Septembra 1958 je Sovjetska zveza prvič poskušala poslati samodejno medplanetarno postajo E-1 na Luno. Za rešitev takega problema, ki je bil še posebej težaven, je morala vesoljska industrija ustvariti veliko novih izdelkov in sistemov. Zlasti je bil potreben poseben nadzorno -merilni kompleks, ki je sposoben samostojno in s prejemanjem podatkov spremljati potek leta. Ravno neki dan je bil objavljen zelo radoveden dokument, ki razkriva glavne značilnosti talnih komponent projekta E-1.
10. aprila je rusko podjetje Space Systems, ki je del Roscosmosa, objavilo elektronsko različico zgodovinskega dokumenta. Vsakdo, ki želi, se lahko zdaj seznani z osnutkom zasnove radijskega sistema za spremljanje objektov v orbiti E-1. Dokument je maja 1958 pripravil Raziskovalni inštitut št. 885 (zdaj Raziskovalno -proizvodni center za avtomatizacijo in instrumentacijo NA Pilyugin). 184 izvirnih tipkanih strani vsebuje informacije o ciljih projekta, kako jih doseči itd. Večina dokumenta je namenjena tehničnemu opisu zemeljskega kompleksa in načelom njegovega delovanja.
Ena od anten, nameščenih na Krimu
Avtorji dokumenta so že v uvodu opozorili na izjemno zapletenost nalog. Raketo in aparat E-1 je bilo treba slediti na razdaljah, ki so bile za dva reda velikosti višje od običajnih razdalj za ta čas. Poleg tega bi lahko delo oblikovalcev zapletli kratki roki, dodeljeni za delo. Vendar pa so bile najdene metode za sledenje letenja rakete in avtomatske postaje z Zemlje ter metode za oceno poti in sprejem telemetričnih signalov.
Kot del zemeljskih radioelektronskih objektov naj bi bila prisotna radarska postaja, sistem za sprejem podatkov z vesoljskega plovila in naprava za daljinsko upravljanje. Pri oblikovanju videza novega sistema so morali strokovnjaki NII-885 najti optimalne dosege za delovanje radijske opreme, določiti sestavo kompleksa in funkcije njegovih posameznih komponent ter najti tudi najbolj donosna mesta za njihovo uporabo.
Izračuni, predstavljeni v osnutku projekta, so pokazali potrebne lastnosti antenskih naprav, katerih izdelava je bila zelo težka naloga. Ugotovljeno je bilo, da bodo zahtevane značilnosti prenosa in sprejemanja radijskega signala prikazane z zemeljskimi antenami s površino najmanj 400 kvadratnih metrov ali premerom najmanj 30 m. naša država; ni bilo načina, da bi jih hitro ustvarili iz nič. V zvezi s tem je bila predlagana uporaba ustreznih antenskih listov ali ustvarjanje novih podobnih izdelkov. Nameravali so jih namestiti na obstoječe vrtljive naprave, ki so bile prej sprejete skupaj z ameriškim radarjem SCR-627 in z zajetim nemškim "Big Würzburgom".
Za spremljanje delovanja objekta E-1 so bile razvite različne vrste anten. Reševanje različnih problemov je bilo izvedeno z uporabo velikega okrnjenega paraboličnega reflektorja in s pravokotnimi platni ustreznih dimenzij. Vgradnja na premične nosilce je omogočila največjo pokritost prostora in s tem povečala splošne zmogljivosti kompleksa.
Več antenskih kompleksov naj bi delovalo skupaj z antenami. Tako je bilo na več vozilih ZIL-131 s standardnimi karoserijami predlagano namestitev radijsko-elektronske opreme oddajnika. S pomočjo kablov ga je bilo treba priključiti na ustrezno anteno. Sprejemni del kompleksa je bil načrtovan za stalno namestitev v ločeni stavbi v bližini antenskega stebra. Da bi dobili želene rezultate in pravilno izvedli meritve, sta morali biti anteni oddaljeni nekaj kilometrov.
Še en antenski drog
Predlagano je bilo opremiti sprejemne antene s sistemom za samodejno sledenje vesoljskemu objektu. Pri analizi signala iz vgrajenega oddajnika je morala takšna oprema spremeniti položaj antene in tako zagotoviti najboljši sprejem z največjo močjo in minimalnimi motnjami. Takšno usmerjanje anten je bilo treba izvesti samodejno.
Kot del merilnega kompleksa je bilo treba predvideti več ločenih komunikacijskih sistemov. Nekateri kanali so bili zasnovani za prenos podatkov iz ene komponente v drugo, drugi pa so bili potrebni za ljudi. Po izračunih je bil samo prenos govornih podatkov povezan z znanimi težavami in bi lahko motil pravilno delovanje celotnega kompleksa.
