводе «Арсенал» имени М.В.Фрунзе». Сдан в эксплуата- цию КК системы МКРЦ с КА «УС-А» (ЕР). 1976 г. 22 декабря впервые в стране проведен успешный катапультирующий пуск твердотопливной БР Р-31 из сухой шах- ты ПЛ (проекта 667АМ) из подводного положения с глубины 50 м при скорости 5 узлов. М.М.Тыртов удостоен Государствен- ной премии. 1976-1980 гг. Заместитель директора ПО «Арсенал» им. М.В.Фрунзе - начальник КБ «Арсенал» - А.И.Арефьев. 1978 г. Сдан в эксплуатацию КК системы МКРЦ с КА «УС-П» (Е2). 1979 г. Выпущены технический проект и конструкторская документация МСО и СО для оснащения МИК ракеты-носите- ля «Энергия» и орбитального корабля «Буран» (МСО и СО были изготовлены, смонтированы в МИК и прошли апестацию в 1983 г.). Государственной премии удостоены КАСаравайский и А.Д.Циопа. 1980 г. 28 августа в составе ПЛ (проекта 667АМ) сдан в опытную эксплуатацию ВМФ первый в стране БРК Д-11 стра- тегического назначения с твердотопливной БР Р-31 средней дальности; для БР Р-31 разработаны маршевый РДП ЗД17А (первой ступени) и двигательная установка боевой ступени, со- стоящая из четырех РДП ЗД16. 1980-1983 гг. Начальником КБ «Арсенал» назначен И.Н.Борошнев. 1981 г. Завершена отработка уникальных высокоточных рулевых приводов (РПА и РПЦ) большой мощности, с циф- 701
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий ровым управлением для отклонения поворотных камер ЖРД ракеты-носителя (PH) «Энергия». 1983 г. 12 марта впервые в стране проведено успешное ог- невое стендовое испытание экспериментального (тягой 250 т) ПУС с эластичным опорным шарниром; цикл из 8 ОСИ, про- веденных совместно с КБ «Южное» в 1983-1984 гг., позволил успешно разработать и испытать Э0Ш для ПУС РДП первой ступени новой БР РТ-23 УТТХ (разработки КБ «Южное»). 1983-1995 гг. Начальник - главный конструктор КБ «Ар- сенал» - Ю.Ф.Валов. 1985 г. 23 января произведен успешный запуск первого модернизированного КА «УС-ПМ» (Е2М), изготовленного по документации, разработанной КБ «Арсенал». Л.С.Фаломеев удостоен Государственной премии. 1987 г. 2 февраля и 10 июля произведены успешные запу- ски экспериментальных КА «Плазма-А» с ядерной термоэмис- сионной ЭУ и электрореактивной ДУ. 12 декабря произведен успешный запуск первого модернизированного КА «УС-АМ» (ЕРМ). 1988 г. Изготовлен, отработан и 25 мая произведен успеш- ный запуск первого модернизированного КА «УС-ПУ» (Е2У). Е.И.Малишевский удостоен Ленинской премии. 1989 г. «Арсенал» прекратил проектные работы по твер- дотопливным БР и в соответствии с договором ОСВ-1 ликви- дировал все оставшиеся БР Р-31 и РТ-2П в период до 1995 г. В составе КА 17Ф12 («Орлец») 26 июля проведено успешное испытание первого серийного твердотопливного двигате- ля 17Д712 для торможения спускаемых космических кап- сул; данный двигатель используется до настоящего времени. Ю.Ф.Валов удостоен Государственной премии. 1992 г. 22 декабря проведено успешное ОСИ РДП 15Д24П1 после 18 лет штатной эксплуатации в составе БР РТ-2П (для того времени - самый длительный в стране срок хранения крупногабаритного РДП; это позволило обосновать в дальнейшем возможность продления срока эксплуатации РДП в составе БР до 20 лет). 1995 г. 20 декабря произведен успешный запуск КА «УС- ПУ» (Е2У) с дополнительно установленной научной аппаратурой «Конус-А», разработанной ФТИ им. А.Ф.Иоффе для проведения исследований всплесков космического гамма-излучения. (На- учная аппаратура «Конус-А» была установлена еще на двух КА «УС-ПУ» (Е2У), запущенных соответственно 25 декабря 1999 г. и 25 июня 2006 г., что обеспечило продолжение космического эксперимента и получение новых научных данных.) 1995-1997 гг. Начальник - главный конструктор КБ «Ар- сенал» - Б.И.Полетаев. 1997-2009 гг. Генеральный директор - генеральный кон- структор ФГУП «КБ «Арсенал» - Б.И.Полетаев. 2009-2013 гг. Генеральный директор - генеральный кон- структор ФГУП «КБ «Арсенал» - М.К.Сапего. 2012 г. Генеральный директор ОАО «М3 «Арсенал» - А.Н.Устинов. АО «Корпорация «ВНИИЭМ» АО «Корпорация «ВНИИЭМ» представляет собой сложную интегрированную структуру, в состав которой входят предпри- ятия (дочерние общества) разработчиков и изготовителей инно- вационной продукции, обладающие ключевыми технологиями в области основной деятельности: АО «НИИЭМ», ЗАО «Но- ватор», ОАО «НПО «Новатор», ОАО «МЗЭМА», ОАО «ПКП «ИРИС». Основными направлениями деятельности АО «Кор- порация «ВНИИЭМ» являются разработка и изготовление космических аппаратов дистанционного зондирования Земли и околоземного пространства, а также для проведения фун- даментальных научных исследований; электрооборудования комплексов контроля, управления и защиты АЭС; специальных электромеханических устройств на электромагнитных подшип- никах для газовой и нефтеперерабатывающей промышленности; электрооборудования в интересах морского флота РФ; электро- механического оборудования, комплексов и систем служебного назначения для КА различного назначения; испытательных вы- числительных комплексов для наземной отработки КА. За истек- шие годы у предприятия накоплен богатый опыт в разработке, создании и запуске космических аппаратов. Всего было запуще- но более 85 космических аппаратов разработки ВНИИЭМ. 1941 г. Приказом Наркомата электропромышленности СССР от 24 сентября для разработки и быстрейшего выпуска электротехнических средств для обороны столицы был создан завод №627. 1941-1945 гг. За годы войны завод разрабатывал и соз- давал уникальное электрооборудование различного типа для авиации, радиолокации, военно-морского флота, средств свя- зи, разведчиков и партизан, ранее электропромышленностью не выпускавшиеся. Основную часть продукции завода состав- ляли разработанные его коллективом новые образцы военной электротехники, создававшиеся на базе новых типов изоляции, лаков, металлокерамики, магнитов, также разработанных на заводе. 1944 г. Завод № 627 преобразован в Научно-исследова- тельский институт электромеханики (НИИ-627). ВНИИЭМ был первым в стране заводом-институтом, в котором одновремен- 702
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий но были развернуты научные, проектно-конструкторские под- разделения и производство. 1945-1950 гг. Предприятие выполняло крупномасштаб- ные работы в интересах обороны страны - разрабатывало электротехническое оборудование для стратегического бом- бардировщика Ту-4, которое стало основой для развития от- ечественной авиационной электромеханики. Для подводного флота было разработано электротехническое оборудование на переменном токе, обеспечившее резкое повышение энерговоо- руженности подводных лодок. 1959 г. НИИ-627 переименован во Всесоюзный научно- исследовательский институт электромеханики (ВНИИЭМ). 1950-1960-е гг. В институте формируются новые науч- но-технические направления. 1960-е гг. На ВНИИЭМ возложено создание первых мете- орологических спутников. 1961 г. ВНИИЭМ был награжден орденом Трудового Крас- ного Знамени за разработку электротехнического оборудова- ния ракет-носителей. 1966 г. 25 июня выведен на орбиту первый эксперимен- тальный метеорологический спутник «Космос-122». 1967 г. Запущены спутники «Космос-144» и «Кос- мос-156». Таким образом, была создана первая оперативная космическая метеорологическая система, которая в дальней- шем восполнялась аналогичными спутниками, получившими название «Метеор». Успешная реализация этих космических проектов и определила место ВНИИЭМ в космической отрасли. В последующий период ВНИИЭМ создает несколько поколений автоматических космических аппаратов серии «Метеор», «Ме- теор-Природа», «Ресурс-01» для нужд гидрометеорологии, исследования природных ресурсов Земли и экологического мониторинга, первый в России геостационарный гидроме- теорологический космический аппарат «Электро», а также КА высокодетального дистанционного зондирования Земли «Канопус-В» и др. 1986 г. Предприятие награждено орденом Ленина за соз- дание электрооборудования для подводного флота. 1992 г. ВНИИЭМ преобразован в Научно-производствен- ное предприятие Всероссийский научно-исследовательский ин- ститут электромеханики с заводом (НПП ВНИИЭМ). 1996 г. НПП ВНИИЭМ присвоено имя АГ.Иосифьяна. 1998 г. НПП ВНИИЭМ переименован в Федеральное госу- дарственное унитарное предприятие «Научно-производствен- ное предприятие - Всероссийский научно-исследовательский институт электромеханики с заводом имени АГ.Иосифьяна» (НПП ВНИИЭМ). 2002 г. Присвоено сокращенное наименование ФГУП «НПП ВНИИЭМ». 2011 г. Проведена реорганизация путем преобразования в открытое акционерное общество «Научно-производственная корпорация «Космические системы мониторинга, информаци- онно-управляющие и электромеханические комплексы» имени АГ.Иосифьяна» (ОАО «Корпорация «ВНИИЭМ»), ВНИИЭМ награжден Почетной грамотой Правительства Российской Фе- дерации за большой вклад в создание специальной техники и достигнутые трудовые успехи. 2015 г. Наименование изменено на акционерное общество «Научно-производственная корпорация «Космические систе- мы мониторинга, информационно-управляющие и электроме- ханические комплексы» имени АГ.Иосифьяна» (АО «Корпора- ция «ВНИИЭМ»), ОАО «ВПК «НПО машиностроения» 1944 г. В.Н.Челомей назначен директором и главным кон- структором завода № 51. 1944-1953 гг. Под руководством В.Н.Челомея созданы четыре типа самолетов-снарядов с ПуВРД (10Х, 16Х, 10ХН, 14Х). 1948 г. На основании постановления СМ СССР от 14 апре- ля по заказу ВВС СА начата разработка самолета-снаряда 16Х. 1950 г. Вышло постановление Совета Министров СССР от 4 декабря о разработке самолета-снаряда 10ХН по заказу Главного Артиллерийского Управления Советской Армии. 1953 г. Работы закрыты, завод № 51 передан в ОКБ-155. 1954 г. Под руководством В.Н.Челомея создана Специ- альная конструкторская группа, размещенная в корпусах заво- да № 500 (г. Москва, район Тушино). 1955 г. Проведена реорганизация СКГ в Опытно-конструк- торское бюро № 52 (ОКБ-52). Коллективу ОКБ-52 поручена разработка сверхзвуковой крылатой ракеты П-5 для вооруже- ния подводных лодок ВМФ. 1956 г. Коллектив ОКБ-52 перебазирован на территорию Реутовского механического завода. 1958 г. В состав ОКБ-52 в качестве филиала включен НИИ-642. 1959 г. Комплекс с крылатой ракетой П-5 принят на во- оружение. ОКБ-52 награждено орденом Ленина за успешное выполнение задания Правительства по созданию специальной техники (за разработку и создание комплекса с крылатой ра- кетой П-5). В.Н.Челомей назначен Генеральным конструктором авиационной техники. 703
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий I960 г. ОКБ-52 постановлением ЦК КПСС и Совета Ми- нистров СССР поручены работы по двум новым тематическим направлениям: создание космических систем и универсальных ракет-носителей. В качестве филиала № 1 в состав ОКБ-52 включено ОКБ-23. 1961 г. Задана разработка универсальной ракеты УР-200. Работы прекращены постановлением от 7 июля 1965 г. 1962 г. В качестве филиала № 3 для участия в работах по космической и крылатой тематике в состав ОКБ-52 включено ОКБ завода № 301. Задана разработка тяжелых универсальных ракет УР-500 и УР-500К 1963 г. За большие заслуги в деле создания и производ- ства новых типов ракетного вооружения (за создание ракетных комплексов с крылатыми ракетами П-6 и П-35) ОКБ-52 на- граждено орденом Трудового Красного Знамени. 1963-1964 гг. На полигоне Тюратам проведены летные испытания ракеты УР-200. Всего произведено 9 пусков ракеты 1965 г. ОКБ-52 переведено из Минавиапрома СССР в Ми- нобщемаш СССР. Созданной ОКБ-52 двухступенчатой ракетой- носителем УР-500 запущена в космос самая тяжелая в мире научная станция «Протон». 1966 г. ОКБ-52 переименовано в Центральное конструк- торское бюро машиностроения. 1967 г. Принят на вооружение боевой ракетный комплекс с межконтинентальной баллистической ракетой УР-100. 1968 г. Ракетой-носителем УР-500К запущена станция «Протон-4». 1972 г. Приняты на вооружение боевой ракетный ком- плекс 15П120 с МБР УР-100К (с отделяющейся ГЧ с тремя ББ) и боевой ракетный комплекс с МБР УР-100М. 1974 г. 25 июня трехступенчатой ракетой-носителем УР- 500К запущена орбитальная пилотируемая станция «Салют-3» комплекса «Алмаз». Принят на вооружение боевой ракетный комплекс 15П120У с МБР УР-100У. 1975 г. Приняты на вооружение боевые ракетные ком- плексы 15П130 и 15П130П с МБР УР-100Н. 1976 г. Произведен запуск орбитальной пилотируемой станции «Салют-5» комплекса «Алмаз». За заслуги в создании и производстве новой техники ЦКБМ награждено орденом Ок- тябрьской Революции. 1978 г. Принята в эксплуатацию трехступенчатая ракета- носитель УР-500К («Протон»), 1980 г. Принят на вооружение боевой ракетный комплекс 15П135 с МБР УР-100Н УПХ. Проведен первый пуск стратеги- ческой сверхзвуковой крылатой ракеты «Метеорит» с назем- ного стенда. 1983 г. ЦКБМ преобразовано в НПО машиностроения. 1984 г. Умер Генеральный конструктор ВЯЧеломей. Генераль- ным конструктором НПО машиностроения назначен ГА.Ефремов. 1987 г. На территории НПО машиностроения откры- то дневное отделение аэрокосмического факультета МГТУ им. Н.Э.Баумана. 1990 г. В связи с упразднением Министерства общего ма- шиностроения СССР НПО машиностроения переведено в Ми- нистерство промышленности РСФСР. 1992 г. Из Министерства промышленности РСФСР НПО ма- шиностроения переведено в Российское космическое агентство. 1996 г. НПО машиностроения присвоен статус Федераль- ного научно-производственного центра. 1998 г. С участием НПО машиностроения создана со- вместная индийско-российская организация «БраМос». 1999 г. Вышло постановление Правительства РФ о созда- нии космического ракетного комплекса «Стрела». 2000 г. На территории предприятия открыт монумент с ракетой П-35. 2002 г. За разработку специальных систем комплекса «Метеорит» коллективу авторов присуждена премия Прави- тельства РФ за 2001 г. 2003 г. Завершена разработка и проведен первый пуск с космодрома Байконур ракеты-носителя «Стрела». 2004 г. Президентом РФ подписан Указ об образовании Военно-промышленной корпорации «НПО машиностроения. 2007 г. ФГУП «НПО машиностроения» в результате акци- онирования преобразовано в ОАО «ВПК «НПО машинострое- ния». Генеральным директором, генеральным конструктором ОАО «ВПК «НПО машиностроения» назначен А.Г.Леонов. 2009 г. Завершено формирование Военно-промышленной корпорации «НПО машиностроения» в составе: ОАО «ВПК «НПО машиностроения» - головная компания, ОАО «ПО «Стрела», ОАО «НПО электромеханики», ОАО «ПЗ «Машиностроитель», ОАО «Авангард», ОАО «УНИИКМ». 2011 г. Проведен пуск межконтинентальной баллистиче- ской ракетой УР-100Н УПХ. В результате пуска продлен срок эксплуатации до 33 лет. 2013 г. Проведен пуск PH «Стрела» с космодрома Бай- конур. На расчетную орбиту выведен первый летный МКА дис- танционного зондирования Земли «Кондор-Э». Подтвержден срок эксплуатации МБР УР-100Н УПХ в 33 года 5 месяцев. 2014 г. Проведен пуск PH «Стрела» с космодрома Бай- конур. На расчетную орбиту выведен МКА дистанционного зондирования Земли «Кондор-Э» в интересах инозаказчика. Подтвержден срок эксплуатации МБР УР-1 ООН УПХ в 34 года. 704
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий АО «ИСС» АО «ИСС» - головной разработчик и изготовитель одного РКК и свыше сорока космических систем и комплексов в интере- сах Минобороны, Минсвязи, других отечественных и зарубежных заказчиков. АО «ИСС» остается ведущим предприятием России по созданию «под ключ» и поддержанию на всем жизненном цикле глобальных многоспутниковых систем координатометрического и телекоммуникационного назначения на всех основных типах орбит - от низких круговых и высоких эллиптических до геостационарных. 1959 г. 4 июня создан восточный филиал ОКБ-1, возглав- ляемого С.П.Королевым. Основателем и первым руководите- лем предприятия в течение 36 лет был М.Ф.Решетнев. 1961 г. Предприятие получило самостоятельный статус как ОКБ-Ю/КБПМ. 1974 г. Предприятие награждено орденом Ленина. 1977 г. На основе КБ ПМ и Механического завода в г. Же- лезногорске было создано НПО прикладной механики. 1981 г. Предприятие награждено орденом Трудового Красного Знамени. 1996-2006 гг. Генеральным конструктором и генераль- ным директором НПО ПМ был АГ.Козлов. 2006 г. Генеральным конструктором и генеральным ди- ректором НПО ПМ / АО «Информационные спутниковые си- стемы» имени академика М.Ф.Решетнева» стал НАТестоедов. ОАО «НПП «Квант» 1919 г. 31 января на базе частного предприятия была организована элементная мастерская по разработке и произ- водству химических источников тока в системе Главного воен- но-инженерного Управления Красной Армии, преобразованное затем в опытный завод «Фотон». 1926 г. На базе мастерской был организован Московский элементный завод. 1935 г. Образована Центральная элементная лаборатория, которая вместе с Московским элементным заводом затем во- шла в состав Всесоюзного аккумуляторного треста ВСНХ СССР. 1946 г. 28 мая Распоряжением Совета Министров СССР № 6876 рс на базе отраслевой Центральной научно-ис- следовательской элементной лаборатории был организован Всесоюзный научно-исследовательский элементо-электро- угольный институт (ВНИЭЭИ). 1957 г. 5 июля Постановлением Совета Министров СССР № 779 ВНИЭЭИ был переименован во Всесоюзный на- учно-исследовательский институт источников тока (ВНИИТ). 1961 г. В состав ВНИИТ в качестве опытного завода был передан Московский элементный завод (ранее опытный завод «Фотон»). 17 июня за успешное выполнение заданий прави- тельства по созданию специальной техники ВНИИТ был на- гражден орденом Трудового Красного Знамени. 1976 г. Постановлением Совета Министров СССР № 973- 334 от 29 ноября и приказом Министерства электротехнической промышленности СССР № 640 от 13 декабря образовано На- учно-производственное объединение «Квант» (НПО «Квант»), в состав которого вошли ВНИИТ, завод «Фотон» и 16 филиалов ВНИИТ, находившихся в различных городах и республиках СССР. 1982 г. 8 февраля за заслуги в создании космических кораблей и станций, подготовке и осуществлении космических полетов НПО «Квант» награждено орденом Ленина. 1988 г. В соответствии с Постановлением Совета Мини- стров СССР № 892 от 22 июля НПО «Квант» выведено из под- чинения Министерства Электротехнической промышленности СССР и передано в состав Межотраслевого государственного объединения «КВАНТЭМП» (МГО «КВАНТЭМП»), которое в последствие было переименовано в Межотраслевое государ- ственное объединение широкого профиля «КВАНТЭМПагро» (МГО «КВАНТЭМПагро»), имело право создания, реоргани- зации и ликвидации входящих в его состав предприятий и ут- верждения их уставов (распоряжение Председателя Верховного Совета РСФСР № 2092 рп-1 от 25 ноября 1991 г.). 1991 г. 29 декабря приказом № 64 МГО «КВАНТЭМПагро» НПО «Квант» было реорганизовано в Государственное научно- производственное объединение «Квант» (ГНПП «Квант»), 1998 г. 12 мая Постановлением Правительства РФ № 440 ГНПП «Квант» передано в ведение Российского авиационно- космического агентства. В 1999 г. В соответствии с действующим законодатель- ством ГНПП «Квант» меняет свое наименование на Федераль- ное государственное унитарное предприятие «Научно-произ- водственное предприятие «Квант» (ФГУП «НПП «Квант») 2007 г. ФГУП «НПП «Квант преобразовано в Открытое ак- ционерное общество «Научно-производственное предприятие «Квант» (ОАО «НПП «Квант»). 2009 г. Предприятие окончательно вошло в состав верти- кально интегрированной структуры «Информационные спут- никовые системы». ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» - головная организация Рос- сии, осуществляющая научно-исследовательские и опытно-кон- 705
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий структорские работы в области ракетного двигателестроения и космической энергетики. Центр Келдыша входит в структуру Роскосмоса, принимает участие в разработке и осуществлении ФКП, разрабатывает, изготавливает, испытывает современные образцы различных типов РД, двигательных и энергетических установок. В Центре Келдыша в разные годы работали вы- дающиеся представители ракетно-космической науки и тех- ники: М.В.Келдыш, С.П.Королев, В.П.Глушко, Б.В.Раушенбах, В.П.Мишин, А.М.Исаев, М.М.Бондарюк, В.С.Авдуевский, А.П.Ваничев, В.М.Иевлев, Г.И.Петров. 1933 г. 31 октября на основании постановления Совета Труда и Обороны СССР № 104 образован Реактивный научно- исследовательский институт. 1937 г. РНИИ переименован в НИИ-3. 1938-1945 гг. Приняты на вооружение пусковые установ- ки с реактивными снарядами РС-82 для истребителей и РС- 132 для бомбардировщиков. Приняты на вооружение наземные мобильные пусковые установки залпового огня с реактивными снарядами РС-132 («Катюша»), Совершен первый в СССР по- лет реактивного истребителя БИ-1 с жидкостным реактивным двигателем. Создан первый в СССР опытный турбореактивный двигатель (С-18). Разработан прямоточный воздушно-реактив- ный двигатель для самолетов Ла-7 и Ла-9. 1942 г. За успешную разработку новых видов вооружений институт награжден орденом Красной Звезды. 1944 г. Предприятие переименовано в НИИ-1 (Научно-ис- следовательский институт реактивной авиации) Наркомата ави- ационной промышленности, МАП, ГКАТ. 1946-1954 гг. Заложены научные основы проектиро- вания и разработки ЖРД на высококипящих и криогенных компонентах топлива в обеспечение создания двигателей для первых советских баллистических ракет. Создана первая в мире сверхзвуковая аэродинамическая труба с широким диапазоном изменения числа Маха для изучения пространственного обте- кания тел сложной формы. 1954-1957 гг. Осуществлялось научное сопровождение раз- работки ЖРД и головных частей для первой межконтинентальной баллистической ракеты Р-7. В кооперации с предприятиями от- расли создана межконтинентальная крылатая ракета «Буря» со сверхзвуковым ПВРД и астронавигационной системой наведения. Предложена и теоретически обоснована схема ГПВРД. 1957-1961 гг. Решены проблемы обеспечения высокой надежности ЖРД и продольной устойчивости ракет-носителей на базе МБР Р-7, что позволило осуществить запуск первых космических аппаратов к Луне (1959 г.) и первый полет челове- ка в космос 12 апреля 1961 г. 1957-1978 гг. Развернуты работы по созданию ЯРД. Проведен энергетический пуск реактора ЯРД. 1958-1974 гг. Создана аппаратура и проведено первое измерение из космоса инфракрасного излучения Земли. Раз- работана аппаратура и впервые проведены измерения освещен- ности в атмосфере и на поверхности Венеры (1972 г.). 1959-1970 гг. Теоретически и экспериментально обосно- вана и внедрена на всех лучших в мире современных двигате- лях схема ЖРД с дожиганием генераторного газа (замкнутая схема). Разработаны и внедрены в промышленность эффек- тивные методы подавления всех видов автоколебательных про- цессов в ЖРД. 1962-1992 гг. Выполнен большой объем комплексных НИР по РДП специального назначения, при активном участии специалистов института завершена отработка мощных РДП для изделий специального назначения. 1965 г. Предприятие вошло в состав Министерства общего машиностроения и получило наименование Научно-исследова- тельский институт тепловых процессов (НИИТП). 1970-1975 гг. Разработано семейство мощных электро- дуговых плазмотронов постоянного тока, нашедших широкое применение в авиационно-космической технике, плазмохимии и плазмометаллургии. 1974 г. Создана электронно-пучковая установка «Онега» с выводом в атмосферу электронного пучка мегаваттного уровня мощности в непрерывном режиме. 1975 г. Впервые на ИСЗ проведено успешное испыта- ние торцевых плазменных движителей. Создана аппаратура и с помощью спускаемых аппаратов «Венера-9» и «Венера-10» впервые проведены прямые измерения спектрального состава излучения и скорости ветра в атмосфере и на поверхности Венеры. За заслуги в развитии ракетно-космической техники НИИТП награжден орденом Трудового Красного Знамени. 1977-1988 гг. Осуществлялось научное сопровождение и участие в разработке мощных ЖРД и ряда систем для ракетно- космической системы «Энергия - Буран». 1982 гг. Создан самый мощный в стране безэлектродный высокочастотный плазмотрон, на котором отрабатывалась те- плозащита перспективных летательных аппаратов и система разрушения конструкций ядерных энергоустановок при аварий- ном возвращении с орбиты на Землю. 1984 г. Ведутся работы по созданию и совершенствованию нового поколения экологически чистых РД: ЖРД на топливе кислород + метан, трехкомпонентного ЖРД на топливе кисло- род + водород+углеводородное горючее, ЖРД безгазогенера- торной схемы. 706
