La percezione pubblica della storia è una sequenza comprensibile di eventi importanti che sono stati fissati nella mente delle persone sin dai tempi della scuola. In questo senso, la storia dell'esplorazione spaziale dell'URSS è un satellite, il volo di Gagarin e una serie di diverse stazioni spaziali automatiche, che si fondono in un'unica epica, i cui capitoli più sorprendenti sono le foto del lato più lontano della luna, i rover lunari e l'atterraggio su Venere. Ci proponiamo di andare oltre questa percezione e guardare eventi noti dall'interno, attraverso gli occhi degli ingegneri sovietici, che esattamente 60 anni fa hanno creato la prima linea di comunicazione nella storia dell'umanità con veicoli spaziali che volavano sulla Luna. Viene pubblicato per la prima volta il documento d'archivio “Progetto di progetto del sistema per il monitoraggio radio dell'orbita dell'oggetto“E-1”, fornitoci dalla holding“Russian Space Systems”(RCS).
Diverse generazioni di dipendenti dell'impresa, che in precedenza si chiamava NII-885, hanno lasciato segni sulle sue prime pagine, chiedendo di non distruggere l'originale e di conservarlo per la storia. E ora è giunto il momento per questo documento.
"E-1" è l'indice assegnato dallo Special Design Bureau No. 1 (OKB-1) alle stazioni che avrebbero dovuto essere le prime ad andare sulla Luna. Sergey Korolev propose il programma di esplorazione lunare nel 1957 poco dopo il lancio del primo satellite. Gli eventi si svilupparono quindi molto rapidamente: meno di un anno dopo lo Sputnik-1, l'URSS aveva già fatto il primo tentativo di lanciare l'apparato sulla Luna.
Sono passati solo sei mesi dal decreto governativo sulla creazione di una stazione lunare e di un razzo 8K72 a tre stadi basato sul razzo R-7 al primo tentativo di lancio dell'E-1. Scienziati e ingegneri hanno lavorato in uno stato di costante pressione temporale.
Le dimensioni e la forma dei veicoli della serie E-1 erano simili a quelle del primo satellite terrestre. Il loro compito era semplicemente quello di "arrivare" sulla luna e di raccogliere informazioni sulla radioattività, i campi magnetici e la componente gassosa della materia interplanetaria. Ciò comportava contemporaneamente diversi compiti molto complessi, il principale dei quali era la creazione di un razzo spaziale e lo sviluppo del suo controllo su enormi distanze. La loro soluzione avrebbe dovuto fornire agli scienziati sovietici l'esperienza necessaria per ulteriori studi sui pianeti del sistema solare. L'entusiasmo era tremendo, ma da un punto di vista tecnico alla fine degli anni '50 il compito sembrava quasi fantastico:
"La determinazione dei parametri del movimento del razzo e la trasmissione delle informazioni da esso alla Terra deve essere effettuata a distanze di due ordini di grandezza maggiori delle distanze per le quali sistemi simili sono stati sviluppati finora nella tecnologia dei jet e in altre aree correlate".
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La chiave e uno dei compiti tecnici più difficili di questa missione è stato lo spegnimento tempestivo dei motori. La scelta della coppia corretta dipendeva dalla precisione della determinazione della velocità. Un errore nella sua determinazione di un solo metro al secondo ha deviato la traiettoria di 250 chilometri. Era necessario lanciare il razzo in un momento ben definito, controllarne con molta precisione la traiettoria e la velocità e dare il comando di spegnere i motori al momento giusto.
Ecco come lo descrive Boris Chertok nel suo libro "Rockets and People":
“Eventuali errori del sistema autonomo di spegnimento dei motori di secondo stadio - dall'integratore delle accelerazioni longitudinali - hanno superato quelli consentiti. Pertanto, sin dall'inizio, si è deciso di utilizzare il sistema di radiocomando per spegnere il motore misurando la velocità e le coordinate.
Un riflettore troncato della spedizione FIAN in Crimea.
L'estrema complessità della risoluzione di questo problema è dichiarata nella bozza del progetto del sistema di monitoraggio radio orbitale a oggetti E-1:
"Un problema così complesso può essere risolto in un tempo relativamente breve solo in combinazione con un sistema di radiocomando, che dovrebbe garantire alla fine della sezione attiva della traiettoria, la misurazione di sei parametri di movimento con una precisione sufficiente a risolvere il problema di colpire la luna".
Secondo gli ingegneri, era impossibile mantenere l'accuratezza della determinazione dei parametri di movimento che originariamente avrebbero dovuto essere sostenuti, ma l'accuratezza avrebbe dovuto essere sufficiente per colpire la luna. Inoltre, il collegamento radio aria-terra avrebbe dovuto trasmettere segnali dai sistemi di telemetria RTS-12A (sulla parte attiva della traiettoria) e RTS-12B (sulla parte passiva della traiettoria) installati a bordo dell'E-1.