Struktura zemeljskega sistema naj bi vključevala sredstva za registracijo signala. Predlagano je bilo, da se vsi telemetrijski podatki in radarski kazalniki zabeležijo na magnetnem mediju. V kompletu opreme je bila tudi priloga s fotografijo za zajem podatkov, prikazanih na zaslonih.
Eno od poglavij objavljenega dokumenta je namenjeno izbiri mesta za postavitev novih radarskih objektov. Izračuni so pokazali, da bo izdelek E-1 letel na Luno približno 36 ur. Hkrati se je morala naprava le nekajkrat dvigniti nad obzorje (glede na katero koli točko v ZSSR s zemljepisno širino pod 65 °). Ugotovljeno je bilo, da je najprimernejše območje postaje južno od evropskega dela države. Odločeno je bilo, da se v bližini krimskega mesta Simeiz, kjer je takrat že deloval radioastronomski objekt Inštituta za fiziko Akademije znanosti, zgradi merilno mesto. Njegova tehnična sredstva bi lahko uporabili pri novem projektu.
Osnutek zasnove je predvideval uporabo sistemov merilnih točk na gori Koshka. Poleg tega naj bi se njegove posamezne komponente nahajale na razdalji do 5-6 km drug od drugega. V skladu s predlogi projekta bi morali del elektronske opreme postaviti v stacionarne zgradbe, druge naprave pa bi lahko namestili na podvozje avtomobila.
Postaja tipa E-1A
S pomočjo terenskih testov s simulatorji izdelka E-1 so bile določene optimalne lastnosti radijske opreme. Tako je bilo za radijsko povezavo Zemlja-v-krovu optimalna frekvenca 102 MHz. Naprava naj bi na Zemljo prenašala podatke s frekvenco 183,6 MHz. Povečanje občutljivosti zemeljskih sprejemnih naprav je omogočilo zmanjšanje moči oddajnika na krovu E-1 na 100 W.
Predlagana načela delovanja "sistema radijskega spremljanja orbite objekta" E-1 "za svoj čas so bila zelo progresivna in drzna. S pomočjo številnih radijskih inženirskih sistemov je bilo treba določiti azimut in višinski kot, ki določata smer do medplanetarne postaje. Poleg tega je bilo treba določiti razdaljo med Zemljo in objektom ter razdaljo od objekta do Lune. Nazadnje je bilo treba izmeriti hitrost gibanja E-1. Telemetrijski signali bi morali prihajati iz orbite na Zemljo.
V začetni fazi leta je bilo treba telemetrični prenos izvajati s standardno opremo rakete-nosilca 8K72 Vostok-L. Telemetrijski sistem RTS-12-A bi lahko vzdrževal komunikacijo z Zemljo z uporabo radijskega oddajnika tretje stopnje rakete. Po ločitvi od nje naj bi postaja E-1 vključevala lastno radijsko opremo. Nekaj časa je lahko postaja pred vstopom v pokritost zemeljskih objektov ostala "nevidna". Toda po nekaj minutah jo je talno merilno mesto odpeljalo v spremstvo.
Predlagano je bilo določiti razdaljo do vesoljskega plovila in njegovo hitrost letenja z uporabo impulznega sevanja in vgrajenega odzivnika. S frekvenco 10 Hz naj bi zemeljska merilna postaja pošiljala impulze na postajo. Ko je prejela signal, se je morala nanj odzvati na lastni frekvenci. Ko sta minila dva signala, je avtomatika lahko izračunala razdaljo do postaje. Ta tehnika je zagotavljala sprejemljivo natančnost in poleg tega ni zahtevala nesprejemljivo velike moči oddajnika, kot bi lahko bilo pri uporabi standardnega radarja z povratnim signalom.
Merjenje razdalje med E-1 in Luno je bilo dodeljeno vgrajeni opremi. Signali vgrajenega oddajnika, ki se odbijejo od zemeljskega satelita, bi se lahko vrnili na avtomatsko postajo. Na razdaljah manj kot 3-4 tisoč km jih je že lahko samozavestno sprejel in poslal v zemeljski kompleks. Nadalje na Zemlji so bili izračunani potrebni podatki.
Postavitev zemeljskih objektov kompleksa
Za merjenje hitrosti leta je bila predlagana uporaba Dopplerjevega učinka. Ko je E-1 prehajal vzdolž določenih delov poti, sta morala zemeljski sistem in vesoljsko plovilo izmenjati relativno dolge radijske impulze. S spreminjanjem frekvence sprejetega signala bi lahko merilna točka določila hitrost letenja postaje.