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 1986-1991 гг. Завершена разработка и внедрен на крыла- тых ракетах новый тип ПВРД. 1992 г. НИИТП вошел в состав Российского космического агентства. 1993-2003 гг. Разработаны и продолжают совершенство- ваться высокоэффективные холловские плазменные двигатели нового поколения (от 0,1 до 6 кВт), в т.ч. обладающие высоким (до 3000 с) удельным импульсом и возможностью управления вектором тяги. Начаты летные испытания холловского двигате- ля в составе КА «Экспресс-А» № 4. 1995 г. НИИТП переименован в Федеральное государ- ственное унитарное предприятие «Исследовательский центр имени М.В.Келдыша» (ФГУП «Центр Келдыша»). 1998-1999 гг. Создан и испытан стендовый прототип мно- горазового кислородно-метанового двигателя нового поколения. 2003-2006 гг. Разработана концепция международного проекта пилотируемой экспедиции на Марс, использования ЯЭУ и ЯЭДУ для полетов к ближним и дальним планетам Сол- нечной системы. 2006 г. Развернуты работы по водородной энергетике, в т.ч. наземной. Создана первая в России топливная батарея для получения электричества с использованием твердополимер- ных мембран. Развернуты ОКР по созданию инфракрасного фурье-спектрометра «ИКФС-2» для КА «Метеор-М» № 2. 2007-2008 гг. Развернуты работы в области наноматери- алов и нанотехнологий. 2008 г. Постановлением Правительства РФ № 874 от 22 ноября 2008 г. Центру Келдыша присвоен статус Государ- ственного научного центра Российской Федерации. 2009-2018 гг. Научное руководство и координация работ по реализации кооперацией предприятий Роскосмоса, Роса- тома, РАН проекта «Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки ме- гаваттного класса» (Распоряжение Президента РФ от 22 июня 2010 г.). ОАО «Корпорация «Комета» ОАО «Корпорация космических систем специального на- значения «Комета» - ведущее предприятие оборонно-про- мышленного комплекса Российской Федерации в области создания больших космических информационно-управляющих и разведывательных систем различного назначения. ОАО «Кор- порация «Комета» создано в соответствии с Указом Президен- та Российской Федерации № 1836 от 23 декабря 2008 г., рас- поряжением Правительства Российской Федерации № 234-р от 24 февраля 2009 г путем реорганизации ФГУП «ЦНИИ «Ко- мета». Регистрация ОАО «Корпорация «Комета» осуществлена 10 мая 2012 г. ОАО «Корпорация «Комета» является головной компани- ей созданной интегрированной структуры, включающей в свой состав ОАО «Научно-исследовательский институт оптико-элек- тронного приборостроения» (г. Сосновый Бор Ленинградской области) и ОАО «Научно-исследовательский институт «Субми- крон» (г. Москва). ОАО «Корпорация «Комета» является пра- вопреемником ФГУП «ЦНИИ «Комета», сохраняет и развивает его историю и традиции. Тематико-отраслевая деятельность ОАО «Корпорация «Комета» ориентирована на несколько ба- зовых опытно-конструкторских работ, вокруг которых форми- руется единый комплекс согласованных по времени и задачам НИОКР «обеспечивающего» характера. 1947 г. 8 сентября вышло Постановления № 31240-1026 Совета Министров СССР об организации Спецбюро №1 МВ (СБ-1) для общего технического руководства разработкой проекта комплексной системы «Комета» (радиолокационного наведения и самонаведения реактивных самолетов-снарядов, сбрасываемых с тяжелых бомбардировщиков по крупным мор- ским целям). 1950 г. СБ-1 преобразовано в Конструкторское бюро № 1 (впоследствии МКБ «Стрела», ЦКБ «Алмаз»), разработка ави- ационного радиоуправляемого вооружения класса «воздух- море» возложена на СКБ-41 (впоследствии ОКБ-41). 1950-е гг. В ОКБ-41 выполнен большой объем пионер- ских НИОКР, позволивших создать целый ряд принципиально новых управляемых ударных систем различных классов: «воз- дух-море» - «Комета», К-10; «воздух-поверхность» - К-20, К-22; «море-море» - П-15, П-15М, П-25; «воздух-воздух» - К-5, К-5М, К-51 и др. Все эти системы были приняты в экс- плуатацию. 1960 г. ОКБ-41 переориентировано на создание военно- космических радиосистем в интересах ПВО и ВМФ. 1965 г. На ОКБ-41 возложена головная роль в коопера- ции разработчиков космических систем противокосмической обороны «ИС» и морской космической разведки и целеука- зания «УС». В ОКБ-41 совместно с ОКБ-52 выполнен эскиз- ный проект космической системы обнаружения запусков МБР (низкоорбитальный вариант). В конце 1965 г. ОКБ-41 поручена разработка технических предложений по оценке возможностей создания космического эшелона системы предупреждения о ракетном нападении в высокоорбитальном варианте. 1965-1966 г. Проведены с положительными результата- ми натурные испытания системы наблюдения за акваториями 707
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий Мирового океана из космоса (МКРЦ), предназначенной для всепогодного обнаружения морских объектов и выработки це- леуказаний ударным средствам ВМФ. 1968 г. 1 ноября впервые в мировой практике осуществлен перехват и поражение ИСЗ-цели KA-перехватчиком системы «ИС». Этот результат на многие годы опередил успехи США в создании подобных систем. 1969 г. На предприятии начались работы по созданию космического эшелона системы предупреждения о ракетном нападении в высокоорбитальном варианте. 1971 г. Принято Решение ВПК при Совете Министров СССР о начале экспериментальных работ по созданию косми- ческого эшелона ПРИ. 1972 г. В сентябре произведен запуск первого экспери- ментального ИСЗ «Космос 520» в интересах космического эшелона ПРИ. 1973 г. 26 марта в соответствии с Решением ЦК КПСС и Совета Министров СССР для разработки космических систем создан Центральный научно-исследовательский институт «Ко- мета». Директором нового предприятия и главным конструк- тором был назначен А.И.Савин. Основной кадровый состав ин- ститута составили специалисты ОКБ-41 ЦКБ «Алмаз», завода «Мосприбор» и его ПКБ После завершающего цикла испыта- ний комплекс ПКО ИС был принят в опытную эксплуатацию, го- ловная организация по разработке системы - ЦНИИ «Комета». 1975,1978 гг. Система наблюдения за акваториями Ми- рового океана из космоса (МКРЦ), предназначенная для всепо- годного обнаружения морских объектов и выработки целеука- заний ударным средствам ВМФ, в комплектации с активным и пассивным КА была принята в эксплуатацию. 1978 г. Комплекс ПКО ИС с улучшенными ТТХ после про- ведения серии успешных натурных испытаний принят в эксплу- атацию. Головная организация по разработке системы - ЦНИИ «Комета». 1979 г. ЦНИИ «Комета» преобразован в Научно-про- изводственное объединение «Комета» (НПО «Комета»), а в 1985 г. - в Центральное НПО «Комета» (ЦНПО «Комета»), 16 января согласно постановлению правительства № 5721 кос- мическая система обнаружения стартов БР «Око» с БАО ТП- типа была принята на вооружение с рекомендацией в период 1979-1981 гг. производить опытную эксплуатацию системы силами Министерства обороны и промышленности с целью набора статистики и приобретения опыта эксплуатирующими организациями. 1980 г. НПО «Комета» награждено орденом Трудового Красного Знамени. 1982 г. 27 января приказом министра обороны СССР № 00178 космическая система «Око» принята в эксплуа- тацию. 1983 г. Завод «Мосприбор» научно-производственного объединения «Комета» награжден орденом Трудового Красно- го Знамени. 1990 г. Завершена доработка Западного командного пункта. 1991 г. Принят в эксплуатацию модернизированный ком- плекс истребителей спутников ИС-МУ. 14 февраля запущен пер- вый КА «Космос-2133» для проведения ПКИ системы «Око-1». 1996 г. 25 января принят на вооружение первый этап гло- бальной космической системы раннего обнаружения стартов ра- кет с континентов, морей и океанов «Око-1» (ЦНИИ «Комета»). С 1997 по 2003 г. космическая система «Око-1» поэтапно вво- дилась в эксплуатацию, головная организация - НПО «Комета». 1998 г. Завершено создание Восточного командного пун- кта, и система второго этапа в составе Западного и Восточного командных пунктов прошла все виды испытаний. 1999 г. Институт преобразован в ФГУП «ЦНИИ «Комета». Генеральным директором - генеральным конструктором пред- приятия назначен д.т.н. В.П.Мисник. 2002 г. Восточный командный пункт введен в эксплуата- цию в составе системы. 2003 г. Глобальная космическая система раннего обнару- жения стартов ракет с континентов, морей и океанов «Око-1» введена в эксплуатацию в полном составе. Головная организа- ция - ФГУП «ЦНИИ «Комета». 2003-2004 гг. Приняты в эксплуатацию Главный ин- формационный центр системы освещения обстановки ВМФ и первая очередь системы обнаружения фактов техногенных ка- тастроф, оценки их масштаба и прогнозирования последствий. Головная организация - ФГУП «ЦНИИ «Комета». 2012 г. В соответствии с Указом Президента РФ на базе ФГУП «ЦНИИ «Комета» образовано ОАО «Корпорация косми- ческих систем специального назначения «Комета». ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина» История Научно-производственного объединения имени С.А.Лавочкина ведет свой отсчет с апреля 1937 г. Именно тогда по решению Совета Труда и Обороны СССР мебельная фабрика в подмосковных Химках была передана в Наркомат оборонной промышленности для организации на ее базе авиационного про- изводства. Приказом № 0121 от 1 июня 1937 г. года вновь соз- данному авиационному заводу был присвоен номер 301. Первым директором завода был назначен Ю.Б.Эскин, а конструкторское 708
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий бюро возглавил ААДубровин. Основной задачей завода стало освоение лицензионных французских легких истребителей «Ко- дрон». Позднее было получено и задание на выпуск учебно-тре- нировочного самолета УТ-2 конструкции А.С.Яковлева. 1939 г. В мае в СССР был проведен конкурс по созда- нию новых боевых самолетов, участие в котором приняли В.П.Горбунов (начальник 4-го отдела 1 ГУ Наркомата авиаци- онной промышленности), САЛавочкин и М.И.Гудков (инже- неры этого отдела). Предложенный ими проект скоростного истребителя оказался в числе лучших. Базой для создания опытных образцов этого самолета был определен завод № 301. В сентябре 1939 г. на заводе было создано новое ОКБ, воз- главляемое тремя главными конструкторами: В.П.Горбуновым, С.А.Лавочкиным и М.И. Гудковым. 1940 г. В конце года было принято решение о серийном производстве истребителя ЛАГГ-3, который стал первой и по- следней совместной работой этих конструкторов. Затем их пути разошлись, каждый возглавил свое конструкторское бюро. Основная часть ОКБ во главе с С.А.Лавочкиным в 1940 г. была переведена в г. Горький, где и началось серийное про- изводство ЛАГГ-3. Здесь коллектив и застала Великая Отече- ственная война. За выдающиеся работы по созданию новых типов истребителей (Ла-5 и Ла-7) ОКБ САЛавочкина было награждено орденом Ленина (1944 г.). В 1945 г. ОКБ С.А. Ла- вочкина из г. Горького вернулось в Химки, и подмосковный за- вод № 301 вновь становится его опытной базой. 1945 г. ОКБ САЛавочкина начало работать над проек- тированием и постройкой истребителей с реактивными дви- гателями. К 1947 г. был создан истребитель Ла-160 - первый отечественный самолет со стреловидным крылом. Продол- жением этой работы стал разработанный под руководством САЛавочкина первый отечественный самолет с крылом боль- шой стреловидности Ла-176, на котором впервые в СССР была достигнута скорость звука. Потом был всепогодный истреби- тель-перехватчик Ла-200 (1951 г.), а в 1957 г. - Ла-250 («Ана- конда») - истребитель, оснащенный ракетами класса «воздух- воздух» с головками самонаведения. Ракеты эти также были созданы в конструкторском бюро Лавочкина. Разработка ракет военного назначения была еще одной, наиболее засекречен- ной, частью тематики ОКБ завода № 301. 1950 г. С.А.Лавочкин получил ответственное правитель- ственное задание создать новейшие ракетные системы ПВО для защиты крупных индустриальных центров и, прежде всего, Москвы. В кратчайшие сроки были проведены конструкторские, испытательные работы, и к 1955 г. вокруг столицы появились защитные «кольца» системы ПВО С-25 («Беркут») с зенитны- ми управляемыми ракетами ЗУР-205. За работы по созданию ракет для ПВО Москвы коллектив ОКБ и завод были награжде- ны орденом Трудового Красного Знамени (1956 г.). 1957 г. Была создана и прошла успешные испытания пер- вая в мире сверхзвуковая крылатая ракета «Буря», оснащенная системой астронавигации и способная нести атомную бомбу на межконтинентальные расстояния (до 8000 км). Решени- ем правительства после смерти Генерального конструктора (1960 г.) предприятие получило новое наименование - Маши- ностроительный завод им. САЛавочкина. С 1962 по 1964 гг. завод был филиалом ОКБ-52 - конструкторского бюро, воз- главляемого В.Н.Челомеем. Сюда были переданы работы по созданию ракет для ВМФ. 1965 г. Предприятие было передано в Министерство об- щего машиностроения. С этого времени Машиностроительный завод им. САЛавочкина стал заниматься разработкой и созда- нием автоматических космических станций для исследования Луны, Венеры, Марса, созданием искусственных спутников Земли, а также станций, выводимых в космос в прикладных интересах. Потребовалось серьезное техническое и техноло- гическое перевооружение производства для реализации на- меченных программ. Большой вклад в реконструкцию заво- да внес И.Н.Лукин (директор предприятия с 1954 по 1970 г.). В1965 г. главным конструктором Машиностроительного заво- да имени Лавочкина стал Г.Н.Бабакин. С именем Г.Н.Бабакина связана наиболее яркая страница в истории освоения космо- са с помощью автоматических станций. Впервые космические аппараты, созданные на предприятии им. САЛавочкина, осу- ществили мягкую посадку на Луну. Станции нового поколения «Луна-16», «Луна-20», «Луна-24» произвели автоматический забор лунного грунта и доставили его на Землю. Впервые са- моходный аппарат «Луноход-1», управляемый с Земли, совер- шил длительный многокилометровый рейд по Луне. За блестя- щее выполнение лунной программы коллектив ОКБ и завода в декабре 1971 г. был награжден вторым орденом Трудового Красного Знамени. 1967 г. Начиная с этого года к Венере стартовали косми- ческие межпланетные станции «Венера-4» - «Венера-7», соз- данные под руководством Г.Н.Бабакина. Именно посадочному аппарату станции «Венера-7» (1970 г.) впервые в мире удалось после спуска на поверхность передать данные о температурном режиме, давлении, газовом составе атмосферы этой загадоч- ной планеты. 1971 г. Главным конструктором ОКБ стал С.С.Крюков. В этот период предприятие, получившее наименование «На- учно-производственное объединение имени С.А.Лавочкина», 709
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий занималось созданием и подготовкой к полету автоматических станций «Марс-4» - «Марс-7». Две из них стали искусствен- ными спутниками Марса. 1977 г. Главным конструктором, а в 1987 г. гене- ральным конструктором и генеральным директором НПО им. САЛавочкина стал В.М.Ковтуненко. Были продолжены исследования Венеры, уникальные астрофизические обсерва- тории «Астрон» и «Гранат» исследовали галактические и вне- галактические источники, звездные объекты, «черные дыры», квазары и пульсары в широком диапазоне излучений. Впервые в мире станции «Вега-1» и «Вега-2» передали на Землю уни- кальные изображения ядра кометы Галлея. Был разработан проект базового космического аппарата для исследования планет и малых тел Солнечной системы. Первым из таких аппаратов стал «Фобос». Его 200-суточ- ный перелет к Марсу и сближение со спутником Красной планеты, проведенные исследования внесли значительный вклад в копилку человеческих знаний о Солнце, Марсе и Фобосе. Реализация столь масштабных проектов была воз- можна благодаря отлично отлаженному производству, руко- водил которым АГ.Милованов - генеральный директор НПО им. САЛавочкина с 1970 по 1987 г. Автоматическую межпланетную станцию «Марс-96» кол- лектив НПО им. С.А.Лавочкина разрабатывал под руководством В.М.Ковтуненко и генерального конструктора С.Д.Куликова, возглавившего предприятие в конце 1997 г. «Марс-96» старто- вал в ноябре 1996 г. Однако из-за неполадок в работе разгон- ного блока носителя станция не вышла на траекторию перелета к Марсу и, совершив три витка вокруг Земли, упала в Тихий океан. 1990-е гг. На предприятии в интересах Центрального бан- ка РФ и других финансово-промышленных структур создана система спутниковой связи «Банкир». С середины 1990-х гг. в НПО им. САЛавочкина начались работы по созданию универ- сального разгонного блока «Фрегат» с двигательной установ- кой многократного запуска. За 2000-2014 гг. было проведено 49 успешных запусков блока «Фрегат», 10 из которых были выполнены с космодрома Куру во Французской Гвиане, что по- зволило вывести на околоземные и межпланетные траектории отечественные и международные космические аппараты раз- личного назначения. 2603-2005 гг. НПО им. САЛавочкина руководил гене- ральный конструктор и генеральный директор К.М.Пичхадзе. 2005-2010 гг. Генеральным конструктором и гене- ральным директором НПО им. САЛавочкина был назначен ГМ.Полищук. 2010-2015 гг. Генеральным конструктором и генераль- ным директором НПО им. САЛавочкина являлся В.В.Хартов. 2011 г. В январе под руководством В.В.Хартова был запу- щен геостационарный гидрометеорологический космический комплекс второго поколения «Электро-Л», который обеспечи- вает многоспектральную съемку всего диска Земли в видимом и инфракрасном диапазонах. В июле запущен КА «Спектр-Р» - международная орбитальная астрофизическая обсерватория проекта «Радиоастрон» и малоразмерный научный спутник «Зонд-ПП». 2015 г. Генеральным директором предприятия является САЛемешевский. ПО «Полет» - филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М.В.Хруничева» 1941 г. 4 июля Наркомат авиационной промышленности издает приказ об организации в г. Омске авиационного завода на базе Московского опытно-конструкторского завода № 156 и Тушинского серийного авиационного завода № 81.18 июля на- родный комиссар авиационной промышленности А.И.Шахурин издал приказ об объединении заводов №№ 166,81,156 в один завод с присвоением ему номера 166. Директором назначен А.В.Ляпидевский. 24 июля - день рождения авиационного за- вода № 166. В августе началась досборка опытного самолета- бомбардировщика Ту-2 (103В) и одновременно началась под- готовка к серийному выпуску самолетов-бомбардировщиков Ту-2 (ЮЗУ). 26 сентября директором завода № 166 назначен Л.П.Соколов. 1945 г. 2 июля указом Президиума Верховного Совета СССР за образцовое выполнение заданий правительства по выпуску боевых самолетов завод № 166 награжден орденом Трудового Красного Знамени. 1946 г. 28 сентября директором завода № 166 назначен А.П.Евтеев. 1949 г. 14 мая подписаны постановление Совмина СССР № 1890-700, приказ Министерства авиационной про- мышленности № 373 об организации на заводе № 166 серий- ного выпуска реактивных бомбардировщиков Ил-28.6 августа директором завода № 166 назначен Б.П.Еленевич. 1950 г. Открытое наименование предприятия - «Омский машиностроительный завод». 1955 г. 19 января вышло постановление Совета Мини- стров СССР № 128-69 об организации серийного производства пассажирского реактивного самолета Ту-16 пс (Ту-104) на за- воде №166. 710
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 1957 г. 8 июня директором завода № 166 назначен КАГоловко. 31 декабря вышло постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР № 1475-665, по которому Омскому ма- шиностроительному заводу № 166 поручалось с августа 1958 г. организовать изготовление ракеты Р-12 (8К63). 1959 г. В апреле произведен первый пуск ракеты Р-12 (8К63) производства завода № 166 с полигона Капустин Яр. 25 июня директором завода № 166 назначен Я.В.Колупаев. В октябре вышло Постановление правительства «О постановке производства на заводе № 166 изделия 8К64». 1960 г. В марте запущена в производство ракета Р-16 (8К64). 1961 г. За успешное выполнение заданий правительства по созданию специальной техники 17 июня завод № 166 на- гражден орденом Ленина. 1962 г. Прекращен выпуск ракет Р-12, Р-12У (8К63,8К63У). 1965 г. 1 апреля заводу № 166 присваивается открытое наименование «Омский авиационный завод». 5 октября при- казом Министерства общего машиностроения № 264 омскому заводу № 166 поручалось с апреля 1966 г. освоить серийный выпуск ТПК15Я15 для ракеты УР-100 (8К84, РС-10). 1966 г. В декабре прекращен выпуск ракет Р-16, Р-16У (8К64.8К64У). 1967 г. Осенью собраны первые ракеты УР-100 (8К84, РС-10). 1968 г. 28 декабря приказом МОМ № 400 производство ракет 11К65М («Космос-ЗМ») передается на Омский авиаци- онный завод. 1969 г. В январе запущена в производство ракета-носитель 11К65М («Космос-ЗМ»), В августе изготовлена первая ракета- носитель «Космос-ЗМ» (11К65М). В декабре прекращается производство ракет 8К84У в соответствии с приказом МОМ от 25 декабря 1968 г. 1970 г. 16 декабря указом Президиума Верховного Совета СССР за успешное выполнение пятилетнего плана и организа- цию производства новой техники Омский авиационный завод награжден орденом Октябрьской Революции. 1972 г. 4 октября директором завода № 166 назначен С.С.Бовкун (с 1975 г. - генеральный директор ПО «Полет»), 1975 г. 31 января вышел приказ МОМ о создании на базе Омского авиационного завода и заводского КБ Производствен- ного объединения «Полет». 19 апреля PH «Интеркосмос», изготовленной ПО «Полет», выведен на околоземную орбиту индийский спутник «Ариабата». 1977 г. 17 июня PH «Интеркосмос», изготовленная ПО «Полет», выведена на околоземную орбиту французский спутник «Снег-3». 1978 г. 24 апреля приказом МОМ № 155 ПО «Полет» по- ручается освоение и выпуск РД-170, РД-171 (11Д520,11Д521) для PH «Энергия» и PH «Зенит» в рамках программы создания многоразовой космической системы «Энергия» - «Буран». 1979 г. 7 июня PH «Интеркосмос», изготовленная ПО «Полет», выведена на околоземную орбиту ИСЗ «Бхаска- ра-1» (Индия). 1988 г. 6 февраля генеральным директором ПО «Полет» назначен В.П.Зайцев. 1995 г. 3 февраля осуществлен первый коммерческий за- пуск в России. PH «Космос-ЗМ» попутно выведены на орбиты малые космические аппараты - американский «Файсат-1» и шведский «Астрид-1». В июне генеральным директором ПО «Полет» назначен С.Р.Осмульский. 1998 г. 5 января генеральным директором ПО «Полет» назначен О.П.Дорофеев. 10 декабря PH «Космос-ЗМ» попутно с КА «Надежда» (17Ф118А) осуществлен запуск КА «Астрид-2» (Швеция). 1999 г. 29 апреля PH «Космос-ЗМ» осуществлен группо- вой запуск КА «Абриксас» (Германия) и «Мегсат-1» (Италия). 2000 г. 26 июня PH «Космос-ЗМ» осуществлен попутный запуск с КА «Надежда» (17Ф118А) КА «Снап-1» (Великобри- тания), «Цинхау-1» (Китай). 15 июля PH «Космос-ЗМ» осу- ществлен групповой запуск КА «Квик-Берд» (США), «Чамп» (Германия), «Мита» (Италия). 2002 г. 28 ноября PH «Космос-ЗМ» осуществлен запуск КА «Алсат-1» (Великобритания), «Рубин-3» (Германия). 2003 г. 27 сентября PH «Космос-ЗМ» осуществлен груп- повой запуск КА «Каистсат-4» (Корея), «УК-ДМС» (Велико- британия), «Билсат» (Турция), «Нигериасат-1», «Рубин-4ДСИ» (Германия). 2005 г. 20 января проведен демонстрационный пуск с космодрома Плесецк PH «Космос-ЗМ» с новым обтекателем и аэродинамическими стабилизаторами увеличенных разме- ров для запусков германских КА по программе «Сар-Лупе». На орбиту выведены КА 11Ф627 и МКА «Университетский». 24 октября генеральным директором ПО «Полет» назначен ВАКовалев. 27 октября PH «Космос-ЗМ» осуществлен груп- повой запуск КА «Топсат» (Великобритания), «Чайна-ДМС» (Китай), «ССЕТИ-Экспресс» (Европейское космическое агент- ство), «Сина-1» (Иран). 2007 г. 3 февраля подписан Указ Президента РФ «О фе- деральном государственном унитарном предприятии «Государ- ственный космический научно-производственный центр им. М.В.Хруничева». Документом к ГКНПЦ присоединяются феде- ральные государственные унитарные предприятия: ПО «Полет» 711
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий (г. Омск), Воронежский механический завод, КБ химического ма- шиностроения им. АМИсаева (г. Королев Московской области), Московское предприятие по комплектованию оборудованием «Длина». 4 июня генеральным директором Космического цен- тра В.Е.Нестеровым утвержден Протокол, в принятых решениях которого записано: «Закрепить за ФГУП ПО «Полет» изготовле- ние PH легкого класса «Ангара-1.2» и УРМ-1 PH «Ангара-А5». 2 июля произведен 750-й пуск PH «Космос-ЗМ» производства ПО «Полет». Запущен немецкий КА «САР-Лупе» № 2.1 ноя- бря PH «Космос-ЗМ» выведен на орбиту КА «Cap-Лупе» № 3. 29 декабря генеральным директором ГКНПЦ им. М.В.Хруничева В.Е.Нестеровым выпущен приказ № 477 о создании в составе ГКНПЦ им. М.В.Хруничева филиала «Производственное объ- единение «Полет». Завершена работа по исполнению Указа Президента РФ № 127 от 3 февраля 2007 г. «О федеральном государственном предприятии ГКНПЦ им. М.В.Хруничева» и распоряжения Правительства РФ от 13 февраля 2007 г 2008 г. 5 февраля заместителем генерального директора ФГУП «ГКНПЦ им. М.В.Хруничева», генеральным директором ПО «Полет» - филиала ГКНПЦ им. М.В.Хруничева назначен Г.М.Мураховский. 23 марта PH «Космос-ЗМ» выведен на орби- ту КА «Cap-Лупе» № 4.19 июня PH «Космос-ЗМ» с полигона Капустин Яр осуществлен групповой запуск шести КА системы «Орбкомм». 22 июля PH «Космос-ЗМ» выведен на орбиту КА «Cap-Лупе» № 5. 2009 г. 14 декабря произведен 350-й пуск PH «Протон-М». На орбиту выведены три КА «ГЛОНАСС-М». Впервые первая ступень «Протона» оснащена сухими отсеками производства ПО «Полет». Гаргроты для носителя также были омской сбор- ки. Все последующие PH «Протон-М» выпускаются с участием «Полета». 2010 г. 2 июня PH «Рокот» успешно вывела на орбиту японский космический аппарат «СЕРВИС-2». Впервые ракета оснащена обтекателем, отсеком промежуточным, изготовлен- ными ПО «Полет». Надставка к ТПК также была доработана на «Полете». 27 апреля при помощи PH «Космос-ЗМ» запущен последний КА 11Ф627. Произведен 757-й пуск PH «Космос- ЗМ» производства ПО «Полет». АО «РКЦ «Прогресс» В РКЦ «Прогресс» создано 12 модификаций PH среднего класса типа «Восток», «Молния», «Союз». Первая и вторая ступени PH, которая вынесла 12 апреля 1961 г. на орбиту пер- вый пилотируемый корабль «Восток» с космонавтом Юрием Гагариным, были сделаны в г. Куйбышеве на заводе № 1. В этом же году завод был переименован в завод «Прогресс» Созданные на базе легендарной ракеты Р-7 современные PH «Союз» до настоящего времени остаются самым надежным и экономичным средством доставки в космос пилотируемых и грузовых космических кораблей и большинства отечествен- ных космических аппаратов в рамках ФКП РФ. Предприятием разработано 30 типов КА в интересах национальной безопас- ности и для решения научных и социально-экономических за- дач. Осуществлено более 1845 пусков PH, изготовленных РКЦ «Прогресс». На рабочие орбиты выведено более 980 аппаратов собственной разработки. 1894 г. Немецкий предприниматель Юлий Меллер основал в Москве мастерскую по сборке и ремонту велосипедов, пре- образованную впоследствии в велосипедную фабрику «Дуке» В последующие годы предприятие выпускает мотоциклы, аэро- сани, аэропланы, автомобили, дирижабли. 1910 г. На заводе был изготовлен первый российский во- енный дирижабль «Кречет». 1913 г. Завод переходит на производство самолетов. Всего до 1940 г. заводом освоено производство 23 типов самолетов. 1919 г. Завод «Дуке» переименован в Государственный авиационный завод № 1. 1941 г. Государственный завод № 1 им. Сталина эвакуи- рован в г. Куйбышев и с 28 октября возобновил свою деятель- ность под руководством директора А.Т.Третьякова и главного инженера В.Я.Литвинова. 1958 г. По инициативе генерального конструктора С.П.Королева и директора завода В.Я.Литвинова правитель- ством принято постановление об организации серийного выпу- ска МБР. Первая из них 17 февраля 1959 г. успешно стартовала с космодрома Байконур. 1959 г. 23 июля С.П.Королевым в структуре ОКБ-1 созда- ется отдел № 25 для конструкторского сопровождения произ- водства ракет Р-7. 1960 г. Отдел № 25 преобразуется в филиал № 3 ОКБ-1. Начальником и главным конструктором филиала назначается Д.И.К03Л0В. 1961 г. Ракетой-носителем «Восток» выведен на около- земную орбиту космический корабль с первым в мире космо- навтом Ю.АГагариным. Первая и вторая ступени ракеты-но- сителя были изготовлены на государственном авиационном заводе №1. 1962 г. Запуск первого изготовленного заводом «Про- гресс» КА «Зенит-2». 1963 г. Первый пуск ракеты-носителя 11А57 «Восход». Это первая полностью самостоятельная разработка куйбы- 712