La connessione con l'ignoto
La difficoltà nel creare un collegamento radio, che è direttamente nel documento chiamato dai suoi sviluppatori "l'anello debole" E-1 ", consisteva nell'errore nella trasmissione del segnale attraverso l'atmosfera terrestre, che ha influenzato la determinazione delle coordinate e della velocità dell'oggetto. Questo problema è ancora rilevante, soprattutto per i sistemi di navigazione satellitare, e alla fine degli anni '50 la sua soluzione era appena iniziata.
Il modello della stazione interplanetaria automatica "Luna-3", lanciato il 4 ottobre 1959, trasmise per la prima volta alla Terra un'immagine del lato opposto della Luna.
Ma le cose andarono anche peggio quando si avvicinarono alla luna. Se gli effetti dell'influenza dell'atmosfera terrestre e del campo magnetico sulle onde radio erano almeno noti, allora nessuno sapeva cosa aspettarsi dalla luna:
"Quando l'oggetto" E-1 "passa nell'area di immediata vicinanza alla Luna, possono verificarsi ulteriori errori nelle misurazioni radio delle sue coordinate e velocità a causa della ionosfera della Luna, la cui esistenza dovrebbe essere presunta".
La prima prova convincente dell'esistenza della ionosfera intorno alla Luna fu fornita negli anni '70 dalle navicelle sovietiche Luna 19 e Luna 22.
La composizione del suolo lunare era nota in modo molto approssimativo:
“Quando si calcolano i valori del coefficiente di riflessione e del guadagno nella direzione del radiotrasmettitore che suona a causa delle irregolarità della superficie lunare, è necessario conoscere la composizione chimica e la struttura della superficie lunare. In letteratura, l'opinione più comune è che la superficie lunare sia costituita da solide rocce vulcaniche simili per composizione a quella terrestre, che sono ricoperte da uno strato di polvere con uno spessore di diversi millimetri. Un test sperimentale di tale struttura è stato effettuato in condizioni terrestri.
Contatto
Per portare a termine la missione E-1 è stato necessario mantenere la comunicazione radio con l'apparato a una distanza di centinaia di migliaia di chilometri. Ciò richiedeva potenti antenne trasmittenti e riceventi terrestri con un'area effettiva di almeno 400 metri quadrati. Non c'erano antenne create appositamente per tali scopi, per non parlare dei sistemi di comunicazione, a quel tempo, e gli scienziati sovietici improvvisarono. Per cominciare, ho dovuto ammettere che l'attrezzatura che vorrei avere per completare l'attività non è e non sarà:
“Un'area così efficace è posseduta da un riflettore parabolico con un diametro di almeno 30 metri. Al momento non disponiamo di antenne funzionanti con tali parametri. È anche impossibile sviluppare e produrre tali antenne e specialmente dispositivi rotanti in azimut ed elevazione per loro entro i tempi previsti per l'impianto E-1. A questo proposito, è necessario trovare una soluzione tecnica di compromesso. Attualmente, l'industria domestica non produce dispositivi rotanti che consentono la rotazione di 12 per 12 antenne in azimut ed elevazione. Pertanto, con un periodo di tempo limitato per lo sviluppo e la produzione di antenne terrestri, è consigliabile utilizzare dispositivi rotanti dalle stazioni radar catturate "Big Würzburg" o SCR-627 ".
Riflettore parabolico con un diametro di 7,5 metri dal radar catturato "Greater Würzburg".
"Big Würzburg" - stazioni di guida per aerei da combattimento, che, insieme a una serie completa di documentazione di progettazione, sono state portate via da specialisti sovietici dalla Germania. Il radar americano SCR-627 con una capacità di 225 kilowatt fu fornito all'URSS sotto Lend-Lease durante la Grande Guerra Patriottica. Entrambe queste antenne hanno richiesto miglioramenti significativi.
Allo stesso tempo, si stava risolvendo un problema molto importante per il paese settentrionale con la sistemazione di un nuovo complesso. È stato necessario scegliere il punto con la massima elevazione dell'oggetto "E-1" sopra l'orizzonte. La parte meridionale del territorio europeo dell'URSS era adatta a questo requisito. È stata scelta la spedizione in Crimea della FIAN nella città di Simeiz. C'erano già due riflettori con un'area effettiva di 70 e 120 metri quadrati, rispettivamente, e c'era un riflettore parabolico dal radar Big Würzburg catturato, sul dispositivo rotante di cui era possibile inserire una nuova antenna (l'antenna installata su di esso con un diametro di 7 metri era considerata insufficiente):
Schemi di installazione della stazione di terra per la ricezione e la trasmissione di informazioni alla "E-1".
“La reale possibilità di utilizzare dispositivi d'antenna radioastronomici preconfezionati dell'Istituto di Fisica dell'Accademia delle Scienze nell'area della città di Simeiz (Crimea) con alcune modifiche rende possibile posizionare lì un punto di misurazione. In questo caso, i mezzi radio monitoreranno tre sezioni della parte passiva della traiettoria: l'inizio - secondo il sistema di radiocomando, la metà - 12 + 200mila chilometri e la fine - 320 + 400mila chilometri secondo le misurazioni del sistema di radiocomando. Sul Monte Koshka saranno posizionate le apparecchiature per la misurazione della portata, della velocità e della telemetria, le cui antenne vengono create sulla base di dispositivi rotanti come "Big Würzburg" e SCR-627 ".