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий шевского филиала № 3 ОКБ-1. Первый запуск космического аппарата «Зенит-4», разработанного филиалом № 3 ОКБ-1 и изготовленного заводом «Прогресс». 1964 г. Филиал № 3 ОКБ-1 становится головным от- ечественным конструкторским бюро по созданию PH среднего класса и КА дистанционного зондирования Земли. 1966 г. Первый пуск ракеты-носителя «Союз», разра- ботанной филиалом № 3 ОКБ-1 и изготовленной заводом «Прогресс». 1973 г. Первый запуск космического аппарата «Бион» для биологических исследований. Разработчик - КФ ЦКБЭМ, из- готовитель - завод «Прогресс». 1974 г. Филиал № 3 ОКБ-1 получил статус самостоя- тельного предприятия - Центрального специализированного конструкторского бюро (ЦСКБ). Руководителем ЦСКБ являлся ЯИ.Козлов. Первый запуск космического аппарата «Янтарь- 2К», разработанного ЦСКБ, изготовленного заводом «Про- гресс». 1985 г. Первый запуск космического аппарата «Фотон» для исследований в области космического материаловедения Разработчик - ЦСКБ, изготовитель - завод «Прогресс». 1990-е гг. Начата глубокая модернизация PH «Союз», ре- зультатом стало появление двух новых модификаций «Союз-2- 1а» и «Союз-2-16» с повышенными энергетическими характе- ристиками и цифровой системой управления. 1996 г. Указом Президента РФ образован Государствен- ный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» путем слияния Самарского завода «Про- гресс» и ЦСКБ. Генеральным директором - генеральным кон- структором ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» назначен ЯИ.Козлов. 1999 г. Первый запуск с космодрома Байконур четырех космических аппаратов цифровой телекоммуникационной си- стемы Globalstar (США) ракетой-носителем «Союз-У» с бло- ком выведения «Икар». Всего осуществлено 6 таких запусков. 2003 г. Предприятие возглавил д.т.н., профессор А.Н.Кирилин. 2004 г. Осуществлен первый пуск новой ракеты-носителя «Союз-2-1а» с космодрома Плесецк. 2005 г. Подписан контракт между Федеральным косми- ческим агентством и французским предприятием Arianespas по проекту «Союз» в Гвианском космическом центре». Для эксплуатации в Гвианском космическом центре специально разработана модификация новой ракеты-носителя «Союз-2» - PH «Союз-СТ». 2006 г. Осуществлен запуск уникального космического ап- парата дистанционного зондирования Земли нового поколения «Ресурс-ДК1». Состоялся первый запуск новой ракеты-носите- ля «Союз-2-16» с космодрома Байконур. 2011 г. С космодрома Куру во Французской Гвиане состо- ялся первый запуск PH «Союз-СТ-Б» с двумя европейскими спутниками «Галилео-IOV». 2013 г. Запущен космический аппарат дистанционного зондирования земли нового поколения «Ресурс-П» № 1. Осуществлен первый запуск новой ракеты легкого класса «Союз-2-1 в». 2014 г. ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» преобразова- но в Открытое акционерное общество «РКЦ «Прогресс» (ОАО «РКЦ «Прогресс»). ГКНПЦ им. М.В.Хруничева Конструкторское бюро «Салют» 1992 г КБ «Салют» (генеральный конструктор - началь- ник КБ - ДАПолухин) совместно с немецкой фирмой Daimler Benz Aerospace выиграли международный конкурс на создание экспериментального КА Express-DARA («Экспресс»). 1993 г. В марте в КБ «Салют» начаты работы по разработ- ке экспериментального КА «Экспресс». Распоряжением Пре- зидента Российской Федерации № 421-РП от 7 июня 1993 г. и проектом приложения к нему образован Государственный кос- мический научно-производственный центр им. М.В.Хруничева (является правопреемником Конструкторского бюро «Салют» и Машиностроительного завода им. М.В.Хруничева). Генераль- ным директором ГКНПЦ назначен А.И.Киселев (исполнял обя- занности до 2001 г.), генеральным конструктором КБ «Салют» назначен АКНедайвода (исполнял обязанности до 2003 г.). 1995 г. В январе запущен КА «Экспресс» на PH M-3S11 (полигон Кагошима, Япония). В результате отклонений на второй ступени ракета не смогла выйти на расчетную орбиту 240 х 400 км. В результате этого КА «Экспресс» совершил не- управляемый сход с орбиты, предположительно разрушился и затонул в районе островов Кирибати, в юго-восточной части Ти- хого океана. Долгое время (до конца ноября 1995 г.) так дума- ли в Центре управления полетом DLR в Оберпфаффенхофене (Германия). В ноябре этого года в Гане случайно была обна- ружена сохранившаяся возвращаемая капсула КА «Экспресс». 1996 г. Найденная в Гане возвращаемая капсула КА «Экс- пресс» выставлена на обозрение на авиационно-космической выставке ILA-96 (г. Берлин). 1998 г. В КБ «Салют» в инициативном порядке начаты ра- боты по созданию унифицированной космической платформы для малых КА. 713
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 1999 г. По приказу генерального директора ГКНПЦ № 101 от 9 июня 1999 г. начаты работы по созданию КА «Монитор-Э» на базе унифицированной платформы. 2000 г. Государственный космический научно-производ- ственный центр им. М.В.Хруничева 6 января переименован в Федеральное государственное унитарное предприятие «Госу- дарственный космический научно-производственный центр им. М.В.Хруничева». 2001 г. Генеральным директором ФГУП «Государ- ственный космический научно-производственный центр им. М.В.Хруничева» назначен ААМедведев, исполнял обязан- ности до 2005 г. 2003 г. Начальником КБ «Салют» - первым заместите- лем генерального конструктора ГКНПЦ им. М.В.Хруничева назначен Ю.О.Бахвалов (с 2012 г. - генеральный конструктор КБ «Салют», заместитель генерального директора ГКНПЦ им. М.В.Хруничева). 2004 г. Подписан контракт с Акционерным обществом «Республиканский центр космической связи» Республики Ка- захстан и начаты работы по созданию КА связи KazSat. 2005 г. 26 августа с помощью PH «Рокот» с РБ «Бриз- КМ» с космодрома Плесецк запущен КА «Монитор-Э». Гене- ральным директором ФГУП «Государственный космический научно-производственный центр им. М.В.Хруничева» назначен В.Е.Нестеров, исполнял обязанности до 2012 г. 2006 г. 18 июня с космодрома Байконур PH «Протон-К» с РБ ДМ1 запущен КА связи KazSat. В конце года подписан кон- тракт с ФГУП «Космическая связь» и начаты работы по созда- нию КА связи «Экспресс-МД1» и «Экспресс-МД2». 20 октября подписан контракт с Акционерным обществом «Республикан- ский центр космической связи» Республики Казахстан и начаты работы по созданию КА связи KazSat-2. 2009 г. В январе КА связи KazSat выведен из эксплуата- ции. 11 февраля с космодрома Байконур PH «Протон-М» с РБ «Бриз-М» в парном пуске запущены КА связи «Экспресс- МД1» и КА «Экспресс-АМ44» разработки ОАО «ИСС». 2011 г. 21 февраля КА «Монитор-Э» выведен из эксплу- атации. 16 июля с космодрома Байконур PH «Протон-М» с РБ «Бриз-М» в парном пуске запущены КА связи KazSat-2 и КА 0S-2 (США). КА KazSat-2 функционирует по настоящее время. 2012 г. 6 августа с космодрома Байконур PH «Протон-М» с РБ «Бриз-М» в парном пуске запущены КА связи «Экспресс- МД2» и КА TELC0M3. Вследствие аварии РБ «Бриз-М» кос- мические аппараты не были выведены на геостационарную орбиту. КА «Экспресс-МД2» был признан потерянным. Гене- ральным директором ФГУП «Государственный космический научно-производственный центр им. М.В.Хруничева» назначен А.И.Селиверстов, исполнял обязанности до августа 2014 г. 2013 г. Заместителем генерального директора ГКНПЦ им. М.В.Хруничева, генеральным конструктором - начальни- ком КБ «Салют» назначен Ю.О.Бахвалов. 26 августа КА связи «Экспресс-МД1» выведен из эксплуатации. 2014 г. Исполняющим обязанности генерального дирек- тора ФГУП «Государственный космический научно-производ- ственный центр им. М.В.Хруничева» назначен А.В.Калиновский. ЦНИИ РТК 1965 г. 23 марта Лаборатории технической кибернетики кафедры автоматики и телемеханики Ленинградского поли- технического института им. М.И.Калинина (ЛПИ) под руковод- ством Евгения Ивановича Юревича выдано техническое зада- ние на гамма-лучевой высотомер (в дальнейшем - «Кактус») для управления двигателями мягкой посадки космических кораблей «Союз». 7 июля заключен первый хозяйственный до- говор № 435/1180 между кафедрой автоматики и телемеханики ЛПИ и ОКБ-1 (ныне ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королева») на разработку системы «Кактус». 1966 г. Весной проведены первые самолетные испытания системы «Кактус» в составе спускаемого аппарата «Союз». В августе в структуре ЛПИ на базе лаборатории технической кибернетики кафедры автоматики и телемеханики создано на- учно-исследовательское отделение технической кибернетики, подчиненное проректору по научно работе. Первая штатная работа системы «Кактус» в составе беспилотного спускаемого аппарата «Союз» (авария на старте и срабатывание системы аварийного спасения спускаемого аппарата). 1968 г. 29 января создано Особое конструкторское бюро тех- нической кибернетики (ОКБ ТК) при Ленинградском политехни- ческом институте им. М.И.Калинина (приказ министра высшего и среднего специального образования РСФСР № 15сс). Началь- ником - главным конструктором ОКБ ТК назначен Е.И.Юревич. 30 октября - первая штатная работа системы «Кактус» в составе космического корабля «Союз-3» с космонавтом Г.Т.Береговым. 1970 г. 16 сентября - работа системы «Квант» управления мягкой посадкой автоматической станции «Луна-16», доставив- шей на Землю образцы лунного грунта. На этой станции работа- ли также системы контроля забираемого грунта РУНП и РУНК. 1971 г. Создание системы ручной стыковки «Арс» для ко- раблей «Союз» и орбитальной станции «Салют». Создание и первые штатные работы приборов контроля бортовых систем энергоснабжения космических аппаратов. 714
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 1972 г. 28 июня вышло Постановление ГКНТ СССР № 295 «О создании промышленных роботов в стране», научным ру- ководителем - главным конструктором по этой проблеме на- значен Е.И.Юревич. Проведены летно-конструкторские испыта- ния системы «Иней» контроля подачи компонентов топлива в реактивные двигатели. 1973 г. 27 июля принято Решение ВПК № 200 о развитии фотонной техники и головной роли ОКБ ТК. ГКНТ СССР ут- вержден первый «Координационный план по созданию робо- тов для механизации и автоматизации процессов производства в промышленности (проблема 0.16.575)», разработанный в ОКБТК. 1974 г. 22 июля принято Постановление Совета Мини- стров СССР № 583, которым ОКБ ТК определено головной организацией в стране по разработке промышленных робо- тов для машиностроения. В состав космических кораблей «Союз» введена система контроля аварийной разгерметизации «Дюза-1 М», в состав орбитальных космических станций типа «Мир» - сигнализатор давления ДСД. 1975 г. Выход монографии «Фотонные системы управ- ления и измерения для авиационной и ракетно-космической техники» под ред. Е.И. Юревича. 1976 г. Разработаны системы магнитной навигации «Кедр» для космических кораблей, «Скат» для подводных ло- док и «Инвариант» для самолетов. 1977 г. 21 ноября вышло постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР № 1006-323, которым ОКБ ТК опреде- лено головной организацией по специальной робототехнике. Введение в состав орбитальных космических станций «Мир» системы контроля герметичности типа «Дюза». 1979 г. Начало серийного производства на Черниговском приборостроительном заводе унифицированных приборов контроля энергосистем для отечественных космических аппа- ратов. 1981 г. 24 июня вышло Распоряжение Совета Министров СССР № 1225-р о преобразовании ОКБ ТК в ЦНИИ РТК. 1982-1985 гг. Работа параметрического высотомера «Аргон» в составе геофизических ракет, запускаемых по меж- дународной программе «Вертикаль». 1985 г. Создана система бортовых манипуляторов «Аист» для многоразового космического корабля «Буран». 1987 г. 8 марта В.М.Николаев назначен директором - главным конструктором ЦНИИ РТК. 1988 г. Создана унифицированная система энергоснаб- жения с ресурсом более 5 лет для беспилотных орбитальных космических аппаратов. 1989 г. В эксплуатацию введены объемные и плоскостные испытательные стенды для космических манипуляторов. 1991 г. Разработано математическое и программное обе- спечение адаптивной системы управления манипулятора мно- горазовой космической системы «Буран». Разработана ком- пьютерная имитационная динамическая модель космического манипулятора многоразовой космической системы «Буран» для Центра подготовки космонавтов. 19 декабря В. А. Полота на- значен директором - главным конструктором ЦНИИ РТК. 1994 г. 5 июня ЦНИИ РТК присвоен статус Государствен- ного научного центра РФ (Постановление Правительства РФ № 648). Создан наземный прототип космического робота «Циркуль» для наружного обслуживания космических станций. 1995 г. Разработана адаптивная система управления маке- та космического шагающего манипулятора «Циркуль». 1997 г. В октябре проведен эксперимент по управле- нию космическим манипулятором на динамическом стенде ЦНИИ РТК из г. Турин (Италия) через трансевропейскую ATM сеть JAMES в рамках международного аэрокосмического фо- рума IAF-97. 1998 г. Создана система «Кактус-2В» управления мягкой посадкой космических кораблей типа «Союз ТМ». Проведены испытания на борту орбитальной станции «Мир» комплекса из- мерения параметров разреженной атмосферы «Индикатор». 1999 г. Создан переносной индикатор мест разгерметиза- ции космических объектов в условиях открытого космоса для МКС. 2002 г. Создана система «СКОСА» контроля давления собственной атмосферы для телекоммуникационных спутни- ков «Ямал». 2007 г. Создан Центр космической информации для мо- ниторинга обстановки в Северо-Западном регионе РФ на базе спутников ДЗЗ высокого и сверхвысокого пространственного разрешения. 2008 г. Разработаны элементы системы управления (управления от рукояток и цифровых регуляторов) американ- ского космического манипулятора международной космиче- ской станции для его моделирования в НПО «Энергия». 2009 г. 25 декабря директором - главным конструктором ЦНИИ РТК назначен к.э.н. А.В.Лопота (приказ руководителя Федерального агентства по науке и инновациям № 910-р). 2010 г. Проведены исследования в рамках космического эксперимента «Контур». Разработано математическое и про- граммное обеспечение в космическом эксперименте «Контур» по управлению расположенным на международной космиче- ской станции космическим манипулятором Rokviss. 715
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 2011 г. Разработан технический облик математического и программного обеспечения автономной адаптивной системы управления космического технологического робота с техниче- ским зрением, силомоментным управлением, интеллектуаль- ным управлением. 30 декабря ЦНИИ РТК преобразован в Фе- деральное государственное автономное научное учреждение «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструк- торский институт робототехники и технической кибернетики» (Приказ министра образования и науки РФ № 2912). ФГУП ЦНИИмаш 1946 г. 13 мая подписано Постановление Совета Мини- стров СССР по вопросам реактивного вооружения и созданию в Министерстве вооружения СССР Научного исследовательско- го института реактивного вооружения и Конструкторского бюро на базе завода № 88. 9 августа подписан приказ МВ СССР о назначении С.П.Королева главным конструктором «изде- лия № 1» (так была зашифрована первая советская баллисти- ческая ракета), начальником 3-го отдела СКВ НИИ-88, основ- ной тематикой которого была разработка баллистических ракет дальнего действия. 15 августа подписан приказ МВ СССР о назначении первым директором НИИ-88 Л.Р.Гонора (работал в этой должности до 18 августа 1950 г.). 26 августа подписан приказ МВ СССР о структуре НИИ-88, включающей научно- исследовательскую часть с лабораториями, СКБ-88, опытный завод и испытательную станцию. Этим же приказом образован Ученый совет института. 31 августа вышел приказ министра Во- оруженных Сил СССР о передаче острова Городомля (озеро Селигер) Министерству вооружения СССР, приказ МВ СССР о принятии в состав НИИ-88 всех строений острова Городомля, а также трех строений в г. Осташкове и организации филиа- ла № 1 НИИ-88.16 ноября подписан приказ МВ СССР о созда- нии в районе г. Загорска (ныне - г. Сергиев Посад) станции для огневых испытаний ЖРД (филиала № 2 НИИ-88). 1950 г. 25 апреля вышло распоряжение СМ СССР (приказ МВ СССР от 26 апреля) о создании на базе СКВ НИИ-88 двух КБ: ОКБ-1 главного конструктора С.П.Королева по разработ- ке БРДД и ОКБ-2 главного конструктора Е.В.Синилыцикова по разработке зенитных управляемых ракет. 25 мая подписан при- каз МВ СССР о назначении С.П.Королева начальником и глав- ным конструктором ОКБ-1 НИИ-88.18 августа подписан при- каз МВ СССР о назначении директором НИИ-88 К.Н.Руднева (в этой должности был до 16 мая 1952 г.). 1952 г. 10 марта вышло постановление СМ СССР (приказ МВ СССР от 13 марта, приказ директора от 18 марта) об орга- низации в НИИ-88 ОКБ-2 на базе отдела № 9 и ОКБ-3 на базе отделов № 6 и № 18. Главным конструктором и начальником ОКБ-2 назначен А.М.Исаев, главным конструктором и началь- ником ОКБ-3 - Д.Д.Севрук. 16 мая подписан приказ МВ СССР о назначении директором НИИ-88 МКЯнгеля (работал в этой должности до 30 октября 1953 г). 1953 г. 30 октября подписан приказ Министерства обо- ронной промышленности СССР о назначении директором НИИ-88 А.С.Спиридонова (работал в этой должности до 3 ав- густа 1959 г.). 1954 г. 20 мая вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР о разработке, изготовлении и испытаниях МБР Р-7 при голов- ной роли ОКБ-1 НИИ-88 (главный конструктор - С.П.Королев). 9 июля подписан приказ МОП СССР о назначении С.П.Королева заместителем директора НИИ-88 по НИОКР в обеспечение соз- дания ракеты Р-7. 1955 г. 3 февраля вышло постановление СМ СССР о пору- чении НИИ-88 выполнить НИР по созданию ракет, стартующих из подводного положения. 1956 г. 30 января вышло постановление СМ СССР о соз- дании искусственного спутника Земли и запуске его с помо- щью PH, сделанной на основе МБР Р-7. Головной исполнитель - ОКБ-1 НИИ-88. 20 апреля подписан указ Президиума Вер- ховного Совета СССР о награждении НИИ-88 орденом Ленина 13 августа вышло распоряжение СМ СССР (приказ МОП СССР от 14 августа 1956 г.) о выделении из НИИ-88 ОКБ-1 с заво- дом № 88 (ныне - РКК «Энергия» им. С.П.Королева) и фили- ала № 2 (НИИ химического машиностроения, ныне - Научно- испытательный центр ракетно-космической промышленности). 1958 г. 8 декабря подписан приказ ГКОТ об объединении ОКБ-2 и ОКБ-3 НИИ-88 в единое ОКБ, присвоив ему наимено- вание ОКБ-2 НИИ-88. 1959 г. 16 января подписан приказ ГКОТ о выделении ОКБ-2 (А.М.Исаева) из НИИ-88 в самостоятельную органи- зацию (ныне КБ - химического машиностроения). 3 августа подписан приказ ГКОТ о назначении директором НИИ-88 ГАТюлина (работал в этой должности до 17 июля 1961 г). 1960 г. 12 мая подписан приказ ГКОТ (приказ НИИ-88 от 1 июня 1960 г.) об организации в НИИ-88 вычислительного центра. 1961 г. 31 июля подписан приказ ГКОТ о назначении ди- ректором НИИ-88 ЮАМозжорина (работал в этой должности до 22 ноября 1990 г). 1965 г. 2 марта вышли указ Президиума Верховного Совета СССР, постановление ЦК КПСС и СМ СССР о создании Мини- стерства общего машиностроения (МОМ СССР), под эгидой ко- 716
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий торого объединялись все основные научно-исследовательские, опытно-конструкторские и производственные предприятия по РКТ (в т.ч. НИИ-88). Министром назначен С.А.Афанасьев. 10 ок- тября подписан приказ МОМ СССР о возложении на ЦНИИмаш обязанностей головной организации по методическому руковод- ству вопросами обеспечения надежности ракетных комплексов на всех этапах их создания. 25 октября вышло Постановление ЦК КПСС и СМ СССР (приказ МОМ от 22 ноября) «О развитии координационно-вычислительного центра НИИ-88». 1966 г. 6 марта вышел приказ МОМ о новом откры- том наименовании института с 1 января 1967 г. - Централь- ный научно-исследовательский институт машиностроения (ЦНИИмаш). 22 июля подписан приказ МОМ о выделении из НИИ-88 5-го комплекса и образовании на его базе НИИ изме- рительной техники (ныне - НПО измерительной техники). 1969 г. 20 марта подписан приказ МОМ СССР обязывал ЦНИИмаш выдавать заключения о допуске изделий отрасли к ЛКИ. 18 августа вышел приказ МОМ СССР о создании при ЦНИИмаш отраслевого координационного совета по прочно- сти, в состав которого были включены представители 21 ор- ганизации министерства. Председателем совета назначен А.В.Кармишин. 1970 г. Согласно приказу МОМ СССР от 11 сентября, ин- ституту поручено научно-методическое руководство работами по стандартизации и унификации ракетных комплексов и их элементов. Образовано Центральное конструкторское бюро стандартизации. 1972 г. 31 августа подписаны решения коллегий МОМ СССР (от 24 мая 1973 г.) о возложении на институт задач по разработке и обоснованию перспектив развития и использо- вания экспериментальной базы отрасли. 1973 г. 5 января вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР (приказ МОМ от 12 января, приказ директора от 25 января) об организации в ЦНИИмаш советского Центра управления полетом пилотируемых кораблей «Союз-М». 22 мая подписано постановление ЦК КПСС и СМ СССР (приказ МОМ от 14 июня 1973 г.) о создании на базе комплекса № 7 ЦНИИмаш филиала института - организации «Агат». 1974 г. 25 октября в институте открыта мемориальная до- ска, посвященная М.К.Янгелю. 1975 г. 20 января подписан приказ МОМ о создании на базе отделения № 03 ЦНИИмаш самостоятельного Централь- ного научно-исследовательского института материаловедения (ныне - НПО «Композит»), 1976 г. 15 января подписан указ Президиума Верхов- ного Совета СССР о награждении ЦНИИмаш орденом Ок- тябрьской Революции за успешную реализацию программы «Союз-Аполлон». 5 марта подписан приказ МОМ СССР воз- лагал на ЦНИИмаш координацию работ по созданию и вне- дрению в организациях отрасли автоматических систем про- ектирования. 28 июня принято Решение Комиссии Президиума СМ СССР по военно-промышленным вопросам (приказ МОМ от 9 июля 1976 г., приказ директора от 19 ноября 1976 г.) о назначении ЦНИИмаш головным по разработке и изучению научных проблем космической технологии и обоснованию пер- спективных направлений ее развития. 1983 г. 19 июня принято Решение ВПК СМ СССР о воз- ложении на ЦУП ЦНИИмаш обязанностей Главного баллисти- ческого центра управления на всех этапах полета многоразовой космической системы «Энергия» - «Буран» от старта PH до посадки орбитального корабля на посадочную полосу космо- дрома Байконур. 1990 г. 22 ноября подписан приказ МОМ о назначении В.Ф.Уткина директором ЦНИИмаш (работал в этой должности до 15 февраля 2000 г.). 1994 г. 20 мая подписан приказ директора об организации и выпуске первого номера журнала «Космонавтика и ракето- строение». 1998 г. 15 апреля подписан приказ директора о введении в действие с 15 апреля полного наименования предприятия - Федеральное государственное унитарное предприятие «Цен- тральный научно-исследовательский институт машинострое- ния». 2000 г. 23 февраля подписан приказ Российского кос- мического агентства о назначении директором института Н.А.Анфимова (работал в этой должности до 16 января 2008 г.). 2003 г. 10 июля в ЦНИИмаш открыта мемориальная доска Ю.А.Мозжорину (1920-1998 гг.). 17 октября открыта мемори- альная доска В.Ф.Угкину (1923-2000 гг.). 2005 г. 22 октября принято постановление Правительства РФ об утверждении Федеральной космической программы России на 2006-2015 гг. (головной разработчик - ЦНИИмаш). 2007 г. 1 февраля подписан приказ руководителя Роскос- моса о введении в действие Стратегии развития ракетно-кос- мической промышленности на период до 2015 г (головной разработчик - ЦНИИмаш). 16 апреля подписан приказ гене- рального директора о создании в составе ЦНИИмаш Инфор- мационно-аналитического центра координатно-временного и навигационного обеспечения (ИАЦ КВНО). 2008 г. 27 февраля подписан приказ Роскосмоса о назна- чении генеральным директором института Г.Г.Райкунова (рабо- тал в этой должности до 27 февраля 2013 г.). 13 мая открыт 717
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий памятник ЮАМозжорину в г. Королеве на площади, носящей его имя. 11 июля подписано решение коллегии Роскосмоса об одобрении системного проекта космодрома «Восточный» (го- ловной разработчик - ЦНИИмаш). 2009 г. 13 января подписан приказ руководителя Феде- рального космического агентства о возложении на ЦНИИмаш функций головной организации в Федеральной системе сер- тификации космической техники. 20 февраля подписан при- каз Роскосмоса об определении ФГУП ЦНИИмаш головной организацией отрасли по обеспечению экспериментальной отработки изделий РКТ. 6 мая подписан приказ Роскосмоса о возложении на ЦНИИмаш функций головной организации от- расли по системе обеспечения качества и надежности изделий ракетной и ракетно-космической техники. 2012 г. 9 июня оргкомитетом Международного Форума «Инновации и развитие» почетный диплом победителю Все- российского конкурса «100 лучших предприятий и организаций России - 2012» присужден ЦНИИмаш в номинации «Лучшее предприятие среди научно-исследовательских институтов и ор- ганизаций России». 2013 г. 28 июня подписан приказ о назначении с 1 июля генеральным директором института Н.Г.Паничкина. 2014 г. Генеральным директором института является АГ.Мильковский. ФГУП «ЦНИРТИ имени академика А.И.Берга» ФГУП «ЦНИРТИ имени академика А.И.Берга» (совре- менное наименование) было образовано постановлением Государственного Комитета Обороны СССР от 4 июля 1943 г. ГК0-№3686сс как Всесоюзный НИИ радиолокации (ВНИИ радиолокации). Ведомственная подчиненность ВНИИ радиоло- кации была определена по вновь созданному Главному управ- лению по радиолокации Наркомата электропромышленности СССР. В годы войны институт стал основным среди отечествен- ных институтов, где выполнялись государственные задания по разработке радиолокационной техники. Поводом к созданию института явилась необходимость иметь в нашей стране единый научно-технический центр по проблемам радиолокации, доказавшей к тому времени свою высокую эффективность при проведении боевых операций в различных условиях. Одновременно были организованы НИИ-160 (Электровакуумный институт), ПКБ-170 (Проектно- конструкторское бюро по радиолокации) и факультет по радио- локации в МЭИ. Для координации и управления всеми рабо- тами в области радиолокации при Государственном комитете обороны создавался Совет по радиолокации. Во главе Совета был поставлен член ГКО Г.М.Маленков, а его единственным за- местителем вскоре стал АИ.Берг, практически руководивший работой Совета. 1943 г. 13 сентября институту по радиолокации присваива- ется номерное наименование «Всесоюзный научно-исследова- тельский институт № 108» (ВНИИ-108) и Аксель Иванович Берг практически становится исполняющим обязанности директора ВНИИ-108. Создание ВНИИ-108 можно полноправно назвать начальным этапом отечественной научной и производствен- ной радиоэлектроники. А.И. Бергу удалось в кратчайшие сроки привлечь к работе в созданном институте крупнейших ученых в области радиотехники, физики и математики, таких как ака- демики БАВведенский, В.А.Фок, член-корр. АН СССР (позд- нее - академик) М.А.Леонтович, профессору А.М.Кугушев, М.С.Нейман, И.С.Джигит, И.С.Гоноровский, С.Г.Калашников и др. Среди них были и пионеры отечественной радиоло- кации - создатели первой импульсной РЛС Н.Я.Чернецов и П.А.Погорелко. На 1 декабря 1944 г. в институте работали уже 542 сотрудника, из которых 247 человек являлись представи- телями инженерно-технического состава. Институт начал вы- полнять плановые работы, направленные на радиотехническое оснащение Красной Армии. 1944-1946 гг. Директор института - П.З.Стась. 18 июля ВНИИ-108 присвоено наименование Центральный научно-ис- следовательский институт № 108 (ЦНИИ-108). После окончания войны ЦНИИ-108 был передан Комитету радиолокации Совета Министров СССР, а А.И.Берг был назначен начальником ин- ститута. 1946-1947 гг. Директор института - С.М.Владимирский. 1947 г. С июня институт подчинен Спецкомитету № 3 - Ко- митету по радиолокации при Совете Министров СССР. 1947-1957 гг. Директор института- А.И.Берг. 1948 г. 20 декабря ЦНИИ-108 присвоено открытое наиме- нование «Предприятие п/я 2312». 1949 г. С12 октября институт подчинен Министерству Воо- руженных Сил СССР (с 25 февраля 1950 г. - Военное Министер- ство СССР, с 15 марта 1953 г. - Министерство обороны СССР). 1950 г. 20 ноября предприятию п/я 2312 (закрытое наи- менование - ЦНИИ-108) присвоено открытое наименование «Войсковая часть 51011», закрытое наименование сохранено. В ЦНИИ-108 сформировались мощные коллективы опытных специалистов в области разработки новой техники по различ- ным направлениям, что в дальнейшем позволило не только создать ряд новых организаций по важнейшим направлениям, но и укрепить кадрами существующие. Для организации пред- 718
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий приятий по новым направлениям развития техники из институ- та была откомандирована большая группа специалистов, в т.ч. А.А. Расплетин и Б.В.Бункин. 1952 г. Группа специалистов института (Н.И.Оганов, Р.М. Ворон- ков и др.) была переведена в радиотехнический институт АН СССР. 1954 г. В связи с организацией Института радиотехники и электроники (ИРЭ) АН СССР из ЦНИИ-108 была откомандирова- на еще одна большая группа специалистов (С.ГКалашников и др.). 1957 г. Создан филиал института в Калужской области, позднее ставший Калужским научно-исследовательским радио- техническим институтом (КНИРТИ), в который были направле- ны на работу многие сотрудники ЦНИИ-108. В сентябре при- нимается решение о создании филиала института на базе 93-го испытательного полигона (Директива ГШ СА № орг. 7.64156 от 20 августа 1957 г.). К этому времени в институте начинает развиваться направление по разработке средств создания по- мех для противодействия радиолокаторам. Это направление, зародившееся с началом работ по повышению помехоустойчи- вости создаваемых радиолокаторов, было активно поддержано руководителем института А.И.Бергом и требовало существен- ного расширения работ в этой области. Поскольку в Москве уже сформировался ряд институтов, специализирующихся по разработке РЛС, то было принято решение о передаче радио- локационной тематики в эти институты. 1957-1958 гг. Директор института-А.Д.Батраков. 1958 г. Начал функционировать филиал института по раз- работке РЛС дальнего действия, ставший позднее НИИ дальней активной радиолокации (НИИДАР), в который было переведе- но 267 сотрудников ЦНИИ-108, в т.ч. В.П.Сосульников. 4 июня ЦНИИ-108 передан из МО СССР в Государственный Комитет по радиоэлектронике при СМ СССР. 1958-1964 гг. Директор института - П.С.Плешаков. 1959 г. 6 августа институту вновь присвоено открытое наи- менование «Предприятие п/я 2312» при сохранении закрытого наименования. 1960-е гг. В связи с возникновением Министерства про- мышленности средств связи, произошло уточнение задач в области название радиоэлектронной борьбы. За ЦНИИ-108 были оставлены задачи РЭБ с радиотехническими системами и средствами. В деятельности института начинается новый этап. Из института по радиолокации он превращается в институт по борьбе с радиолокацией. Это стало главным направлением де- ятельности института. 1964-1968 гг. Директор института - Н.П.Емохонов. 1965 г. 2 марта ЦНИИ-108 введен в состав Министерства радиопромышленности СССР. 1966 г. На институт возлагаются обязанности головной организации в министерстве по направлению РЭБ. 1967 г. 1 января предприятие п/я 2312 переименовано в Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт (ЦНИРТИ). В конце года Правительством СССР ин- ституту поручено создание активных средств борьбы с радио- и радиотехнической разведкой (РР и РТР). 1968-1985 гг. Директор института - Ю.Н.Мажоров. За создание эффективных средств преодоления системы ПРО противника сотрудникам ЦНИРТИ были присуждены Государ- ственные премии. 1969 г. 29 августа Указом Президиума Верховного Сове- та СССР за заслуги в создании и производстве новой техники ЦНИРТИ награжден орденом Ленина. 1986-1987 гг. Директор института - ЮАСпиридонов. 1987-2003 гг. Директор института - АНШулунов. 1991 г. 14 ноября ЦНИРТИ передан Министерству про- мышленности РСФСР. 1992 г. 28 августа ЦНИРТИ переименован в Государствен- ный центральный научно-исследовательский радиотехнический институт (ГосЦНИРТИ). С осени ГосЦНИРТИ передан в Комитет РФ по оборонным отраслям промышленности (с 10 сентября 1993 г. - Государственный комитет по оборонным отраслям промышленности, с 8 мая 1996 г. - Министерство оборонной промышленности РФ). 1997 г. 17 марта Министерство оборонной промышлен- ности РФ ликвидировано. Институт передан в Министерство экономики РФ. 1999 г. 30 июля образовано Российское агентство по системам управления (РАСУ). Институт передан в его веде- ние. 3 августа ГосЦНИРТИ переименован в Федеральное Государственное унитарное предприятие «Центральный на- учно-исследовательский радиотехнический институт» (ФГУП «ЦНИРТИ»), 2003 г. 9 октября РАСУ упразднено, вместо него созда- но Управление радиоэлектронной промышленности и средств управления в составе Федерального агентства по промыш- ленности России (Роспром). Институт подчинен указанному Управлению. 2003-2004 гг. Директор института - Г.В.Казанцев. 2004 г. 18 марта ФГУП «ЦНИРТИ» присвоено имя ака- демика Акселя Ивановича Берга. 28 декабря распоряжением Правительства РФ ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга» передано в подчинение Федерального космического агентства. 2004-2005 гг. Директор института - С.НЛукьянов. 719
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 2005-2015 гг. Генеральный директор ФГУП «ЦНИРТИ» - Б.С.Лобанов. 2015 г. С марта исполняющий обязанности генерального директора института - А.В.Шпак. ФГУП «цэнки» (Конструкторское бюро общего машиностроения им. В.П.Бармина) Деятельность КБОМ связана с созданием и эксплуатацией боевых и космических стартовых и технических комплексов, других объектов наземной космической инфраструктуры, оборудования для производства материалов в космосе, авто- матических установок для изучения планет Солнечной систе- мы. Предприятие участвовало и участвует в национальных и международных космических программах «Восток», «Союз», «Салют», «Мир», «Луна», «Луноход», «Марс», «Венера», «Молния», «Экран», «Горизонт», «Союз-Аполлон», «Вега», «Энергия-Буран», ГЛОНАСС, «Иридиум», «Глобалстар», «Союз в ГКЦ», МКС и многих других. 1941 г. При московском заводе «Компрессор» было соз- дано Специальное конструкторское бюро во главе с главным конструктором завода В.П.Барминым. На заводе был орга- низован серийный выпуск многозарядных установок (боевых машин реактивной артиллерии) БМ-13-16. В годы Великой Отечественной войны СКВ вело разработку всех модификаций многозарядных установок. Всего во время войны было разра- ботано 78 образцов таких установок, 36 из них были приняты на вооружение Красной Армии. 1946 г. Предприятие было преобразовано в Государствен- ное Союзное конструкторское бюро специального машино- строения (ГСКБ Спецмаш). Основная деятельность ГСКБ Спец- маш связана с созданием объектов и оборудования наземной ракетной, а впоследствии и космической инфраструктуры. 1967 г. Предприятие переименовано в Конструкторское бюро общего машиностроения (КБОМ). 1999 г. Конструкторскому бюро общего машиностроения было присвоено имя В.П.Бармина. 2009 г. КБОМ влилось в состав вновь образованного Научно-исследовательского института стартовых комплексов имени В.П.Бармина-филиала ФГУП «ЦЭНКИ». ОАО «ЭМЗ им. В.М.Мясищева» Экспериментальный машиностроительный завод имени Ге- нерального конструктора Владимира Михайловича Мясищева - преемник и продолжатель предыдущих конструкторских кол- лективов, возглавляемых знаменитым авиаконструктором. За- нимаясь конструированием самолетов, в 1950-е гг. В.М.Мясищев работает над проектами межконтинентальной ракеты «Буран» (тема «40») для доставки термоядерного заряда на территорию противника, а также над проектами крылатых пилотируемых спутников Земли. 1966 г. В.М.Мясищев добивается создания на базе сохранившегося ЛИиДБ бывшего ОКБ-23 нового ОКБ - Экспериментального машиностроительного завода с задачей проведения летных исследований инновационных идей, с 1967 г. возглавляет его. Здесь под его руководством начинаются иссле- дования по ламинаризации пограничного слоя и другие экспери- ментальные летные исследования. С включением ЭМЗ в состав НПО «Молния» по предложению Мясищева создается проект транспортной авиационной системы ВМ-Т «Атлант» (на базе созданного в 1950-е гг. бомбардировщика ЗМ), которая долж- на обеспечивать перевозку блоков ракетоносителя «Энергия» и космического челнока «Буран» на космодром Байконур. ОКБ работает также над созданием герметичного модуля кабины ВКС «Буран» с системами жизнеобеспечения и силовой установки аналога ВКС - самолета БТС-002. В это же время Мясищев раз- рабатывает проект космолета М-19 с ядерной силовой установ- кой, противопоставляя его идее вертикально стартующего кос- мического аппарата. Разрабатывается проект однодвигательного высотного дозвукового самолета-разведчика М-17 «Стратосфе- ра» (первый полет 26 мая 1982 г.), установившего 25 мировых рекордов в своем классе. 1978 г. Предприятие возглавил САМикоян, затем - уче- ник Мясищева ВАФедотов. 1981 г. 29 апреля состоялся первый полет самолета ВМ-Т «Атлант» ЭМЗ им. В.М.Мясищева без груза. 1982 г. 6 января состоялся первый полет самолета ВМ-Т «Атлант» ЭМЗ им. В.М.Мясищева с грузом 1 ГТ (водород- ный бак PH «Энергия»), 15 марта - первый полет самолета ВМ-Т «Атлант» ЭМЗ им. В.М.Мясищева с грузом 2ГТ (кис- лородный бак, приборный и двигательный отсеки, головная часть центральной ступени ракеты «Энергия», объединенные в один агрегат носовым обтекателем, разбираемым на сек- ции; головная часть используется как хвостовой обтекатель). 21 декабря состоялся первый полет самолета ВМ-Т «Атлант» ЭМЗ им. В.М.Мясищева с грузом ЗГТ (головной и хвостовой обтекатели груза 1ГТ, транспортировочные шпангоуты, состы- кованные в один агрегат с размещением внутри разобранного на секции носового обтекателя груза 2ГТ). 1983 г. 1 марта состоялся первый полет самолета ВМ-Т «Атлант» с грузом ОГТ (ОК «Буран»), 720
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 1986 г. Руководителем ЭМЗ назначается В.К.Новиков. 1988 г. 6 августа в небо поднимается двухдвигательный са- молет М-55 «Геофизика» (М-17РМ), модификация «высотни- ка» М-17, установившего 16 мировых рекордов и впоследствии задействованного в международных программах изучения ат- мосферы планеты Земля. 1995 г. 31 марта совершает первый полет самолет бизнес- класса М-101Т «Гжель». 2006 г. 31 октября генеральным директором ЭМЗ име- ни В.М.Мясищева назначается ААПроскурнин. На ЭМЗ продолжаются работы по модернизации Ил-22 в ретрансля- торы, разрабатываются проекты авиационно-космических платформ для туризма М-90 (на базе самолета ВМ-Т «Атлант») и АКС-55 (на базе высотного самолета М-55). Продолжаются работы над проектами легких многоцелевых самолетов, само- летов с несущим фюзеляжем, российско-индийским самоле- том «Сарас-Дуэт». 2010 г. В марте предприятие преобразовано в ОАО «ЭМЗ им. В.М.Мясищева». 2011 г. Предприятие возглавляет А.А.Горбунов. 2013 г. Первый полет самолета-лаборатории - глубокой модификации пассажирского Як-42Д. ОАО «РКК «Энергия» ОАО «РКК «Энергия» осуществляет деятельность в ракет- но-космической отрасли с 1946 г. - с момента образования коллектива разработчиков баллистических ракет дальнего дей- ствия по руководством Главного конструктора ракетно-косми- ческих систем и основоположника практической космонавтики С.П.Королева. Предприятие стало родоначальником практиче- ски всех направлений отечественной ракетной и космической техники. ОАО «РКК «Энергия» - ведущее российское ракет- но-космическое предприятие, головная организация по пило- тируемым космическим системам. Ведет работы по созданию автоматических космических и ракетных систем (средств вы- ведения и межорбитальной транспортировки), высокотехно- логичных систем различного назначения для использования в некосмических сферах. Корпорация создана в соответствии с Указом Президента Российской Федерации № 237 от 4 февраля 1994 г. «О по- рядке приватизации Научно-производственного объединения «Энергия» имени академика С.П.Королева» и на основании Постановления Правительства Российской Федерации № 415 от 29 апреля 1994 г. «О создании Ракетно-космической корпо- рации «Энергия» имени С.П.Королева». ОАО «РКК «Энергия» является правопреемником ОКБ-1, ЦКБЭМ и НПО «Энергия» имени академика С.П.Королева. На предприятии в середине 1940-х - начале 1950-х гг. были созданы первые отечественные баллистические ракеты различ- ных типов: от мобильных сухопутных комплексов тактическо- го назначения до баллистических ракет ПЛ и стратегических межконтинентальных носителей термоядерного оружия. Здесь разработаны 14 стратегических ракетных комплексов, 11 из которых сданы на вооружение и переданы в серийное произ- водство на другие заводы, в т.ч. комплексы первых жидкостных и твердотопливных ракет, включая ракеты на высоко- и низко- кипящих компонентах жидкого топлива. С начала 1950-х гг. предприятие инициировало и воз- главляло работы практически по всем направлениям развития космонавтики. Первый искусственный спутник Земли (1957 г.) и первая ракета космического назначения типа Р-7 («Спутник»), доставившая его на орбиту, первый полет человека в космиче- ское пространство, осуществленный гражданином нашей стра- ны ЮАГагариным (1961 г.), первые автоматические аппараты, запущенные к Луне и планетам Солнечной системы - Венере и Марсу (1959-1969 гг.), первые спутники для научных иссле- дований (с 1957 г.), первая «мягкая» посадка на Луну (1966 г.) - все это было создано и осуществлено благодаря гениальной мысли и инициативе талантливого инженера и организатора, главного конструктора отечественных РКС, основоположника практической космонавтики академика С.П.Королева. При головной роли предприятия созданы и эксплуати- ровались: - отечественные пилотируемые космические кораб- ли «Восток» (1960-1963 гг.), на одном из которых совер- шил полет Ю.А.Гагарин, «Восход» (1964-1968 гг.), «Союз» (1966-1981 гг.), «Союз Т» (1979-1986 гг.), «Союз ТМ» (1986- 2002 гг.), «Союз ТМА» (2002-2012 гг.), модифицированный «Союз ТМА» (с 2010 г.); - отечественные грузовые космические корабли «Прогресс» (1978-1989 гг.), «Прогресс М» (1989-2009 гг.), «Прогресс М1» (2000-2004 гг.), модифицированный «Про- гресс М» (с 2008 г.); - орбитальные станции «Салют» (1971 г.), «Салют-4» (1974-1977 гг.), «Салют-6» (1977-1982 гг.), «Салют-7» (1982- 1991 гг.) и многомодульная станция «Мир» (1986-2001 гг.), ставшая первым Международным исследовательским космиче- ским центром, на котором выполнялись проекты «Евромир», «Мир-Шаттл», «Мир-НАСА»; - космическая орбитальная обсерватория «Гамма» астро- физического и геофизического направлений (1990-1992 гг.); 721
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий - космические аппараты «Зенит» для детальной фотосъем- ки земной поверхности (1962 г.); - первые отечественные спутники связи «Молния-1» (1965 г.), современные спутники связи «Ямал-100» (1999— 2011 гг.), «Ямал-200» (с 2003 г.), созданные на базе универ- сальной космической платформы «Виктория»; - многоразовая космическая система «Энергия-Буран» с крупнейшей в мире PH «Энергия» (1987 г.), которая до на- стоящего времени не имеет технических аналогов в мире, и многоразовым ОК «Буран» (1988 г.); - также разработаны другие проекты, направленные на развитие перспективных средств РКТ (пилотируемые лунные комплексы Л1, ЛЗ, PH сверхтяжелого класса Н1, многоцелевой орбитальный комплекс, марсианский пилотируемый комплекс, спутник дистанционного зондирования Земли и др.). Предприятие являлось активным участником междуна- родных космических программ «Союз» - «Аполлон», «Ин- теркосмос». В 1991-1998 гг. впервые в мире в рамках транс- национальной компании осуществлена разработка комплекса «Морской старт». Основные направления деятельности - пилотируемые кос- мические системы (основные заказчики - Роскосмос, космиче- ское агентство США (NASA), европейское космическое агентство (ESA), космические агентства других стран), автоматические космические системы (основные заказчики - Госзаказчик, ино- странные заказчики), ракетные системы (основные заказчики - Роскосмос, Госзаказчик, международная компания «Си Лонч»), В направлении «Пилотируемые космические системы» ОАО «РКК «Энергия» - головная организация по созданию и эксплуатации Российского сегмента Международной космиче- ской станции. Осуществляет изготовление и запуски транспорт- ных пилотируемых КК типа «Союз», транспортных грузовых КК «Прогресс», модулей Российского сегмента МКС. Обе- спечивает интеграцию и управление полетом Российского сег- мента МКС, доставку на нее космонавтов и грузов, выполнение программ научных исследований и экспериментов. Осущест- вляет поставку российских систем для европейского грузового корабля ATV и его интеграцию в состав Российского сегмента МКС. Проводит НИОКР в области создания перспективных пи- лотируемых транспортных систем, космической инфраструк- туры XXI века и осуществления пилотируемых экспедиций в различные области околоземного пространства и Солнечной системы. В направлении «Автоматические космические системы» ОАО «РКК «Энергия» создает на базе унифицированной кос- мической платформы автоматические КА космических систем различного назначения, в т.ч. спутниковой связи и дистанцион- ного зондирования Земли. В направлении «Ракетные системы» ОАО «РКК «Энергия» изготавливает разгонные блоки типа ДМ для обеспечения запу- сков спутников глобальной навигационной системы ГЛОНАСС и КА по госзаказу. Совместно с компаниями США, Норвегии и Украины ОАО «РКК «Энергия» создала ракетно-космический комплекс морского базирования «Морской старт», в котором является ведущей компанией по ракетному сегменту. Кроме того, ОАО «РКК «Энергия» обеспечивает выведение КА с ис- пользованием разгонного блока ДМ-SLB в рамках программы «Наземный старт». Продолжается дальнейшая модернизация разгонного блока типа ДМ, в т.ч. для расширения программы исследования космического пространства. Разрабатываются проектные предложения по созданию ракетно-космических комплексов и транспортных межорби- тальных систем нового поколения, включая средства межорби- тальной транспортировки на основе использования бортовых космических ядерных энергоустановок и электрореактивных двигателей. Для выполнения программ ОАО «РКК «Энергия» исполь- зует стартовые комплексы и технические позиции на космодро- ме Байконур, стартовую платформу «Одиссей» и сборочно- командное судно «Си Лонч Коммандер» комплекса «Морской старт», Центр управления полетами в г. Королеве и другие ре- гиональные центры и пункты управления, а также уникальную стендовую базу для проведения наземных испытаний. Основными видами работ по направлениям деятельности ОАО «РКК «Энергия» являются НИОКР. Основным партнером по изготовлению заказов Корпорации является ЗАО «ЗЭМ «РКК «Энергия». При создании наукоемких изделий косми- ческого и некосмического назначения ОАО «РКК «Энергия» осуществляет закупки продукции российских предприятий с целью обеспечения развития своей деятельности, а также для реализации инвестиционных проектов, направленных на повы- шение эффективности бизнеса. ОАО «РКК «Энергия» обладает многолетним опытом объ- единения и координации кадрового и технического потенциа- ла сотен предприятий в России и международной кооперации для реализации крупных современных ракетно-космических проектов. Этот опыт накоплен и при реализации программ универсальной транспортной ракетно-космической системы «Энергия-Буран», орбитальных станций «Салют», орбиталь- ного комплекса «Мир», МКС, комплекса «Морской старт». Указом Президента РФ № 1009 от 4 августа 2004 г. ОАО «РКК «Энергия» включено в перечень стратегических предприятий и 722
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий стратегических акционерных обществ. Предприятие награждено четырьмя орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции, имеет две Благодарности от Президента Российской Федерации. На заре космической эры предприятие возглавляли вы- дающиеся ученые: академик АН СССР, основоположник прак- тической космонавтики, основатель и первый руководитель ОКБ-1, дважды Герой Социалистического Труда С.П.Королев (1946-1966 гг.); академик АН СССР, соратник и преемник С.П.Королева, Герой Социалистического Труда В.П.Мишин (1966-1974 гг.); академик АН СССР, основоположник отече- ственного жидкостного ракетного двигателестроения, дважды Герой Социалистического Труда В.П.Глушко (1974-1989 гг.). В последующем предприятие возглавляли В.Д.Вачнадзе (1977—1991 гг.), академик РАН, Герой Социалистического Труда Ю.П.Семенов (1989-2005 гг.), Н.Н.Севастьянов (2005— 2007 гг.), член-корреспондент РАН ВАЛопота (2007-2014 гг.). В настоящее время предприятие возглавляют В.Л.Солнцев - президент ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П.Королева», академик РАН В.П.Легостаев - гене- ральный конструктор ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П.Королева». В Корпорации работают 2 действ, члена и два член-корр. РАН, 197 канд. и 29 докт. наук. Ведущие ученые наряду с произ- водственной деятельностью занимаются педагогической рабо- той, из них 20 сотрудников имеют ученое звание профессора. За выдающиеся достижения в создании уникальных образцов РКТ и освоении космического пространства 25 сотрудникам предприятия было присвоено звание Героя Социалистическо- го Труда, а С.П.Королев и В.П.Глушко дважды удостоены это- го звания. Лауреатами Ленинской, Государственных премий и премии Правительства Российской Федерации стали более 200 работников предприятия. Многие сотрудники награждены орденами и медалями. Дважды Героями Советского Союза ста- ли 16 сотрудников, Героями Советского Союза - 7 сотрудников предприятия (космонавты). Звания Герой Российской Федера- ции удостоены 17 сотрудников Корпорации (космонавты). ГП «КБЮ» гп «по «юмз» 1957-1959 гг. Проработка возможности создания раке- ты-носителя и ИСЗ к ней. 1959 г. 10 декабря постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР поручено представить предложения о запу- ске малых ИСЗ носителем на базе ракеты Р-12 и программе исследований с помощью малых ИСЗ. 1960 г. В апреле разработан эскизный проект ракеты- носителя 63С1 («Космос»). 3 августа принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании ракеты-носи- теля 63С1, разработке и запуске десяти малых ИСЗ, утвержде- на программа космических исследований. 1961 г. В апреле разработан эскизный проект ракеты- носителя 65СЗ (на базе ракеты Р-14). 31 октября принято по- становление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании носителя 65СЗ, космических аппаратов «Метеор», «Стрела», «Пчела». В октябре-декабре проведены летные испытания но- сителя 63С1 с ИСЗ ДС-1 № 1 и № 2. 1962 г. 16 марта произведен успешный запуск ракетой- носителем 63С1 КА ДС-2 - первого ИСЗ серии «Космос». 30 июня запущен первый спутник типа ДС-П1(«Космос-6»), 1963 г. В марте разработаны эскизные проекты первых в мире унифицированных спутников (ДС-У1, ДС-У2). В октябре утверждена программа дальнейших исследований космическо- го пространства малыми ИСЗ на PH 11К63. В декабре разра- ботан эскизный проект унифицированного ориентированного ИСЗ ДС-УЗ. На заводе № 586 организовано космическое про- изводство № 7 во главе с В.С.Соколовым 1964 г. 29 мая вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о разработке системы «Целина». 28 августа начаты летные испытания ИСЗ 11Ф614 («Метеор») на изделии 8А92М. ВIV квартале завершена разработка эскизного проекта ИСЗ 11Ф616 системы «Целина-О». 1965 г. 22 июня подписан Приказ министра «Об изготов- лении в 1965-1966 гг. 18 малых унифицированных спутни- ков Земли для проведения научных исследований: ДС-У1-Я (ядерный), ДС-У2-ГФ (геофизический), ДС-МТ (метеорит- ный), ДС-МГ (магнитный), ДС-У4 (со спускаемой капсулой), ДС-У4Б (биологический), ДС-У5С (с развитием орбиты)». В октябре разработан эскизный проект ИСЗ 11Ф619 системы «Целина-Д». 30 октября приказом министра общего машино- строения образовано КБ космических аппаратов (КБ-3) во гла- ве с В.М.Ковтуненко. 1966 г. В марте подписано соглашение между ССР и Францией о сотрудничестве в области космоса. 1967 г. 21 марта на орбиту выведен впервые ориентиро- ванный в атмосфере ИСЗ ДС-МО («Космос-149») - «Косми- ческая стрела». В июне-октябре начаты ЛКИ спутника 11Ф616 системы «Целина-О». Во II квартале ИСЗ ДС-П1Ю с носите- лем 11К63 принят на вооружение (комплекс «Радуга»). 1968 г. В апреле подписано межправительственное согла- шение руководителей социалистических стран о сотрудничестве в области космических исследований (программа «Интеркосмос»). 723