La parte ricevente dell'attrezzatura di terra doveva essere montata in modo permanente e la parte trasmittente doveva essere posizionata sul telaio di un'auto ZIL-151.
Schemi di installazione della stazione di terra per la ricezione e la trasmissione di informazioni alla "E-1". La parte di ricezione e registrazione dell'attrezzatura di terra è stata montata in modo permanente e i dispositivi di trasmissione - sul telaio di un'auto ZIL-151.
Quindi in URSS, il primo punto di comunicazione nella storia dell'umanità è apparso con una stazione spaziale interplanetaria, che era la principale fino alla creazione di un nuovo centro di comunicazione spaziale vicino a Evpatoria. A Simeiz, hanno appreso della caduta del primo apparato artificiale sulla luna e hanno ricevuto la prima foto del lato più lontano della luna.
Raggiungi la Luna Il primo "lunare", come i loro creatori chiamarono "E-1", non avevano nemmeno nomi, solo un indice. Solo due dei sette veicoli si sono aggiudicati un posto nella storia, quelli che sono riusciti a raggiungere la Luna. Luna 1 (il quarto tentativo di lanciare E-1) ha avuto luogo a 6.000 chilometri dalla Luna. Al momento dell'emissione del comando di spegnimento del motore del terzo stadio (blocco "E"), emesso da Terra, non si è tenuto conto del tempo di passaggio del segnale dal posto di comando alla stazione.
Dispositivo rotante del tipo "627" su cui è installato un nastro in fase 10x6 metri.
Tuttavia, è stato un grande successo per l'URSS, che è stato celebrato in tutto il mondo, ma i creatori della linea radio erano scontenti: il radiocomando non funzionava perfettamente e non ha colpito la luna. Quello che è successo è stato perfettamente descritto da Boris Chertok:
“Ma il team radiofonico era in ritardo! Poi, naturalmente, abbiamo capito che la colpa era delle stazioni radio di terra - RUE. Il terzo stadio, insieme al contenitore lunare e al pennant, non ha colpito la luna, la mancanza è stata di 6.000 chilometri, circa una volta e mezza il diametro della luna. Il razzo è entrato nella sua orbita indipendente attorno al Sole, è diventato un satellite, diventando il primo pianeta artificiale al mondo del sistema solare. Il lancio di gennaio è stato un'ottima sessione di prove e di formazione per tutti noi. Il lavoro della terza fase è stato completamente testato per la prima volta. Si è rivelato molto utile controllare il sistema di comunicazione radio, ricevere la telemetria del container, elaborare i risultati della determinazione operativa delle sue coordinate, stabilire l'interazione del complesso di strumenti di misura, del servizio di controllo orbitale e dei centri di calcolo. Tutta l'attrezzatura di bordo ha funzionato bene."
Riflettore parabolico troncato della spedizione FIAN Crimea.
I dati trasmessi dal dispositivo hanno permesso di stabilire l'assenza di un campo magnetico sulla Luna, è stato misurato il livello di radiazione e sono stati studiati i parametri del vento solare. Il complesso radio di bordo trasmetteva segnali alla Terra fino a una distanza di oltre 500mila chilometri e taceva solo quando le batterie erano completamente scariche: 62 ore dopo il lancio, nonostante fossero state progettate per sole 40 ore.
Tuttavia, questo non è stato un completo successo. La leadership dell'URSS ha chiesto che il primo, prima degli americani, arrivasse sulla superficie della luna. Ciò è stato ottenuto nel momento politico più adatto per questo - durante la visita di Krusciov negli Stati Uniti nel settembre 1959.
Tuttavia, questa coincidenza è stata piuttosto un incidente. In totale, durante l'anno precedente, l'URSS ha lanciato sei stazioni verso la luna. In quattro casi, si sono verificati incidenti nei primi cinque minuti del volo del veicolo di lancio.
Il dispositivo "Luna-2".
Un altro lancio non è avvenuto a causa della rimozione di un lanciatore difettoso dalla rampa di lancio. Ma a settembre, la partenza è andata a buon fine e esattamente all'ora stabilita (solo 1 secondo più tardi del previsto). Tutti i sistemi funzionavano perfettamente e alle 00:02:24 del 14 settembre tutti i segnali alla stazione di Simeiz e alle stazioni di telemetria di Baikonur furono bruscamente interrotti: Luna-2 si schiantò contro il satellite terrestre.
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Ti invitiamo a sfogliare la versione elettronica del documento e sentire lo spirito degli ingegneri sovietici della metà del secolo scorso, che, avendo molte meno risorse e capacità rispetto ai loro omologhi americani, furono in grado di vincere la prima parte della corsa lunare.
Autore: Vladimir Koryagin