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 1969 г. 14 октября запущен первый спутник по программе «Интеркосмос» -ДС-УЗ-С («Интеркосмос-1»). 1970 г. Коллектив предприятия удостоен Ленинской пре- мии за создание ИСЗ «Метеор». В июне завершены ЛКИ ИСЗ 11Ф616М в составе системы «Целина-О». В IV квартале вы- пущены аванпроекты по теме «Тайфун», начаты ЛКИ ИСЗ 11Ф619 системы «Целина-Д», присуждена Государствен- ная премия СССР за комплекс работ, включая создание ИСЗ ДС-МО («Космическая стрела»). 1971 г. В сентябре вышло постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР об оказании помощи в создании первых индийских ИСЗ. В октябре вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании космического комплекса «Тайфун». В IV квартале выпущены эскизный проект по ком- плексу «Тайфун» и аванпроект по теме «ТГР». В октябре при- суждена премия им. Ленинского комсомола за создание ИСЗ ДС-МО («Космическая стрела»), 27 декабря запущен первый советско-французский ИСЗ «Ореол-1». 1972 г. 26 марта подписано постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР о принятии комплекса «Целина-О» на вооружение и о создании системы «Целина-2». 26 июня под- писан приказ МОМ о создании автоматических универсальных орбитальных станций. Головной разработчик - КБЮ. ВIV квар- тале выпущен эскизный проект автоматической универсальной орбитальной станции. В июне-декабре выпущен эскизный про- ект системы «ТГР», переданы функции головной организации в КБ-1 МРП (главный конструктор - А.И.Савин). 1973 г. 19 апреля запущен ИСЗ «Интеркосмос-Копер- ник-500». В октябре присуждена Государственная премия СССР за создание комплекса «Целина-О». 26 декабря запущен советско-французский ИСЗ «Ореол-2». 1974 г. В IV квартале выпущен эскизный проект ИСЗ 11Ф644 системы «Целина-2». 1975 г. 19 апреля запущен носителем 11К65 («Интер- космос») с космодрома Капустин Яр первый индийский ИСЗ «Ариабата», созданный с помощью специалистов КБ «Южное». 1976 г. В апреле присуждена Ленинская премия за соз- дание комплекса «Целина-Д». 19 июня состоялся первый за- пуск ИСЗ АУОС-3 («Интеркосмос-15»). 29 сентября принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании космического комплекса «Кольцо». 10 декабря принято по- становление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о принятии комплекса «Целина-Д» на вооружение. 1977 г. В октябре В.М.Ковтуненко переведен в г. Москву с назначением главным конструктором НПО им. САЛавочкина. Главным конструктором КБ-3 назначен Б.Е.Хмыров. 1978 г. В октябре присуждена Государственная премия СССР за создание комплекса «Целина-Д». Начало развертыва- ния в КБ «Южное» и смежных организациях проектных и экс- периментальных работ по созданию средств дистанционного зондирования Мирового океана. 1979 г. 12 февраля запущен экспериментальный КА «Океан-Э» («Космос-1076») для отработки методов дистанци- онного зондирования. 7 июня носителем 11К65 с космодрома Капустин Яр запущен индийский спутник «Бхаскара-1», создан- ный с помощью специалистов КБ «Южное». 1980 г. 23 января запущен экспериментальный КА «Океан-Э» № 2 («Космос-1151») для продолжения работ по отработке методов дистанционного зондирования. 1981 г. 12 марта вышло постановление ЦК КПСС и Со- вета Министров СССР о принятии комплекса «Тайфун» на вооружение. 21 сентября запущен советско-французский ИСЗ «Ореол-3» (проект «Аркад»). 20 ноября носителем 11К65 («Интеркосмос») с космодрома Капустин Яр запущен индий- ский ИСЗ «Бхаскара-2», созданный с помощью специалистов КБ «Южное». 1983 г. 4 января вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о принятии ИСЗ «Тайфун-2» на вооружение. 28 сентября запущен первый в СССР океанографический КА «Океан-ОЭ» («Космос-1500») с радиолокатором бокового об- зора. 1984 г. 28 сентября запущен океанографический КА «Океан-Э» № 2 («Космос-1602»). 28 сентября начаты ЛКИ комплекса «Целина-2» (с КА 11Ф644) на ракете-носителе «Протон». В декабре главным конструктором КБ-3 назначен С.Н.Конюхов. 1985 г 22 октября новой ракетой-носителем 11К77 ЭПН 03.694 запущен космический аппарат «Целина-2». 1986 г. Присуждена Государственная премия СССР за соз- дание ИСЗ «Ореол-3» (по проекту «Аркад»). 1987 г. В июне В.И.Драновский назначен исполняющим обязанности главного конструктора КБ-3 (с 1989 г. - главный конструктор). 1988 г. В декабре завершены ЛКИ комплекса «Целина-2» с ИСЗ 11Ф644. 1989 г. В июне ИСЗ «Космос-1500» продемонстриро- ван на авиасалоне в Париже (Ле Бурже). 28 сентября запущен ИСЗ «Интеркосмос-24» (АУОС-З-АП-ИК) (с чехословацким субспутником «Магион») по проекту «Активный». В октябре присуждена Государственная премия СССР за работы по соз- данию космической системы «0кеан-01» (с ИСЗ типа «Кос- мос-1500»). 724
Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий 1990 г. В декабре постановлением правительства система «Целина-2» принята на вооружение. 1991 г. 18 декабря запущен ИСЗ «Интеркосмос-25» (с че- хословацким субспутником «Магион») по проекту «АПЭКС». 1992 г. 29 февраля создано Национальное космическое агентство Украины во главе с В.П.Горбулиным (бывш. сотр. КБ «Южное»). При участии ГКБ «Южное» разработана оконча- тельная редакция первой Национальной космической програм- мы Украины. 1994 г. 2 марта запущен КА АУОС-СМ-КИ (по проекту «Коронас-И»), проработавший на орбите более 6 лет. 11 октя- бря запущен КА «Океан-01» № 7, последний КА этой серии по заказу России. 20 октября подписан контракт с фирмой SSTL (Великобритания) о запуске в составе КА С1ч-1 чилийского ИСЗ. 1995 г. 31 августа запущен первый космический аппарат под юрисдикцией Украины Ci4-1, проработавший на орбите около 7 лет. 1996 г. Присуждены Государственные премии Украины за разработку системы С1ч-1. 1997 г. Разработана КД на космический аппарат «Ми- крон» (МС-1-ТК). 1999 г. 17 июля запущен самый сложный из разработан- ных ГКБ «Южное» космических аппаратов «Океан-О» (успеш- но проработал на орбите 2,5 года). 2000 г. Разработаны материалы для участия в междуна- родном тендере организации NARSS (Египет) на разработку и запуск первого египетского спутника. 2001 г. 31 июля запущен КА АУОС-СМ-КФ по проему «Коронас-Ф». В октябре подписан контракт с организацией NARSS (Египет) на разработку и запуск первого египетского спутника в ре- зультате победы ГКБ «Южное» в международном тендере. 2002 г. Разработан эскизный проект КА С!ч-2. Начало ра- бот по контракту с организацией NARSS (Египет), проведение этапа «Анализ миссии» в Египте. 2004 г. 24 декабря запущен КА С!ч-1 М и КА «Микрон» (в составе КА С1Ч-1М). 2007 г. 17 апреля запущен КА Egyptsat-1. 2011 г. 17 августа запущен КА Ci4-2.
Приложение 3 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ФГУП «КБ «Арсенал». ОАО «М3 «Арсенал» «Арсенал» для Отечества //Арсенал. Военно-промышленное обозрение - 2009, № 2 (7). - Стр. 38-41. Гашутина К.В. История завода «Арсенал» им. М.В.Фрунзе за 250 лет. Рукопись. - Л., 1969. Завод «Арсенал». 300 лет / Под ред. Л.Я.Лурье. - СПб., 2011. Конструкторское бюро «Арсенал». 1949-2009 / Под ред. В.Л.Седых. - СПб., 2009. Ордена Ленина и Трудового Красного Знамени завод «Арсенал», Ленинградский завод им. М.В.Фрунзе. Фотоальбом. - Л., 1975. Ракетно-космическая эпоха. Памятные даты. (Ист. справ.) / Под ред. ВАПоповкина и др. Изд. 5-е, доп. и уточн. - М„ 2012. Родзевич В.М. Историческое описание Санкт-Петербургского арсенала за 200 лет его существования: 1712-1912 гг. В 3 ч. - СПб., 1914. Родзевич В.М. Краткий исторический очерк Санкт-Петербургского арсенала. 1712-1912 гг. - СПб., 1900. ОАО «Корпорация «ВНИИЭМ» Адасько В.И., Салихов Р.С. Проблемы совместимости зарубежной научной аппаратуры и КА «Метеор-3». Труды ВНИИЭМ. Т. 91. - М., 1989 г. ВНИИЭМ - 70 лет истории предприятия / Под редакцией ЛАМакриденко. - М., 2011. Гусев А.А., Ильина И.Ю., Саульский В.К., Чуркин А.Л. Опыт разработки космической платформы для космических аппаратов «Мете- ор» // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. - Т. 135. - 2013. - № 4. Иосифьян А. Г. Электромеханика в космосе И Новое в жизни, науке, технике. - М.: Знание, 1977. - № 3. Космические аппараты Канопус-В» № 1 и БКА - пионерская разработка ОАО «Корпорация «ВНИИЭМ» // Специальное приложение к журналу «Российский космос». - М.: ОАО «Издательство «МАКД», 2012. Космический комплекс гидрометеорологического и океанографического обеспечения «Метеор-ЗМ» с космическим аппаратом «Метеор-М» № 1 И Справочные материалы / Под. ред. ЛАМакриденко, С.Н.Волкова, Ю.В.Трифонова и др. - М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2009. Космический комплекс гидрометеорологического и океанографического обеспечения «Метеор-ЗМ» с космическим аппаратом «Метеор-М» № 2 / Под. ред. ЛАМакриденко, С.Н.Волкова и др. - М.: ОАО «Корпорация «ВНИИЭМ»», 2014. Космический комплекс оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций «Канопус-В» с космическим аппаратом «Канопус-В» № 1 / Под ред. К.А. Боярчука, С.Н.Волкова, АВ.Горбунова и др. - М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2011. Макриденко Л.А., Волков С.Н., Горбунов А.В., Ходненко В.П. «Метеор» - базовый аппарат космической метеорологической системы первого поколения // Вопросы электромеханики. Труды НПП ВНИИЭМ. - 2013. - Т. 134. - № 3. Макриденко Л.А., Волков С.Н., Горбунов А.В., Ходненко В.П. Начало отечественной космической метеорологии // Вопросы электро- механики. Труды НПП ВНИИЭМ. - 2012. - Т. 131. - № 5. Макриденко Л.А., Волков С.Н., Горбунов А.В., Ходненко В.П., Салихов Р.С. Государственная метеорологическая космическая система «Метеор-2» // Вопросы электромеханики. Труды НПП ВНИИЭМ. - 2013. Т. 137. - № 6. Макриденко Л.А., Волков С.Н., Горбунов А.В., Ходненко В.П., Салихов Р.С. Оперативный метеорологический космический аппарат второго поколения «Метеор-2» // Вопросы электромеханики. Труды НПП ВНИИЭМ. - 2013. - Т. 136. - № 5. Макриденко Л.А., Волков С.Н., Горбунов А.В., Ходненко В.П. Программа «Метеор-Природа» // Вопросы электромеханики. Труды НПП ВНИИЭМ.-2014.-Т. 139. От «Омеги» к космическим метеорологическим системам // Космический бюллетень. -1998. - Т. 5. - № 4. Садовничий В.А., Панасюк М.И., Бобровников С.Ю. и др. Первые результаты исследования космической среды на спутнике «Универ- ситетский - Татьяна» // Космические исследования. - 2007. - № 45. Трифонов Ю.В. Космические аппараты дистанционного зондирования Земли. - М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2008. Создание космического комплекса наблюдений геофизических параметров ионосферы, верхних слоев атмосферы, околоземного космического пространства. Технические предложения. - М.: ВНИИЭМ, 2008. Книга 1. 726
Список использованной литературы Трифонов Ю.В. Состояние и перспективы создания НПП ВНИИЭМ космических аппаратов оперативного наблюдения и дистанцион- ного зондирования земли и атмосферы. Труды НПП ВНИИЭМ. - 2001. - Т. 100. Хендрикс В. Рождение «Метеоров» // Новости космонавтики. - 2004. - № 6,7. Хренов Б.А., Гарипов Г.К., Климов П.А и др. Быстрые вспышки электромагнитного излучения в верхней атмосфере // Космические исследования. - 2008. - Т. 46. Экспериментальный научно-исследовательский малый космический аппарат «Университетский - Татьяна-2»: справочные материалы / Под редакцией ЛАМакриденко, С.Н.Волкова, М.И.Панасюка, К.А.Боярчука, АВ.Горбунова. - М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2009. ОАО «ВПК «НПО машиностроения» 60 лет самоотверженного труда во имя мира. Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-производственное объ- единение машиностроения». - М.: Оружие и технологии, 2004. Стратегические ракетные комплексы наземного базирования / Под ред. С.Н.Шевченко, В.В.Линник и др. - М.: Военный парад, 2007. Творцы и созидатели. Ода коллективу. ОАО «Военно-промышленная корпорация «НПО машиностроения». - М.: Бедретдинов и Ко, 2009. ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» Авдуевский В.С., Головин Ю.М., Завелевич Ф.С. и др. Предварительные результаты прямых измерений лучистых потоков от Солнца в атмосфере и на поверхности Венеры со спускаемых аппаратов «Венера-9» и «Венера-10» //Доклады АН СССР. -1976. -Т. 229. - № 3. Байдаков С.Г., Бахтин Б.И., Гафаров А.А., Косов А.В. Комплекс экспериментальных установок для обоснования эффективности систем аэродинамического разрушения космических ядерных источников энергии. Отраслевая юбилейная конференция «Ядерная энергетика в космосе». Обнинск, 1990. Гафаров А.А. От РНИИ до Центра Келдыша: 80 лет на передовых рубежах ракетно-космической науки и техники // Полет. - 201. - № 10. Гафаров А.А. Ядерная энергия в космосе: безопасность гарантирована // Новости космонавтики. - 2004. - № 9. Головин Ю.М., Гафаров А.А. В тесном сотрудничестве - от самолетов до космических аппаратов И Вестник ФГУП НПО им. САЛавочкина. - 2012. - № 4. Головин Ю.М., Завелевич Ф.С., Никулин А.Г. и др. Бортовые инфракрасные фурье-спектрометры для температурно-влажностного зондирования атмосферы Земли // Исследование Земли из космоса. - 2013. - № 6. Головин Ю.М., Завелевич Ф.С., Никулин А.Г. и др. Информационные характеристики летного образца аппаратуры ИКФС-2 // Совре- менные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2012. - Т. 9. - № 5. Головин Ю.М. Оптические свойства поверхности Венеры: зависимость альбедо от длины волны // Космические исследования. - 1979. -Т. 17.-№3. Головин Ю.М. Сотрудничество, обогатившее всех // Вестник ФГУП НПО им. САЛавочкина. - 2014. - № 4. Исследовательский центр имени М.В.Келдыша. 70 лет на передовых рубежах ракетно-космической техники / Редкол.: А.С.Коротеев, ААГафаров, ОАГоршков и др. - М.: Машиностроение, 2003. Келдыш М.В. Творческий портрет по воспоминаниям современников. - М.: Наука, 2001. Коротеев А.С., Гафаров А.А. Могучий сплав теории и практики (к 100-летию со дня рождения М.В.Келдыша) // Природа. - 2011. - № 2. Коротеев А.С., Гафаров А.А. От РНИИ до Центра Келдыша (к 60-летию космической отрасли) // Полет. - 2006. - № 5. Коротеев А.С., Гафаров А.А. Устремленный в космос (к 100-летию со дня рождения академика М.В.Келдыша) И Полет. - 2011. - № 1. Коротеев А.С. Творческий путь М.В.Келдыша в ракетостроении и космонавтике: Доклад в Президиуме РАН на конференции, посвя- щенной 100-летию со дня рождения академика М.В.Келдыша. Москва. 2011. Кузьмин А.Д., Маров М.Я. Физика планеты Венера. - М.: Наука, 1974. Первый пилотируемый полет. Российская космонавтика в архивных документах. В 2 книгах / Под ред. ВАДавыдова. - М.: Родина МЕДИА, 2011. Раушенбах Б.В. Постскриптум / Лит. запись И.Сергеевой. - М.: Пашков дом, 1999. Советская космическая инициатива в государственных документах. 1946-1964 гг. / Под ред. Ю.М.Батурина. - М.: РТСофт, 2008. 727
Список использованной литературы Творческое наследие академика Сергея Павловича Королева. - М.: Наука, 1980. Успехи СССР в исследовании космического пространства. Первое космическое десятилетие 1957-1967. - М.: Наука, 1968. Черток Б.Е. Ракеты и люди. - М.: РТСофт, 2007. Angelo J.A., Buden D. Space Nuclear Power. - Orbit Book Company. Inc. Malabar, Florida. 1985. Golovin Yu.M., Ekonomov A.P., Moroz V.I., Moshkin B.E., Parfenfev N.A., San’ko N.F. Spectrum of the Venus day sky. - Nature, 1980, v. 284. Ekonomov A.R, Golovin Yu.M., Moshkin B.E. Visible Radiation Observed Near the Surface of Venus: Results and Their Interpretation. - learns, 1980, v. 41. НПО им. С.А.Лавочкина Автоматические космические аппараты для фундаментальных и прикладных научных исследований / Под общ. ред. д.т.н., проф. Г.М.Полищука и д.т.н., проф. К.М.Пичхадзе. - М.: МАИ-ПРИНТ, 2010. Асмум В.В., Дядюченко В.Н. и др. Развитие космического комплекса гидрометеорологического обеспечения на базе геостационар- ных спутников серии «Электро-Л» // Вестник ФГУП «НПО им. САЛавочкина». - 2012. -№ 1. Демьяненко Д.Б., Дудырев А.С., Ефанов В.В. // Принципы проектирования малых космических аппаратов. Космические исследова- ния.-1994,-Т. 32,-№5. Ефанов В.В., Мартынов М.Б. Космические комплексы научно-производственного объединения им. САЛавочкина для фундамен- тальных прикладных исследований И Полет. - 2013. - № 8. Космический полет НПО им. САЛавочкина / Под общ. ред. д.т.н., проф. К.М.Пичхадзе и д.т.н., проф. В.В.Ефанова. - М.: МАИ- ПРИНТ, 2010. Маров М.Я., Хантресс УТ. Советские роботы в Солнечной системе, технологии и открытия. - М.: Физматлит, 2013. Полищук Г.М., Пичхадзе К.М., Ефанов В.В., Мартынов М.Б. Космические модули комплекса «Фобос-Грунт» для перспективных лета- тельных станций // Вестник НПО им. САЛавочкина. - 2009. - № 2. Полищук Г.М., Пичхадзе К.М., Ефанов В.В., Моишеев А.А. Космические аппараты для фундаментальных научных исследований // По- лет. - 2006.-№ 8. Фобос-Грунт. Проект космической экспедиции / Автор-сост. В.В.Ефанов. - М.: ФГУП «НПО им. САЛавочкина», ИКИ РАН. - Т. 1. - 2011. Хартов В.В., Авдеев В.Ю., Кардашев Н.С. и др. Космическая миссия «Радиоастрон». Первые результаты // Вестник НПО им. С.А.Лавочкина. - 2012. - № 3. Хартов В.В., Романов В.М., Пичхадзе К.М. Вся жизнь Главного конструктора научных автоматических космических комплексов Геор- гия Николаевича Бабакина И Вестник НПО им. САЛавочкина. - 2014. - № 4. ПО «Полет» Прокопьев С.Н., Каня Э.В. Высота «Полета». - Омск, 2006. Прокопьев С.Н., Калиш О.М., Макашенец Г.А. Новая высота «Полета». -2011. Малый космический аппарат «Стерх» № 11: Проспект. - М.: ЦНИИмаш, 2009. Космические войска России: Проспект. - 2005. - № 12. Космодром Байконур: Проспект. - М.: ЦЭНКИ. - 2009. - № 12. РКТ.-2009,-№41. Сибирская дорога в космос: ОАО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф.Решетнева / Под общ. ред. НАТестоедова. - Красноярск, 2009. Электронный бюллетень новостей по солнечно-земной физике. - 2005. - № 5. 0RBC0MM - Satellites Проспект фирмы OHB-System AG. АО РКЦ «Прогресс» Самарские ступени «Семерки». ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». - Самара, 2011. 728
Список использованной литературы ФГУП «ГКНПЦ им. М.В.Хруничева» Государственный космический научно-производственный центр имени М.В.Хруничева. Филевские орбиты. Книга вторая. - М., 2006. ЦНИИмаш Космический научный центр. Монография в 2 томах. - Королев: ЦНИИмаш, 2010. Космический научный центр. Монография в 2 кн. Страницы истории / Гл. редактор Г.Г.Райкунов. - Королев: ЦНИИмаш, 2011. Макаров Ю.Н., Пайсон Д.Б. Модели взаимодействия при финансировании космической деятельности И Экономист. - 2010. - № 5. Фундаментальные космические исследования. В 2 кн. / Под науч. ред. д.т.н., проф. Г.Г.Райкунова. - М.: Физматлит, 2014. ЦНИИ РТК Дела и люди ЦНИИ РТК: юбилейный сборник/Авт.-сост. ВАЛопота, В.Д.Котенев, В.Д.Рыхляков. - СПб., 1998. Юревич Е.И. ЦНИИ РТК. История создания и развития. 2-е изд., доп. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. ЦНИРТИ 60 лет ЦНИРТИ. 1943-2003 гг.: Сб. ст. - М.: ФГУП «ЦНИРТИ», 2003. Гетман М., Раскин А. Военный космос: без грифа секретно. - М.: Фонд «Русские Витязи», 2008. Диалектика технологий воздушно-космической обороны / Под ред. д.т.н., проф. В.Н.Минаева. - М.: Столичная энциклопедия, 2011. Земляное А.Б., Коссов Г.Л., Траубе В.А. Система морской космической разведки и целеуказания (история создания). - СПб., 2002. Зотов А.И., Лебедь А.А., Шпак А.В. Космическая система радиоэлектронного наблюдения «Лиана» И История науки и техни- ки. -2013,-№6. Зотов А.И., Лобанов Б.С., Шпак А.В. Основные этапы создания и развития отечественных космических систем радиоэлектронного наблюдения // История науки и техники. - 2013. - № 6. Потюпкин А, Макаренко Д. На орбитальных рубежах. - М.: Academia, 2008. Сергиевский Б. Институт в годы Великой Отечественной войны. - М.: Издательство ГосЦНИРТИ, 1993. ЦНИРТИ 65 лет: Сб. ст. / Под общ. ред. Б.С.Лобанова. - М.: ФГУП «ЦНИРТИ», 2008. ЦНИРТИ 70 лет: Сб. ст. / Под общ. ред. Б.С.Лобанова. - М.: ФГУП «ЦНИРТИ», 2008. ЭМЗ им. Мясищева Брук А.А., Удалов К.Г., Смирнов С.Г. Иллюстрированная энциклопедия самолетов ОКБ В.М.Мясищева». Т. 4. - М.: АвикоПресс, 2002. Селяков Л.Л. Малоизвестные страницы творческой деятельности В.М.Мясищева. - М., 1997. Смирнов С.Г. Трудная дорога в завтра И Грани успеха. - 2013. РКК Энергия Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П.Королева / Под общ. ред. Ю.П.Семенова. - М., 1996. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П.Королева в первом десятилетии XXI века (2001-2010) / Под общ. ред. ВАЛопоты - М.: РКК «Энергия», 2011. КБ «Южное» Автоматические разведчики космоса / Под ред. В.Полякова. - М.: АПН, 1967. 729
Список использованной литературы Алпатов А.П., Драновский В.И., Салтыков Ю.Д, Хорошилов В.С. Динамика космических аппаратов с магнитными системами управле- ния. - М.: Машиностроение, 1978. Андреев Л.А., Конюхов С.Н. Янгель-уроки и наследие. - Днепропетровск: Арт-Пресс, 2001. Аппаратура для исследования внешней атмосферы / Под ред. В.Н.Ораевского. - М.: ИЗМИРАН, 1980. Безручко К.В., Белан Н.В., Белов Д.Г. Солнечные энергосистемы космических аппаратов. Физическое и математическое моделиро- вание. - Харьков: ХАИ, 2000. Безручко К.В., Гайдуков В.Ф., Драновский В.И. и др. Солнечные батареи автоматических космических аппаратов. - Харьков: ХАИ, 2001. Беляев Н.М., Белик Н.П., Уваров Е.И. Реактивные системы управления космических летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1979. Белецкий В.В., Драновский В.И., Закржевский А.Е. и др. Ротационное движение космических тросовых систем. - Днепропетровск: ИТМ.2001. Беляев Н.М., Уваров Е.И. Расчет и проектирование газореактивных систем космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1979. Гальперин Ю.И., Козлов А.И. и др. Электромагнитная совместимость научного комплекса «Аркад-3». - М.: Наука, 1984. Глушко В.П. Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР. - М.: Машиностроение, 1987. Горбулин В.П., Платонов В.П. Академик Михаил Кузьмич Янгель. - Киев: Наукова думка, 1979. Губарев В.С. «Ариабата». - М.: Политиздат, 1975. Губарев В.С. Конструктор. - М.: Политиздат, 1977. Губарев В.С. «Южный старт», «Некрос». - М., 1998. Еременко А.А. и др. Космонавтика СССР. - М.: Планета, Машиностроение, 1986. Кавелин С.С., Белов Д.Г., Бушуев Е.И. и др. Радиолокация поверхности Земли из Космоса. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. Кавелин С.С. Главное дело жизни (Памяти В.М.Ковтуненко) И Косм!чна наука i технолопя. Т. 2. -1996. - № 3-4. Ковтуненко В.М., Камеко В.Ф., Яскевич Э.П. Аэродинамика орбитальных космических аппаратов. - Киев: Наукова думка, 1977. Ковтуненко В.М., Уваров Е.И., Сергейчук Б.В. Проектирование газореактивных систем космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1977. Конюхов С.Н., Драновский В.И. Разработка спутников для дистанционного зондирования Земли // Спейс-информ. - 2002. - №№ 24,25,26. Конюхов С.Н. Научно-технические направления разработки космических аппаратов ГКБ «Южное» им. М.К.Янгеля» // Косм!чна наука i технолопя. Т. 1. - № 1. - Киев, 1995. Космическая стрела. Оптические исследования атмосферы / Под ред. А.Обухова. В.Ковтуненко. - М.: Наука. 1974. Нелепо Б.А., Хмыров Б.Е. и др. Спутниковая гидрофизика. - М.: Наука, 1983. Нелепо Б.А., Хмыров Б.Е., Кавелин С.С. и др. Проблемы, возможности и перспективы космической океанографии. - МГИ, Севастополь, 1979. Новиков Л.И., Сергейчук Б.В., Уваров Е.И., Беляев Н.М. Расчет и экспериментальная отработка микросопел газореактивных систем. - М.: ЦНТИ «Поиск», 1968. Паппо-Корыстин В., Пащенко В., Платонов В. Днепровский ракетно-космический центр. - Днепропетровск, 1994. Петров Б.Н. Программа «Интеркосмос» - широкое научное сотрудничество // Наука стран социализма. - Москва - Берлин - Вар- шава, 1980. Программа «Интеркосмос - XX лет»: Сборник / Под ред. Совета «Интеркосмос». - Москва - Будапешт: АН СССР, АН ВНР, 1987. Ракеты и космические аппараты разработки ГКБ «Южное» / Под ред. С.Н.Конюхова. - Днепропетровск, 2000. Annales de Ge'ophysique. Special issue on the instrumentation of the Arcad-3 franco-soviet project aboard the Aureol-3 satellite Косм1чна д1яльнють УкраТни: результати та перспективи / Буклет НКАУ. - Киев: Спейс-информ, 2002. Косм1чн1 хрожки: Сборник / Под ред. А.Чирвы. - Киев: Интеллект, 2000. УкраТна в cyaip’i космiчних держав свiry: Сборник / Под ред. Я.Яцкива. - Киев: НАНУ, 2001.
Приложение 4 ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ АБ - аккумуляторная батарея АВУ - астровизирное устройство АДУ - автономная двигательная установка АЗ - аппаратура зондирования АЗ-аэростатный зонд АИСТ - автоматизированная испытательная система тестиро- вания АКА - автоматический космический аппарат АКК - автоматический космический комплекс АЛС - автономная (автоматическая) лунная станция АЛТ - атомно-лучевая трубка АМС - автоматическая межпланетная (марсианская) станция АН СССР - Академия наук СССР АО-агрегатный отсек АО - акционерное общество АП - автомат питания АПК - аппаратно-программный комплекс АППИ - автономный пункт приема информации АПР - автоматическое поддержание работоспособности АР - арифметический расширитель АРБ - аварийный радиобуй АС - автоматическая станция АС - аномальная ситуация АСН - автономная система навигации АСОТР - автономная система обеспечения теплового режима АСПГ-автоматическая стабилизированная платформа ACCOM - автоматизированная система сбора и обработки ин- формации АСУ - автоматизированная система управления АСУ КА - автоматизированная система управления космиче- ским аппаратом АТ-азота тетроксид АТТ - аксиальная тепловая трубка АУОС - автоматическая универсальная орбитальная станция АФАР - активная фазированная антенная решетка АФУ - антенно-фидерное устройство АЦП - аналого-цифровое преобразование Ач-ампер-час АЭН РФ - Академия электротехнических наук Российской Фе- дерации БА-бортовая аппаратура БАМИ - бортовая аппаратура межспутниковых измерений БАО - бортовая аппаратура обнаружения БАПИ - бортовая аппаратура передачи информации БАС - блок автоматики и стабилизации напряжения БАТМ - блок автоматики тяговых модулей ББ-боевой блок БВК - бортовой вычислительный комплекс БВС - бортовая вычислительная система БДРГ - блок детектирования рентгеновского и гамма излуче- ния БИ - блок информации БИГ - блок инерциальных гироскопов БИИК - бортовой информационно-измерительный комплекс БИК - бортовой информационный комплекс БКА—белорусский космический аппарат БКИП - блок контроля источников питания БКК - белорусский космический комплекс БКОС - бортовой комплекс обеспечивающих систем БКП - базовая космическая платформа БКПИ - бортовой канал передачи информации БКС - бортовая кабельная сеть БКУ - бортовой комплекс управления БКЩ—бортовой коммутационный щит БОКЗ - блок определения координат звезд БПН - блок полезной нагрузки БПО - бортовое программное обеспечение БР - баллистическая ракета БРК - бортовой ретрансляционный (радиотехнический) ком- плекс БС - блок сжатия БСВЧ - бортовой стандарт времени и частоты БСК - бортовой специальный комплекс БСКВУ - бортовое синхронизирующее координатно-временное устройство БСУ - бортовое синхронизирующее устройство БСЧ - бортовой стандарт частоты БУ-блок управления БУС - бортовая управляющая система БУСТР - блок управления системой терморегулирования БУФС - бортовая ультрафиолетовая система БФ - батарея фотоэлектрическая БФИ - блок формирования изображения БЦВК- бортовой цифровой вычислительный комплекс БЦВМ - бортовая цифровая вычислительная машина БЦВС - бортовая цифровая вычислительная система БШВ - бортовая шкала времени БЭП - блок электропитания 731
Основные сокращения БЭР - блок электронного регулирования напряжения БЭС - бортовая электрическая станция ВА - возвращаемый аппарат ВБР - вероятность безотказной работы ВГГИ - выборка гелиогеофизической информации ВГС - Всемирная геодезическая сеть ВДВ - воздушно-десантные войска ВЗА - высотный зонд астрофизический ВЗА - высотный зонд астрофизический спасаемый ВЗН - временная задержка и накопление ВК - возвращаемая капсула ВК - вычислительный комплекс ВМС - Всемирная метеорологическая организация ВНИИТ - Всесоюзный научно-исследовательский институт ис- точников тока ВНИИЭМ - Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики ВПК - Комиссия Президиума Совета Министров СССР по во- енно-промышленным вопросам ВПП - взлетно-посадочная полоса ВР - возвратная (взлетная) ракета ВРЛ - высокоскоростная радиолиния связи ВСНХ - Высший совет народного хозяйства ВЭО - высокоэллиптическая орбита ВЭП - высокоэнергетические протоны ГБ-головной блок ГВМ - габаритно-весовой макет ГГИ - гелиогеофизическая информация ГГСО - гирогравитационная система ориентации ГЕОХИ - Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского Российской академии наук ГЗУ - грунтозаборное устройство ГКАТ - Государственный комитет Совета Министров СССР по авиационной технике ГККРС - Глобальная космическая командно-ретрансляционная система ГКНПЦ - Государственный космический научно-производ- ственный центр им. М.В.Хруничева ГКНТ - Государственный комитет СССР по науке и технике ГКОТ - Государственный комитет по оборонной технике ГКРЧ - Государственная комиссия по радиочастотам ГКРЭ - Государственный комитет по радиоэлектронике ГЛОНАСС - Глобальная Навигационная Спутниковая Система ГМКС - Государственная метеокосмическая система ГНПРКЦ - Государственный научно-производственный ракет- но-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» ГОИ - Государственный Оптический Институт им. С.И.Вавилова ГОГУ - Главная оперативная группа управления ГПЗ - геопотенциал Земли град.-градус ГРС - газореактивная система ГС - гиростабилизатор ГСА - гиперспектральная аппаратура ГСН - головка самонаведения ГСО - геостационарная орбита ГУКОС - Главное управление космических сил ГУ МО - Главное управление Министерства обороны ГУНиО МО - Главное управление навигации и океанографии Минобороны СССР ГФС - гелиофизическая станция ГЧ - головная часть ГШ ВС - Главный штаб Вооруженных Сил ГУАП - Государственный университет аэрокосмического при- боростроения ГЭВ - гигаэлектронвольт ДЗЗ - дистанционное зондирование Земли ДЗУ - долговременное запоминающее устройство ДЗЧ - действительные значения частот ДИКМ - дифференциально-импульсная кодовая модуляция ДКУ - дежурное командное устройство ДМТ - двигатели малой тяги ДОРА - долговечная отказоустойчивая радиационно-стойкая аппаратура ДПЗ - датчик Полярной звезды ДР-детальный режим ДУ - двигательная установка ДУФиК - детектор ультрафиолетового и красного излучения EKA (ESA) - Европейское космическое агентство ЕСК- Единая система координат ЕССС - Единая спутниковая система связи ЕТМС - Единая телеметрическая система ЖРД - жидкостный ракетный (реактивный) двигатель ЗАО - закрытое акционерное общество ЗИ - зачетные испытания ЗИС - закладочно-измерительная станция ЗКИ - заводские контрольные испытания ЗПГ-зона полезного груза ЗРВ - зона радиовидимости ЗС - земная станция ЗС СКУ - земная станция служебного канала управления ЗУЦИ - запоминающее устройство цифровой информации ЗЭМ - Завод экспериментального машиностроения 732
Основные сокращения ИАЭ - Институт атомной энергии им. И.В.Курчатова ИВК- испытательно-вычислительный комплекс ИЗМИРАН - Институт земного магнетизма и распространения радиоволн Российской Академии наук ИИ - искусственный интеллект ИИЭ - изотопный источник энергии ИКИ - Институт космических исследований АН СССР ИК ПМВ - инфракрасный построитель местной вертикали ИОВ - измеритель освещенности Венеры ИПГ - Институт прикладной геофизики ИПМ - Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша ИПО - искусственное плазменное образование ИПРЗ - исследование природных ресурсов Земли ИПУСС РАН - Институт проблем управления сложными систе- мами Российской Академии наук ИС - истребитель спутников ИСВ - искусственный спутник Венеры ИСЗ - искусственный спутник Земли ИСЛ - искусственный спутник Луны ИТНП - измерения текущих навигационных параметров ИЭМБ - Институт экспериментальной медицины и биотехно- логий СамГМУ КА - космический аппарат КА ДФ - космический аппарат длительного функционирования КАМ - космический аппарат многоцелевой КАУР - космический аппарат унифицированного ряда КБ - конструкторское бюро КБОМ - КБ общего машиностроения КБПМ - КБ прикладной механики КБТМ - конструкторское бюро тяжелого машиностроения КВРБ - кислородо-водородный разгонный блок КВ РФ - Космические войска Российской Федерации КГК - космический геодезический комплекс КГС - космическая геодезическая система КГЧ - космическая головная часть КДУ - корректирующая (комплексная) двигательная установка КИ - космическая информация КИА - командно-измерительная аппаратура КИК - командно-измерительный комплекс КИП - контрольно-измерительный пункт КИС - контрольно-испытательная станция, система КК - космический комплекс КЛА - космический летательный аппарат КМ - композиционные материалы КМЗ - Красногорский механический завод КНА - комплекс научной аппаратуры КНИИРЭ - Киевский научно-исследовательский институт ради- оэлектроники КНС - космическая навигационная система КОС - комплекс обеспечивающих систем КОСПАС - Космическая система поиска аварийных судов и са- молетов КП - командный пункт КП - космическое пространство КПИ - канал передачи информации КПН - контейнер полезной нагрузки КПНС - Командный пункт навигации и связи КПТ- контроллер питания и телеметрии КПТРЛ - командно-программно-траекторная радиолиния КРЛ - командная радиолиния КРТЗ - Красноярский радиотехнический завод КРТН - комплекс радиотехнического наблюдения КС - космическая система КСИ - капсула спускаемой информации КСОН - космическая система оперативного наблюдения КТДУ - корректирующе-тормозная двигательная установка КТМ - корректирующе-тормозной модуль КТТ - контурная тепловая трубка КЦА - комплекс целевой аппаратуры кэВ - килоэлектронвольт КЭЛ - космическая электротехническая лаборатория л - литр ЛА - летательный аппарат ЛБВ - лампа бегущей волны ЛВ - линия визирования ЛИ - летные испытания ЛИАП - Ленинградский институт авиационного приборостроения ЛИУП - лазерный измеритель угловых приращений ЛКИ - летно-конструкторские испытания ЛПИ - Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина ЛТХ - летно-технические характеристики ЛЭВО - линейные элементы внешнего ориентирования МАС - микроакселерометр мбар - миллибар МБР - межконтинентальная баллистическая ракета МВК - межведомственная комиссия МВКС - Межведомственный Координационный Совет МВЭК - Межведомственная экспертная комиссия МГСО - магнитно-гравитационная система ориентации МГУ - Московский государственный университет им. М.В. Ло- моносова 733
Основные сокращения МИК - монтажно-испытательный комплекс мин - минута МИФИ - Московский инженерно-физический институт МКА - малый (малоразмерный) космический аппарат МКРЦ - морская космическая разведка и целеуказание мкс - микросекунда МКС - Международная космическая станция МКСР - Многофункциональная космическая система ретран- сляции МКЦ-Молодежный космический центр МГТУ им. Н.Э.Баумана МЛЭ - молекулярно-лучевая эпитаксия МНА - малонаправленная антенна МНВА- модуль никель-водородного аккумулятора МНИИРС - Московский научно-исследовательский институт радиосвязи МНТКС - Межведомственный научно-технический координа- ционный совет МОМ - Министерство общего машиностроения (Минобщемаш) МОП - Министерство оборонной промышленности МОПИ - машина оптической обработки информации МП - мягкая посадка МПН - модуль полезной нагрузки МПК - многофункциональный программируемый контролер МПО - межпроцессорный обмен МРГ - Межведомственная рабочая группа мс-миллисекунда МСД - многостанционный доступ МСС - модуль служебных систем МэВ - микроэлектронвольт НА-научная аппаратура НАКУ - наземный автоматизированный комплекс управления НАН - Национальная академия наук Украины НАП - навигационная аппаратура потребления НВА - никель-водородный аккумулятор НВАБ - никель-водородная аккумуляторная батарея НД - нормативные документы НДМГ - несимметричный диметилгидразин НИИ ТП - НИИ тепловых процессов (ныне Исследовательский центр им. М.В.Келдыша) НИЛАКТ - Научно-исследовательская лаборатория аэрокосми- ческой техники НИП - наземный измерительный пункт НИУК-наземный информационно-управляющий комплекс НКАУ - Национальное космическое агентство Украины НКОП - Народный комиссариат оборонной промышленности НКПОИ - наземный комплекс приема и обработки информации НКПОР- наземный комплекс планирования, получения, обра- ботки и распространения информации НКУ - наземный комплекс управления НП - неориентированный полет НПО ПМ - Научно-производственное объединение прикладной механики НППОИ - Наземный пункт приема и обработки информации НРТК - наземный радиотехнический комплекс НСК - наземный специальный комплекс НТВ - непосредственное телевещание НТД - научно-техническая документация НТС - научно-технический совет НТУ - надувное тормозное устройство НЦ ОМЗ - Научный центр оперативного мониторинга Земли НЭМ - научно-энергетический модуль НЭО - наземная экспериментальная обработка ОА - орбитальный аппарат ОБ-орбитальный блок об. - оборот ОГ - орбитальная группировка ОГБ - обтекатель головного блока ОДП - ориентированный дежурный полет ОДУ - объединенная двигательная установка ОЗУ - оперативное запоминающее устройство ОЗЭ - общеземной эллипсоид ОИА - отсек измерительной аппаратуры ОК - орбитальный корабль ОКИ - оперативно-контрольная информация ОКП - околоземное космическое пространство ОПБ - орбитально-посадочный блок ОПС - орбитальная пилотируемая станция ОР - обзорный режим ОРГ - оперативная рабочая группа ОС - орбитальная станция ОС - организующая система ОСА - отсек специальной аппаратуры ОСК - орбитальная система координат ОСО - оптический стеклянный отражатель ОТР - оперативно-техническое руководство ОЭА - оптико-электронная аппаратура ОЭН - оптико-электронное наблюдение ОЭП - оптико-электронное преобразование Па - паскаль ПА - посадочный аппарат ПАО - приборно-агрегатный отсек ПАО - программно-алгоритмическое обеспечение 734
Основные сокращения ПАО-О - программно-алгоритмическое обеспечение обработ- ки специнформации ПАО-У- программно-алгоритмическое обеспечение управления ПВЗ - параметры вращения Земли ПДЦМ - параметр движения центра масс ПЗС - прибор с зарядовой связью ПКБ - проектно-конструкторское бюро ПКК- пилотируемый космический корабль ПКО - противокосмическая оборона ПКРО - противокорабельное ракетное оружие ПЛ - подводная лодка ПМВ - построитель местной вертикали ПМО - программно-математическое обеспечение ПН - полезная нагрузка ПНФ- подсистема накопления и формирования информации ПО - приборный отсек ПО - программное обеспечение ПОЖ - программа обеспечения живучести ПОЗ - приборы ориентации на Землю ПОПТЭХ - Программе обеспечения и повышения точностных и эксплуатационных характеристик МГНСС ГЛОНАСС ПОС - приборы ориентации на Солнце ППЗ - прибор ориентации на Полярную звезду ППИ - пункт приема информации ППМ - перелетно-посадочный модуль ППОИ - пункт приема и обработки информации ПР - прожекторный режим ПрА-пролетный аппарат ПРО - противоракетная оборона ПрОЗУ - «программа из оперативной памяти» ПРОП - прибор оценки проходимости ПРОС - изучение природных ресурсов Земли и охрана окру- жающей среды ПРС - подсистема радиосвязи ПС - простейший спутник ПСИ - передатчик скоростной информации ПСО - противоспутниковая оборона ПУЛУ - пороховая тормозная двигательная установка ПУДУ - посадочная твердотопливная двигательная установка ПУ - подсистема (пункт) управления ПУ - пусковая установка ПФА - панорамный фотоаппарат ПЭ - пункт эксплуатации РАКЦ - Российская академия космонавтики им. К.Э. Циолков- ского РАН - Российская академия наук РБ-разгонный блок РБАС - реактивный блок аварийного спасения РВВ - радиовертикаль-высотомер РВСН - Ракетные войска стратегического назначения РГЯ - рубидиевые газовые ячейки РИУК - радиоизмерительный управляющий комплекс РКК - ракетно-космический комплекс РКН - ракета космического назначения РКС - Российские космические системы РКСО - резервный контур системы ориентации РКГ - ракетно-космическая техника РЛБО - радиолокатор бокового обзора РЛК - радиолокационный комплекс РЛС - радиолокационная станция РЛЦИ - радиолиния целевой информации PH - ракета-носитель РНИИ - Реактивный научно-исследовательский институт РНИИ КП - Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения РОСК - развернутая орбитальная система координат РОЧ - радиационно-опасная часть РП - рабочая программа РПЗ - радиационные пояса Земли РПК СН - ракетный подводный крейсер стратегического на- значения РСА - радиолокатор с синтезированной апертурой РУВК- радиотелевизионный комплекс РУК - радиотехнический комплекс РУО - радиационный теплообменник РУР - радиотехнический ретранслятор РУС - радиотелеметрическая система РФ - Российская Федерация с-секунда СА - спускаемый аппарат СамГМУ - Самарский государственный медицинский университет САН - система автономной навигации САС - срок активного существования САЧ - счетчик ампер-часов СБ-солнечная батарея СВАМ - стекловолокнистый анизатропный материал СВП - соединение волноводное поворотное СГАУ - Самарский государственный аэрокосмический универ- ситет СГК - силовой гироскопический комплекс СГЭ - система генерирования электроэнергии СДРУР - станция детальной радиотехнической разведки 735
Основные сокращения СЗ - сотовый заполнитель СИО - система исполнительных органов СИРП - система измерения радиационных потоков СИСС - система импульсной световой сигнализации СК - солнечный координатор СК - спускаемая капсула СК - стартовый комплекс СКА - среднеквадратическая ошибка СКВ - специальное конструкторское бюро СКГ - специальная конструкторская группа СККП - система контроля космического пространства СКП - система контроля положения СКУ - служебный канал управления СМ - сервисный модуль см-сантиметр СМС - система мониторинга связи СОАП - система ориентации антенной платформы СОЖ - система обеспечения жизнедеятельности СОК - система обеспечения коррекции СОК - система ориентации корпуса СОК ПК - станция определения координат КА и передачи команд СОП - система определения плоскости наилучшего изображения СОС - система ориентации и стабилизации СОТР - система обеспечения теплового режима СП-системный проект СП - служебная платформа СП - спутниковая платформа СП-стартовая позиция СПА - система поворота антенн СПАК-специальный программно-алгоритмический комплекс СПД - система передачи данных СПД - стационарный плазменный двигатель СПН - специальный пункт наблюдения СПО-И - специальное программное обеспечение испытаний СППИ - система приема и преобразования изображения СПРН - система предупреждения о ракетном нападении СР - спутник-ретранслятор ССКМ - система сброса кинетического момента ССКУ - спутниковая система контроля и управления ССН - спутниковая система навигации ССО - солнечно-синхронная орбита ССПД - система связи и передачи данных ССС - спутниковая система связи СССР - Союз Советских Социалистических Республик СТКРП - система трансляции команд и распределения питания СТО - Совет Труда и Обороны СТО - средства технологического оснащения СТР - система терморегулирования СУ - система управления СУД - система управления движением СУДН - система управления движением и навигацией сут.-сутки СФТИ - Сухумский физико-технический институт СЦА - серебряно-цинковый аккумулятор США - Соединенные Штаты Америки СЗ - сегнетоэлектрический СЭИ - стендовые электрические испытания СЭП - система электропитания СЭС - система энергоснабжения СЭУ - системы электропитания и управления СЯС - стратегические ядерные силы т-тонна ТВ - телевидение, телевизионный ТВИ - тепловакуумные испытания ТВО - тепловакуумная обработка ТГК - транспортный грузовой корабль ТГР - телевизионная глобальная разведка ТЗ - техническое задание ТЗМ - теплозащитный материал ТЗЧ - тяжелые заряженные частицы ТК-технический комплекс ТКС - телекомандная система ТКЧ - температурный коэффициент частоты ТМ - тяговый модуль ТП - теплопеленгационный ТПК-транспортный пилотируемый корабль ТРП - терморегулирующее покрытие ТРС - телевизионный радиометр сканирующий ТС-типовые сообщения ТСЯ - транзитное световое явление П - тепловая труба ТТЗ - тактико-техническое задание ТТТ-тактико-технические требования ПХ - тактико-технические характеристики ТУП - теневые участки Луны ТЭ - тиристорный эффект ТЭП - термоэмиссионный преобразователь ТЭУ - термоэмиссионная установка УВС - управляющая вычислительная система УИА-узлы исполнительной автоматики УИВК-управляющий информационно-вычислительный комплекс УКП - унифицированная космическая платформа 736
Основные сокращения УМСК-унифицированная малогабаритная спускаемая капсула УС - управляемый спутник морской разведки УС-А - управляемый спутник активный УС-П - управляемый спутник пассивный УФ - ультрафиолетовый УФТ - ультрафиолетовый телескоп УЭВО - угловые элементы внешнего ориентирования УЭХК - Уральский электротехнический комбинат ФАПСИ - Федеральное агентство правительственной связи и информации ФЗК - флуктуации потока заряженной компоненты ФЗПС - фоточувствительный прибор с зарядовой связью ФКИ - фундаментальные космические исследования ФКП - Федеральная космическая программа ФСС - Федеральная спутниковая служба ФСС - фиксированная спутниковая связь ФЦП - Федеральная целевая программа ХБ-химическая батарея ХИТ - химический источник тока ЦА - целевая аппаратура ЦБ РФ - Центральный банк Российской Федерации ЦВМ - Центральная вычислительная машина ЦИ - цифровая (целевая) информация ЦИМИТ - цифровая имитационная модель информационного тракта ЦКБМ - Центральное конструкторское бюро машиностроения ЦКБЭМ - Центральное конструкторское бюро эксперименталь- ного машиностроения ФИАН - Физический институт Академии наук ФКП - Федеральная космическая программа ФНПЦ-Федеральный научно-производственный центр ФТУ - фототелевизионная установка ФЦО - фоновая и целевая обстановка ЦА-целевая аппаратура ЦДОКМ - Центр данных оперативного космического мониторинга ЦКБ - Центральное конструкторское бюро ЦККП - Центр контроля космического пространства ЦНИИ КМ - Центральный научно-исследовательский институт композитных материалов ЦОИ - Центр обработки информации ЦОТУСС - Центр оперативно-технического управления спутни- ками связи ЦСКБ - Центральное специализированное конструкторское бюро ЦСОИ - Центр сбора и обработки информации ЦТВ - Центральное телевидение ЦУКОС - Центральное управление космических средств ЦУКСиН - Центр управления космической связью и навигацией ЦУМОКО - Центр управления медицинским обеспечением кос- мических объектов ЦУП - Центр управления полетами ЦУСС - Центр управления системой связи ч-час ЧПУ - числовое программное управление ШВС - шкала высокостабильная системная эВ - электронвольт ЭВ - электровакуумный ЭД - эксплуатационная документация ЭДУ - электродуговая установка ЭКБ - электронная компонентная база ЭНД - электронагревательный двигатель ЭП - эскизный проект ЭРДУ - электроракетная двигательная установка ЭП - эскизный проект ЭРИ - электрорадиоизделие ЭСИП - энергоспектрометр ионосферной плазмы ЯВ - ядерный взрыв ЯФ ИЗМИРАН - Якутский филиал Института земного магне- тизма и распространения радиоволн Российской Академии наук ЯЭУ - ядерная энергетическая установка
СОДЕРЖАНИЕ НАТестоедов. Предисловие.............................................................................................5 Глава 1. Первые искусственные спутники Земли В.И.Петров, БАСоколов, М.С.Хомяков, Б.Е.Черток, Е.В.Шабаров. ОАО «РКК «Энергия». Создание первых в мире искусственных спутников Земли.................................................................8 ААГафаров. ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». Вклад НИИ-1 - Центра Келдыша в создание первых искусственных спутников Земли........................................19 Глава 2. Первые автоматические межпланетные станции ВЛЛегостаев, Л.И.Дульнев, БАСоколов. ОАО «РКК «Энергия». Начало изучения Луны.......................................24 О.И.Бабков, В.И.Петров, БАСоколов, ВАТимченко. ОАО «РКК «Энергия». Автоматические межпланетные станции для исследования Марса, Венеры и Луны...........................................29 ВЛЛегостаев, В.И.Петров, БАСоколов, В.Г.Кравец. ОАО «РКК «Энергия». Прилунение. Продолжение изучения Луны...............................................................................38 ААГафаров. ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». Разработка в НИИ-1 - Центре Келдыша системы ориентации АМС Е-2 («Луна-3»)...........................................41 Глава 3. Развитие отечественных автоматических космических аппаратов в 1960-е гг. ВЛЛегостаев, БАСоколов, Б.Е.Черток, Ю.М.Лабутин, Б.И.Сотников. ОАО «РКК «Энергия». Космические аппараты «Зенит-2», «Зенит-4»...........................................................................46 Б.В.Королев, П.Н.Куприянчик, В.Г.Осипов, БАСоколов, Б.Е.Черток. ОАО «РКК «Энергия». Первый спутник связи «Молния-1».....................................................................................50 ВЛЛегостаев, БАСоколов, Б.ЕЧерток, Ю.М.Лабутин, Б.И.Сотников. ОАО «РКК «Энергия». Разработка и запуски КА «Электрон»..................................................................................56 Б.И.Савельев, ВАПоляченко. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Система морской космической разведки и целеуказания «УС»............................................................58 Предпосылки разработки..........................................................................................58 Разработка системы МКРЦ.........................................................................................58 Космический аппарат «УС-А»......................................................................................59 Космический аппарат «УС-П»......................................................................................60 Развитие и эксплуатация системы МКРЦ............................................................................60 Б.И.Савельев, ВАПоляченко. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Система противокосмической обороны «ИС».............................................................................62 А.И.Маликов, ВАПоляченко. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Космическая система раннего обнаружения пусков баллистических ракет «УС-К»..........................................67 Предпосылки разработки..........................................................................................67 Разработка системы «УС-К».......................................................................................67 АДАртемов, ЦГЛитовченко. ОАО «Корпорация «Комета». Разработка концепции и проектных решений по построению системы морской космической разведки и целеуказания «УС».....69 Разработка и запуски автоматических космических аппаратов «УС-А» системы МКРЦ...................................75 ЛАЛебедев, ЦГЛитовченко. ОАО «Корпорация «Комета». Разработка и запуски автоматических КА «Полет-1» и «Полет-2». 1960-1963 гг..........................................78 ЛАЛебедев, ЦГЛитовченко. ОАО «Корпорация «Комета». Разработка и запуски автоматических космических аппаратов системы «ИС» (1963-1973 гг.)..............................81 738
Содержание Средства обнаружения и измерения параметров движения ИСЗ......................................................82 Ракетно-космический комплекс..................................................................................82 Командный пункт...............................................................................................84 Испытания.....................................................................................................85 Г.ВЛавыдов, ЦЛЛитовченко, Ю.ПЛковенко. ОАО «Корпорация «Комета». Проектные решения для космической системы обнаружения стартов межконтинентальных баллистических ракет.............87 Г.В.Давыдов, ЦГЛитовченко. ОАО «Корпорация «Комета». Проектные решения для космической системы «ОКО» на высокоэллиптических орбитах и запуски ее экспериментальных космических аппаратов...............................90 А.И.Зотов, ААЛебедь, Б.С.Лобанов, ААРоманов, А.В.Шпак, ИАЮрьев. ФГУП «ЦНИРТИ им. А.И.Берга». Первые работы ЦНИРТИ в области создания комплексов космического наблюдения. Космические аппараты «УС-А» и «УС-П»..94 Б.И.Савельев, ВАЛоляченко. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Научные космические станции «Протон»..............................................................................97 Научные космические станции «Протон-1» - «Протон-3»...........................................................97 Научная космическая станция «Протон-4»........................................................................98 А.И.Маликов. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Система телевизионной глобальной разведки ТГР....................................................................100 Предпосылки разработки.......................................................................................100 Разработка системы ТГР.......................................................................................100 С.С.Кавелин, ААКолоколов, Г.Н.Новиков. ГП «КБ «Южное» им. М.К.Пнгеля. ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова. Развитие автоматических КА КБ «Южное» и ПО «ЮМЗ».................................................................106 Космические аппараты поискового этапа работ...................................................................106 Космический аппарат ДС-1................................................................................109 Космический аппарат ДС-2................................................................................110 Космический аппарат ДС-А1...............................................................................110 Космический аппарат ДС-МГ...............................................................................111 Космический аппарат ДС-МТ...............................................................................111 Космический аппарат ДС-МО...............................................................................112 Космический аппарат ДС-П1...............................................................................112 Космический аппарат ДС-К8...............................................................................113 Малые унифицированные аппараты................................................................................113 Космический аппарат ДС-У1-Г.............................................................................114 Космический аппарат ДС-У1-А.............................................................................115 Космический аппарат ДС-У1-Я.............................................................................116 Космический аппарат ДС-У1-ИК-1..........................................................................116 Космический аппарат ДС-У1-Р.............................................................................117 Космический аппарат ДС-У1-ИК-2..........................................................................117 Космический аппарат ДС-У2-В.............................................................................117 Космический аппарат ДС-У2-М.............................................................................118 Космический аппарат ДС-У2-И.............................................................................119 Космический аппарат ДС-У2-МП............................................................................119 Космический аппарат ДС-У2-Д.............................................................................120 Космический аппарат ДС-У2-ГК............................................................................121 Космический аппарат ДС-У2-ГФ............................................................................122 Космический аппарат ДС-У2-МГ............................................................................122 739
Содержание Космический аппарат ДС-У2-ИП.............................................................................123 Космический аппарат ДС-У2-К..............................................................................124 Космический аппарат ДС-У2-МТ.............................................................................124 Космический аппарат ДС-У2-ГКА............................................................................124 Космический аппарат ДС-У2-ИК-1...........................................................................125 Космический аппарат ДС-У2-ИК-2...........................................................................127 Космический аппарат ДС-У2-ИК-3...........................................................................127 Космический аппарат ДС-У2-ИК-4...........................................................................128 Космический аппарат ДС-У2-ИК-5...........................................................................128 Космический аппарат ДС-У2-ИК-6...........................................................................129 Космический аппарат ДС-У2-ИК-8...........................................................................129 Космический аппарат ДС-УЗ-С..............................................................................130 Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-1...........................................................................131 Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-2...........................................................................132 Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-З...........................................................................132 Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-4...........................................................................132 Космический аппарат ДС-УЗ-ИК-5...........................................................................133 Конструктивно-компоновочная схема космических аппаратов.......................................................134 ЛАМакриденко, С.Н.Волков, А.В.Горбунов, АЛЧуркин, ВАКожевников, Р.С.Салихов, В.П.Ходненко, И.Ю.Ильина. АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Первые шаги в космическом направлении ВНИИЭМ: от «Омеги» до «Метеора».............................................135 Космический аппарат «Омега»...................................................................................135 «Метеоры».....................................................................................................137 НАТестоедов. ОАО «ИСС им. М.Ф.Решетнева». Космические системы и космические комплексы телекоммуникационного и координатометрического назначения.............139 Низкоорбитальные системы специальной и персональной связи.....................................................139 Разработка и запуски первых низкоорбитальных КА специальной связи «Стрела-1».............................140 Разработка и запуски первых низкоорбитальных КА специальной связи «Стрела-2».............................141 Космический аппарат «Стрела-1 М».........................................................................143 Космический аппарат «Стрела-2М»..........................................................................143 Создание первого в мире низкоорбитального навигационно-связного экспериментального комплекса «Циклон».........144 Системы связи на высоких эллиптических орбитах................................................................148 Создание первой в мире КС связи и распределительного телевещания «Орбита» на базе высокоэллиптических КА «Молния-1»................................................................148 Производство космических аппаратов. ОКБ-Ю (КБПМ) и «Красмаш» (завод № 1001) в 1960-е гг..................152 Создание первого отечественного геодезического комплекса «Геоид» со спутниками «Сфера»...................153 В.В.Хартов, В.В.Ефанов, М.Б.Мартынов, К.М.Пичхадзе. НПО им. С.А.Лавочкина. Автоматические космические аппараты для фундаментальных научных исследований. Первые на Луне. Первые на Венере.....154 Космические аппараты для исследования Луны. Второе поколение лунников: КА «Луна-9» - «Луна-14».................155 Космические аппараты серии Е6М...........................................................................157 Автоматическая лунная станция............................................................................159 Космический аппарат «Луна-13»............................................................................161 Космический аппарат Е6С..................................................................................161 Искусственный спутник Луны...............................................................................162 Космический аппарат «Луна-10»............................................................................162 Космический аппарат серии Е6-ЛФ..........................................................................163 740
Содержание Космический аппарат «Луна-11»..............................................................................164 Третье поколение «лунников»: КА «Луна-15» - «Луна-24»...........................................................164 Космические аппараты серии Е8-5............................................................................165 Космический аппарат «Луна-16»..............................................................................171 Космический аппарат «Луна-18»..............................................................................173 Космический аппарат «Луна-20»..............................................................................173 Космические аппараты серии Е8-5М...........................................................................173 Космические аппараты серии Е8..............................................................................175 Автоматический самоходный аппарат «Луноход-1»..............................................................176 Космический аппарат «Луна-17»..............................................................................178 Космический аппарат «Луна-21»..............................................................................178 Космические аппараты серии Е8-ЛС...........................................................................178 Второе поколение космических аппаратов для исследования Венеры: КА «Венера-4» - «Венера-8»......................180 Космические аппараты серии В-67............................................................................181 Космические аппараты серии В-69............................................................................183 Космические аппараты серии В-70............................................................................183 Космический аппарат В-72...................................................................................184 И.В.Бармин. ФГУП «ЦЭНКИ». Работы Конструкторского бюро общего машиностроения по созданию грунтозаборных устройств для забора грунта на Луне и Марсе...................................................................................185 ААГафаров. ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». Обеспечение радиационной безопасности космических аппаратов с ядерными реакторными и радиоизотопными источниками энергии на борту...............................................187 С.ГСмирнов, О.Б.Поплевина. ОАО «ЭМЗ им. В.М.Мясищева». Сателлоиды В.М.Мясищева.............................................................................................193 В.Э.Новиков. Разработка источников энергии в ОАО «НПП «Квант».......................................................206 Химические источники тока. Разработка и изготовление серебряно-цинкового источника тока.........................206 Разработка и изготовление солнечных батарей для космических аппаратов...........................................208 Diaea 4. Развитие отечественных автоматических космических аппаратов в 1970-е гг. А.Н.Кирилин, РНАхметов, ГЛАншаков, АДСторож. АО «РКЦ «Прогресс». Космические аппараты дистанционного зондирования в интересах контроля за соблюдением договоров по ограничению вооружений..................................................................212 От «Зенита» к «Янтарю»..........................................................................................212 Космический аппарат «Зенит-4»...................................................................................214 Космический аппарат «Зенит-4М»..................................................................................214 Космический аппарат «Зенит-4МТ».................................................................................215 Космический аппарат «Янтарь-2К».................................................................................216 НАТестоедов. ОАО «ИСС». Формирование многоспутниковых группировок на орбитах от низких круговых до стационарных.............................220 Создание системы специальной связи «Корунд» и «Ручей» на базе высокоэллиптических космических аппаратов.........220 КА «Молния-1 К»............................................................................................220 КА «Молния-2»..............................................................................................221 Создание высокоэллиптических КА «Молния-3» для КС «ЕССС»...................................................222 Системы телекоммуникаций на геостационарной орбите..............................................................225 Экспериментальный КА связи на ГСО «Молния-1 С».............................................................225 741
Содержание Создание первого отечественного геостационарного КА «Радуга» для КС «ЕССС».................................226 Системы спутникового непосредственного телевещания (НТВ) на ГСО.................................................229 Создание первой в мире КС непосредственного телевещания «Экран».................................................230 Многофункциональные системы спутниковых телекоммуникаций на ГСО.................................................232 Создание первой отечественной многофункциональной гражданской КС фиксированной, мобильной и правительственной связи и телевещания на базе геостационарных КА «Горизонт»....................232 Создание низкоорбитальной навигационно-связной спутниковой системы «Парус» на основе КА «Циклон-Б»..............235 Создание низкоорбитальной моноцелевой навигационной системы «Цикада»............................................236 Производство космических аппаратов в КБПМ (НПО ПМ, г. Красноярск-26) в 1970-е гг................................239 ЛАЛебедев, Ц.Г.Литовченко. ОАО «Корпорация «Комета». Модернизированная система противокосмической обороны «ИС-М».........................................................242 АДАртемов, Ц.Г.Литовченко. ОАО «Корпорация «Комета». Совместные испытания системы Морской космической разведки и целеуказания с космическими аппаратами «УС-А» и «УС-П»...242 Г.В.Давыдов, Ц.Г.Литовченко, В.П.Мисник. ОАО «Корпорация «Комета». Создание и испытания космической системы «ОКО»......................................................................245 М.К.Сапего, А.Н.Устинов. Работы КБ «Арсенал» в области создания автоматических космических аппаратов................248 В.В.Хартов, В.В.Ефанов, М.Б.Мартынов, К.М.Пичхадзе. НПО им. С.А.Лавочкина. Автоматические космические аппараты для исследования Венеры и Марса. Первые на Марсе.................................255 Третье поколение КА для исследования Венеры: «Венера-9» - «Венера-16»............................................255 Космические аппараты серии 4В..............................................................................255 Космические аппараты серии 4в1.............................................................................258 Космические аппараты серии 4В1М............................................................................259 Космические аппараты серии 4В2.............................................................................260 Второе поколение КА для исследования Марса: «Марс-2» - «Марс-7».................................................261 Серия М-71..................................................................................................262 Космический аппарат серии М-71..............................................................................263 Третье поколение КА для исследования Марса: космический аппарат «Марс-96» («Марс-8»)............................265 И.В.Бармин. ФГУП «ЦЭНКИ». Создание комплекса аппаратуры для забора и анализа грунта на поверхности планеты Венера.............................266 Ю.М.Головин. ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». Аппаратура для исследования Венеры разработки ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша»..............................................269 ЛАМакриденко, С.Н.Волков, А.В.Горбунов, АЛЧуркин, ВАКожевников. Р.С.Салихов, В.П.Ходненко, И.Ю.Ильина. АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Этапы развития космических аппаратов серии «Метеор»........................................271 Государственная метеорологическая космическая система «Метеор-2»................................................271 Космический аппарат «Метеор-3» - третье поколение отечественных аппаратов гидрометеорологического назначения серии «Метеор»...............................................................274 Космический аппарат «Метеор-ЗМ» № 1.........................................................................279 Геостационарный гидрометеорологический и гелиогеофизический космический аппарат «Электро».......................281 Этапы испытаний и эксплуатации КА «Электро» № 1............................................................284 Б.И.Савельев, ВАЛоляченко, О.ПДубенсков. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Проект автоматической орбитальной станции фоторазведки «Алмаз-К»....................................................286 Б.И.Савельев, ЛДСмиричевский. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Проект автоматической орбитальной научной станции «Алмаз-Н».........................................................288 С.С.Кавелин, ААКолоколов, Г.Н.Новиков. ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля. ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова. Автоматические универсальные орбитальные станции....................................................................290 742
Содержание Космический аппарат АУОС-З-Т-ИК...............................................................................291 Космический аппарат АУОС-З-Р-Э-ИК.............................................................................292 Космический аппарат АУОС-З-М-ИК...............................................................................292 Космический аппарат АУОС-З-И-ИК...............................................................................293 Космический аппарат АУОС-З-Р-П-ИК.............................................................................293 Космический аппарат АУОС-З-АВ-ИК..............................................................................294 Космический аппарат АУОС-З-АП-ИК..............................................................................294 Космический аппарат АУОС-З-М-А-ИК.............................................................................295 Космический аппарат АУОС-З-И-Э................................................................................296 Космический аппарат АУ0С-3-Р-0................................................................................296 Модификации базовых платформ АУОС-3, АУОС-СМ..................................................................297 Космический аппарат АУОС-СМ-КИ...........................................................................298 Космический аппарат АУОС-СМ-КФ...........................................................................299 Бортовой обеспечивающий аппаратурный комплекс платформы АУОС-3................................................300 Система управления ориентацией и стабилизацией платформы АУОС-СМ..............................................301 Юстировочные и калибровочные КА...............................................................................302 Космический аппарат ДС-П1-Ю..............................................................................302 Космический аппарат ДС-П1-И..............................................................................302 Космический аппарат ДС-П1-М..............................................................................302 Космические аппараты на базе платформы «Тайфун-1»........................................................304 Космические аппараты на базе платформы «Тайфун-2»........................................................305 Космический аппарат «Кольцо».............................................................................306 Космический аппарат «Дуга-К».............................................................................306 Глава 5. Развитие отечественных автоматических КА в 1980-е гг. НАТестоедов. ОАО «ИСС». Новые информационные спутниковые системы..................................................308 Создание спутниковой геодезической системы второго поколения со спутниками «Гео-ИК» и системы второго поколения со спутниками «Гео-ИК2»...........................................................308 Глобальная система спутниковой ретрансляции...................................................................310 Космический аппарат «Поток»..............................................................................311 Создание низкоорбитальных космических аппаратов «Цикада-Н«/«Надежда» для международной спутниковой системы «КОСПАС-SARSAT».........................................................313 Создание среднеорбитальных КА для глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС........................316 Создание высокоэллиптических КА специальной связи.............................................................325 Космический аппарат «Молния-1Т»..........................................................................325 КА персональной связи третьего поколения на низких орбитах....................................................326 Создание низкоорбитального КК специальной связи «Стрела-3»...............................................326 Создание геостационарного КА ретрансляции информации «Луч» для КС «ГККРС».....................................326 Создание геостационарного КА непосредственного телевещания «Экран-М»..........................................328 Создание нового поколения многофункциональных геостационарных КА специальной связи «Радуга-1», «Радуга-1 М» для КС «ЕССС-2»..................................................................................329 Производство космических аппаратов в НПО ПМ (г. Красноярск-26) в 1980-е гг....................................330 АНКирилин, RH. Ахметов, ГЛАншаков, АДСторож. АО «РКЦ «Прогресс». Космические комплексы картографии, оптико-электронного видового наблюдения и социально-экономического назначения.............................................................................332 КА обзорного фотонаблюдения и картографирования................................................................332 743
Содержание Космический аппарат «Янтарь-1 КФТ»........................................................................332 Модернизация космического аппарата «Янтарь-1 КФТ».........................................................334 Космические комплексы оптико-электронного наблюдения. «Янтарь-4КС1», «Янтарь-4КС1 М»......................334 КА дистанционного зондирования Земли социально-экономического назначения.......................................339 Космический комплекс «Зенит-2М» н/х.......................................................................340 Космическая подсистема «Ресурс-Ф».........................................................................340 ЛАМакриденко, С.Н.Волков, А.В.Горбунов, АЛЧуркин, ВАКожевников, Р.С.Салихов, В.П.Ходненко, И.Ю.Ильина.................. АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Космические аппараты для исследования природных ресурсов Земли и экологического мониторинга: серии «Метеор-Природа» и «Ресурс»....................................................342 Программа изучения природных ресурсов Земли «Метеор-Природа»...................................................342 КА «Ресурс-ОЭ», «Ресурс-01», № 1 и № 2.........................................................................347 КА «Ресурс-01» №3 и №4.........................................................................................348 АДАртемов, Ц.Г.Литовченко. ОАО «Корпорация «Комета». Эксплуатация системы Морской космической разведки и целеуказания с космическими аппаратами «УС-А» и «УС-П».........352 ЛАЛебедев, ЦГЛитовченко. ОАО «Корпорация «Комета». Системы противокосмической обороны «ИС-МУ» и «ИС-МД»...............................................................353 ГВДавыдов, ЦГЛитовченко, В.П.Мисник. ОАО «Корпорация «Комета». Эксплуатация системы «ОКО». Разработка системы «ОКО-1».............................................................355 В.В.Хартов, В.В.Ефанов, М.Б.Мартынов, К.М.Пичхадзе. НПО им. С.А.Лавочкина. Космические аппараты для исследования малых тел Солнечной системы. Космические аппараты для астрофизических исследований и изучения солнечно-земных связей............................357 КА серии «5ВК» («Вега»)........................................................................................357 КА серии «1Ф» («Фобос»)....................................................................................... 363 Исследовательские зонды, десантируемые на поверхность Фобоса..............................................366 КА нового поколения «Фобос - Грунт»............................................................................367 КА для астрофизических исследований............................................................................368 Космический аппарат «Астрон» («1А»).......................................................................368 Космический аппарат «Гранат» («1АС»)......................................................................370 Космические аппараты для изучения солнечно-земных связей и магнитосферы Земли..................................373 Космические аппараты серии «Прогноз»......................................................................373 Миссия «Интербол».........................................................................................376 А.И.Зотов, ААЛебедь, Б.С.Лобанов, ААРоманов, А.В.Шпак, ИАЮрьев. ФГУП «ЦНИРТИ им. А.И.Берга». Космическая система радиоэлектронного наблюдения «Целина»..........................................................378 К «Целина-О»...................................................................................................378 КА «Целина-Д»..................................................................................................379 КА «Целина-2»..................................................................................................380 Наземный специальный комплекс..................................................................................380 Поисковые работы по созданию перспективных систем КРЭН.........................................................381 С.С.Кавелин, ААКолоколов, Г.Н.Новиков. ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля. ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова. Космические аппараты радиоэлектронного наблюдения..................................................................382 КА «Целина-О»..................................................................................................382 КА «Целина-Д»..................................................................................................382 КА «Целина-Р»..................................................................................................383 КА «Целина-2»..................................................................................................384 744
Содержание С.С.Кавелин, ААКолоколов, Г.Н.Новиков. ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля. ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова. Космические аппараты природоресурсного направления................................................................385 КА «Океан-Э» № 1..............................................................................................385 КА «Океан-Э» № 2..............................................................................................385 КА «Океан-ОЭ».................................................................................................386 КА «Океан-О1».................................................................................................386 КА «Океан-О»..................................................................................................388 И.Ю.Постников, ЛДСмиричевский. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Космическая система дистанционного зондирования земли с автоматической орбитальной станцией «Алмаз-Т».............389 Глава 6. Развитие отечественных автоматических КА в 1992-2015 гг. НАТестоедов. ОАО «ИСС». Новое поколение КК для глобальной многоуровневой информационной спутниковой инфраструктуры........................398 Низкоорбитальные КА гражданской персональной связи............................................................398 Космический аппарат «Гонец»..............................................................................398 Космический аппарат «Гонец-Д1»...........................................................................398 Создание низкоорбитальных КА гражданской персональной связи «Гонец-М»....................................399 Низкоорбитальные экспериментально-образовательные малые КА....................................................401 Создание экспериментального низкоорбитального КА «Зея» и выведение его на орбиту конверсионной PH «Старт-1»с космодрома Свободный...............................401 Космический аппарат «Можаец»..............................................................................401 Создание нового поколения низкоорбитальных экспериментальных КА «Юбилейный», «МиР».......................403 Создание высокоэллиптического КА специальной связи «Молния-ЗК».................................................404 Создание нового поколения многофункциональных высокоэллиптических КА специальной связи «Меридиан».............406 Создание геостационарного КА непосредственного телевещания второго поколения «ГАЛС»...........................408 Создание геостационарного многофункционального гражданского КА связи и телевещания «Экспресс».................410 Создание гражданских геостационарных КА связи и телевещания «Экспресс-А» с использованием зарубежных ретрансляторов для экстренного восполнения отечественной гражданской орбитальной группировки по заказу ГП «Космическая связь».......................410 Создание первого сибирско-европейского геостационарного КА связи и телевещания SESAT по заказу европейского оператора EUTELSAT с участием зарубежной кооперации...............................412 Четвертое поколение телекоммуникаций на геостационарных орбитах...............................................413 Создание геостационарных многофункциональных КА связи и телевещания «Экспресс-АМ» для кардинального обновления отечественной гражданской орбитальной группировки по заказу ГП «Космическая связь».........................................................................413 Пятое поколение российских телекоммуникаций на геостационарных орбитах........................................416 «Ямал-ЗООК» и другие спутники на базе платформы «Экспресс-1000»..........................................416 Гибридные спутники связи для высокоскоростного широкополосного доступа в Интернет (HTS).......................417 Создание первых отечественных многофункциональных геостационарных КА связи тяжелого класса типа HTS «Экспресс-АМ5», «Экспресс-АМб» по заказу ГП «Космическая связь» на базе платформы нового поколения «Экспресс-2000»......................417 Спутниковая телеконференцсвязь, телеобучение, телемедицина....................................................417 Космический аппарат «Луч-2»..............................................................................417 Многофункциональная космическая система ретрансляции «Луч-М»..................................................418 Космический аппарат «Луч-5»..............................................................................418 745
Содержание Разработка и создание среднеорбитальных КА «ГЛОНАСС-М», «ГЛОНАСС-К» и «ГЛОНАСС-К2» для восполнения и обновления глобальной навигационной системы ГЛОНАСС.............................................420 Создание пассивных геодезических спутников переотражения кванто-оптических сигналов «Эталон» для эталонирования орбит спутников системы ГЛОНАСС..........................................................424 Производство КА в НПО ПМ (ОАО «ИСС», г. Красноярск-26 (г. Железногорск) в 1992-2015 гг......................425 Заключение........................................................................................................434 АНКирилин, РНАхметов, ГЛАншаков, АДСторож. АО «РКЦ «Прогресс». Создание нового поколения автоматических КК широкополосного и оптико-электронного видового наблюдения.................441 КК широкополосного обзорного и детального наблюдения «Орлец»......................................................441 Оптико-электронный КК «Ресурс-ДК1»................................................................................442 АНКирилин, РНАхметов, Г.ПАншаков, АДСторож, Н.РСтратилатов. АО «РКЦ «Прогресс». Оптико-электронный космический комплекс «Ресурс-П»....................................................................448 Особенности формирования программ управления......................................................................453 Система управления движением КА...................................................................................455 Особенности обеспечения надежности БПО БКУ КА...............................................................460 АНКирилин, РНАхметов, Г.ПАншаков, АДСторож. АО «РКЦ «Прогресс». Космические аппараты научно-исследовательского и прикладного назначения...............................................460 Универсальный автономный спутник «Наука», КА «Энергия» и «Эфир»...................................................460 КА «Бион».........................................................................................................462 КА «Бион-М» №1....................................................................................................465 КА «Фотон»........................................................................................................470 Научная аппаратура SSAU-YES2......................................................................................473 КА «Фотон-М» №4...................................................................................................475 Эксперименты......................................................................................................477 Космический перелет «Европа-Америка 500»..........................................................................478 АНКирилин, С.И.Ткаченко, В.В.Салмин, НДСемкин. Малые космические аппараты типа «Аист»: совместные разработки АО «РКЦ «Прогресс» и Самарского государственного аэрокосмического университета...........................................................479 АНКирилин, РНАхметов, С.И.Ткаченко. АО «РКЦ «Прогресс». В.В.Салмин, НДСемкин. СГАУ. «Аист-2Д» - многофункциональный научно-образовательный малый космический аппарат......................................480 ЛАМакриденко, С.Н.Волков, АШорбунов, АЛ.Чуркин, ВАКожевников, Р.С.Салихов, В.П.Ходненко, И.Ю.Ильина, ВАСадовничий, М.И.Панасюк, И.В.Яшин. Современные разработки АО «Корпорация «ВНИИЭМ»........................................................................483 Космический комплекс гидрометеорологического и океанографического наблюдения «Метеор-ЗМ» с КА «Метеор-М»...........................................................483 Гидрометеорологические аппараты «Метеор-М»..................................................................483 Океанографический космический аппарат «Метеор-М» № 3........................................................487 Малый КА «Университетский - Татьяна-2»............................................................................490 Научная аппаратура МКА «Университетский - Татьяна-2»........................................................491 Результаты исследований атмосферных транзиентных явлений на спутнике «Университетский - Татьяна-2»...................................................................493 Белорусской комплекс «Канопус-В» - новое слово в дистанционном зондировании Земли высокого разрешения. Белорусский космический аппарат...............496 КА научного назначения «Ломоносов»................................................................................501 Краткие характеристики приборов комплекса научной аппаратуры................................................503 Обработка научных данных....................................................................................506 746
Содержание КК «Ионозонд»..................................................................................................507 Особенности космической платформы КК «Ионозонд»...........................................................509 Комплекс целевой аппаратуры КК «Ионозонд».................................................................509 Космический аппарат «Ионосфера»...........................................................................509 Космический аппарат «Зонд»................................................................................511 Э.Т.Радченко, Ю.П.Корнилов. Космический аппарат «Экспресс» (Express DARA)- первый опыт международного сотрудничества КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева.......................................512 Введение.......................................................................................................512 Начало работ...................................................................................................512 Международное распределение работ по созданию КА «Экспресс»....................................................512 Компоновка, конструкция, основные технические характеристики...................................................514 Схема и программа полета КА «Экспресс».........................................................................516 Научно-исследовательская программа, эксперименты...............................................................516 Наземная экспериментальная отработка конструкции КА «Экспресс».................................................518 Заключительные операции, приемка КА «Экспресс» немецкой стороной...............................................519 Подготовка КА «Экспресс» в Германии и Японии. Запуск аппарата..................................................519 Управление полетом КА «Экспресс»...............................................................................521 Ю.О.Бахвалов, ВАХатулев, Ю.И.Завора, О.В.Михеев. КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Космический аппарат дистанционного зондирования Земли «Монитор-Э»..................................................523 Ю.О.Бахвалов, ВАХатулев, Ю.И.Завора, О.В.Михеев. КБ «Салют» ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Космические аппараты связи.........................................................................................528 КА связи KazSat................................................................................................528 КА связи «Экспресс-МД1» и «Экспресс-МД2».......................................................................531 КА связи KazSat-2..............................................................................................534 М.В.Аракин, О.В.Судаков, Л.Н.Тарарин, ПАЗверев. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Студенческие микроспутники серии «Бауманец»........................................................................537 КА «Бауманец»..................................................................................................537 КА «Бауманец 2»................................................................................................539 А.И.Маликов, Л.Н.Тарарин, ПАЗверев, ЛДСмиричевский. ОАО «ВПК «НПО машиностроения». Ракетно-космическая система дистанционного зондирования Земли «Кондор-Э»...........................................542 Предпосылки разработки.........................................................................................542 Состав ракетно-космического комплекса..........................................................................542 Малый КА «Кондор-Э»............................................................................................543 Г.ВДавыдов, ЦГЛитовченко, В.П.Мисник. ОАО «Корпорация «Комета». Испытания и эксплуатация системы «ОКО-1». Начало работ по созданию Единой космической системы......................551 В.В.Хартов, В.В.Ефанов, М.Б.Мартынов, К.М.Пичхадзе. НПО им. С.А.Лавочкина. Орбитальные аппараты для фундаментальных и прикладных научных исследований нового поколения........................555 Непилотируемая внеатмосферная астрофизическая обсерватория, созданная на базе многоцелевого служебного модуля «Навигатор»..................................................555 Космический комплекс «Спектр-Р»...........................................................................555 Космический аппарат гидрометеорологического назначения «Электро-Л»........................................557 Малоразмерные КА...............................................................................................559 Космический аппарат «Зонд-ПП».............................................................................559 Космический аппарат «РЭЛЕК»...............................................................................560 А.В.Егоров. ФГУП «ЦЭНКИ». Исследования и эксперименты в области космического материаловедения на КА серии «Фотон»............................563 747
Содержание Запуски КА серии «Фотон».......................................................................................566 А.И.Зотов, ААЛебедь, Б.С.Лобанов, ААРоманов, А.В.Шпак, ИАЮрьев. Развитие космических аппаратов во ФГУП «ЦНИРТИ им. А.И.Берга» в 1992-2015 гг.......................................568 Ю.П.Семенов, В.ПЛегостаев, БАСоколов, ВАСоловьев, А.В.Вовк, А.М.Калошин, Е.Ф.Земсков. ОАО «РКК «Энергия». Космические аппараты «Ямал-100» и «Ямал-200».......................................................................577 Спутники связи «Ямал-100»......................................................................................577 Спутники связи «Ямал-200»......................................................................................585 Ю.П.Семенов, В.ПЛегостаев, БАСоколов, ВАСоловьев, А.В.Вовк, А.М.Калошин, Е.Ф.Земсков, Н.К.Петров, БАТанюшин. ОАО «РКК «Энергия». Космический аппарат «БелКА»....................................................................590 С.Н.Прокопьев. Производство космических аппаратов в ПО «Полет» - филиале ГКНПЦ им. М.В.Хруничева...................594 Все начиналось с «Циклонов»....................................................................................594 «Сфера» для измерений и уточнения геоида Земли.................................................................596 КА «Цикада»....................................................................................................596 «Мир-2» - международный исследовательский комплекс.............................................................596 «Надежда» для попавших в беду..................................................................................597 КА глобальной навигационной группировки «ГЛОНАСС»..............................................................598 КА «Обзор».....................................................................................................600 «Файсат-2В» - первая ласточка..................................................................................600 МКА «Можаец-4».................................................................................................601 МКА «Университетский - Татьяна»................................................................................602 МКА «Можаец-5».................................................................................................603 МКА «Стерх»....................................................................................................604 МКА ORBCOMM CDS («Демонстратор»)...............................................................................604 МКА ORBCOMM QUICK LAUNCH.......................................................................................605 А.В.Лопота, Е.И.Юревич, В.Д.Котенев, А.Б.Железняков. Космические рубежи ЦНИИ РТК. Робототехника....................605 С.С.Кавелин, ААКолоколов, Г.Н.Новиков. Работы ГП «КБ «Южное» им. М.К.Янгеля и ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» им. А.М.Макарова в 1990-2000-е гг........................................610 Космические аппараты для международного сотрудничества..........................................................610 Космический аппарат Egyptsat-1.............................................................................611 Космические аппараты, разработка которых передана другим организациям или прекращена...........................612 Космический аппарат «Метеор»..............................................................................612 Космические аппараты «Пчела» и «Стрела»...................................................................613 Космические аппараты «Янтарь».............................................................................613 Разработка космической телевизионной глобальной системы наблюдения.............................................613 Разработка гелиофизической станции.............................................................................614 Разработка КА «Тайфун-3».......................................................................................614 Международная космическая станция..............................................................................615 Космические аппараты, созданные в 1992-2015 гг.................................................................616 Космический аппарат С1ч-1.................................................................................617 Космический аппарат С1ч-1М................................................................................618 Космический аппарат Мкрон.................................................................................618 Космический аппарат С!ч-2.................................................................................619 Перспективные космические аппараты.............................................................................619 Заключение.....................................................................................................620 Вклад ЦНИИмаш в создание и развитие отечественных автоматических космических аппаратов.............................612 748
Содержание Г.Р.Успенский, К.С.Елкин, Ю.Е.Кудрявцев. Участие ЦНИИмаш в создании отечественных автоматических космических аппаратов для фундаментальных космических исследований.........................................................................624 А.В.Карелин, АААсташкин, Н.П.Новикова. Роль ЦНИИмаш в разработке и создании перспективных космических систем дистанционного зондирования Земли..............631 В.Г.Шучев, Т.ККривоклякин. Вклад ЦНИИмаш в создание и развитие национальных средств систем спутниковой связи, вещания, ретрансляции, поиска и спасания.............................................................................638 БАЗемлянский, М.Н.Казаков, Р.М.Копяткевич. Исследования ЦНИИмаш в области аэрогазодинамики и теплообмена........................................................645 А.М.Брыков, О.П.Скоробогатов, АЛХарченко. Надежность и безопасность космических аппаратов......................................................................657 Исторические аспекты создания системы обеспечения надежности ракетно-космической техники....................657 Система научно-технической экспертизы ракетно-космической техники...........................................662 Система обеспечения качества, надежности и безопасности изделий РКТ.........................................664 Основные направления работ по повышению качества, надежности и безопасности изделий РКТ.....................670 Основные направления и пути совершенствования и развития системы обеспечения качества, надежности и безопасности эксплуатации изделий РКТ..........................................................671 Заключение...........................................................................................................673 Н.Г.Паничкин, Б.В.Могильный. Исследования прочности и динамики.......................................................674 Приложение 1. Об авторах, редакторах, составителе, рецензенте........................................................679 Приложение 2. Предприятия. Организации. Учреждения. Хроника основных событий.........................................701 Приложение 3. Список использованной литературы...............................................................726 Приложение 4. Основные сокращения....................................................................................731 Содержание .738
Книжная серия в шести томах «РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ» Научный редактор серии - член-корреспондент РАН И.В.Бармин Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского Издательский дом «Столичная энциклопедия» Том 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО РАКЕТОСТРОЕНИЯ 2014 г. ИрТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО РАКЕТОСТРОЕНИЯ Книга об истории создания и развития первых отечественных ракет, баллистических ракет дальнего действия, межконтинентальных баллистических ракет, космических ракет-носителей. Освещены вопросы появления первых отечественных ракет в XVII—XVIII вв., организации производства, боевого применения, разработки теории реактивного движения и космонавтики в конце XIX - начале XX вв., разработки и освоения производства реактивных установок залпового огня в годы Великой Отечественной войны, вопросы становления и развития отечественной ракетно-космической отрасли с 1946 по 2012 гг.
По вопросам оптовой и розничной продажи книг Издательского дома «Столичная энциклопедия» обращаться по телефонам (495) 777 9516, (495) 940 98 60. Том 2 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ПИЛОТИРУЕМОЙ КОСМОНАВТИКИ 2015 г. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ПИЛОТИРУЕМОЙ КОСМОНАВТИКИ * Mv Книга об истории развития отечественной науки и пилотируемой космической техники от первого в мире космического полета ЮАГагарина до наших дней. Освещены вопросы разработки, производства и эксплуатации космических кораблей «Восток», «Восход», «Союз» и их модификаций, транспортных кораблей «Прогресс» и их модификаций, орбитального корабля «Буран», орбитальных космических станций и комплексов «Салют», «Алмаз», «Мир», российского сегмента Международной космической станции. Приведены описания проектов пилотируемых экспедиций на Луну и Марс, космических самолетов.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Научный редактор - И.В.Бармин Составитель - МАПервов Ведущий редактор - Л.Н.Марданова Технический редактор - А.М.Первова Оформление, верстка, макет - А.Е.Ларина Ретушь фотографий - А.М.Первова Младший редактор - АНВоротынцева УДК 629.78(470+571 )(091) ББК 39.62(2Рос)-1 И90 ISBN 978-5-903989-32-4 © Первое М.А., составление, 2015 © ООО «Издательский дом «Столичная энциклопедия», художественное оформление, 2015 Подписано в печать 25 сентября 2015 г. Формат 60 х 90/8 Объем 94 печ. л. Тираж 1000 экз. Тел. оптовой и розничной продажи книг Издательского дома «Столичная энциклопедия»: 495 7779516 495 940 98 60 E-mail: pervov-izdat@yandex.ru © ООО «Издательский дом «Столичная энциклопедия» 105005, г. Москва, ул. Радио, д. 23/9 www.moskva-kniga.ru Отпечатано в соответствии с предоставленными материалами в ООО ИПК «Парето-Принт» г. Тверь www.pareto-print.ru Заказ №4563/15