Razmestitev merilnega mesta v bližini mesta Simeiz je omogočila doseganje zelo visokih rezultatov. Med 36-urnim letom naj bi postaja E-1 trikrat padla v vidno območje tega objekta. Prva stopnja nadzora je bila povezana z začetnim delom pasivnega odseka poti. Hkrati je bila predvidena uporaba opreme za radijsko upravljanje. Nadalje je bil let nadzorovan na razdalji 120-200 tisoč km od Zemlje. Že tretjič se je postaja vrnila v območje vidljivosti, ko je letela na razdalji 320-400 tisoč km. Prehod aparata skozi zadnja dva odseka je bil nadzorovan z radarskimi in telemetrijskimi sredstvi.
„Osnutek zasnove radijskega nadzornega sistema orbite objekta E-1 je bil odobren zadnji dan maja 1958. Kmalu se je začel razvoj projektne dokumentacije, nato pa se je začela priprava obstoječih objektov za uporabo pri novem projektu. Treba je opozoriti, da niso bile vse razpoložljive antene na Krimu primerne za uporabo v programu Luna. Nekatere antenske stebre so morali opremiti s popolnoma novimi prevelikimi platni. To je do neke mere zapletlo projekt in premaknilo čas njegove izvedbe, a kljub temu omogočilo doseganje želenih rezultatov.
Prvi izstrelitveni nosilec 8K72 Vostok-L z vesoljskim plovilom E-1 št. 1 je bil 23. septembra 1958. V 87. sekundi leta, še pred zaključkom prve stopnje, se je raketa zrušila. Izstrelitve 11. oktobra in 4. decembra so se prav tako končale z nesrečo. Šele 4. januarja 1959 je bilo mogoče uspešno izstreliti aparat E-1 št.4, ki je prejel tudi oznako "Luna-1". Vendar poslanstvo leta ni bilo v celoti dokončano. Zaradi napake pri sestavi programa leta je vesoljsko plovilo prestopilo precejšnjo razdaljo od Lune.
Glede na rezultate predstavitve četrte naprave je bil projekt revidiran, zdaj pa so bili na začetek predloženi izdelki E-1A. Junija 1959 je ena od teh postaj umrla skupaj z raketo. V začetku septembra je bilo izvedenih več neuspešnih poskusov lansiranja naslednje rakete z vozilom serije Luna. Več izstrelitev je bilo preklicanih v nekaj dneh, nato pa so raketo odstranili z lansirne ploščadi.
Druga možnost za uporabo radarskih sistemov
Nazadnje je 12. septembra 1959 vesoljsko plovilo 7, znano tudi kot Luna-2, uspešno vstopilo v svojo izračunano pot. Predvidoma 13. septembra zvečer je padel na Luno v zahodnem delu Morja dežev. Kmalu je tretja stopnja rakete trčila v naravni satelit Zemlje. Prvič v zgodovini se je na Luni pojavil izdelek kopenskega izvora. Poleg tega so na površino satelita pripeljali kovinske zastavice z emblemom Sovjetske zveze. Ker mehkega pristanka ni bilo pričakovati, je bila avtomatska medplanetarna postaja uničena, njeni drobci pa so skupaj s kovinskimi zastavicami razpršeni po terenu.
Po uspešnem trdem pristanku postaje na Luni so bili nadaljnji izstrelki vesoljskega plovila E-1A preklicani. Pridobitev želenih rezultatov je sovjetski vesoljski industriji omogočila nadaljevanje dela in začetek ustvarjanja naprednejših raziskovalnih sistemov.
»Sistem radijskega spremljanja orbite objekta E-1, zgrajen posebej za delo z avtomatskimi postajami, je lahko deloval le dvakrat v okviru prvega raziskovalnega programa po urniku osebja. Vozila E-1 št. 4 in E-1A št. 7 je prehodila vzdolž poti. Hkrati je prvi odstopil od izračunane poti in zgrešil luno, drugi pa je uspešno zadel cilj. Kolikor je znano, ni bilo pritožb glede delovanja naprav za zemeljsko kontrolo.
Dokončanje dela na temo E-1 in začetek novih raziskovalnih projektov sta imela določen vpliv na posebne objekte v Simeizu. V prihodnosti so bili večkrat posodobljeni in izpopolnjeni v skladu z najnovejšimi dosežki radio-elektronske industrije in ob upoštevanju novih zahtev. Merilno mesto je zagotovilo številne študije in izstrelitve določenih vesoljskih plovil. Tako je pomembno prispeval k raziskovanju vesolja.
Doslej je bila zgodnja zgodovina sovjetskega vesoljskega programa dokaj dobro raziskana. Objavljeni so bili in znani različni dokumenti, dejstva in spomini. Kljub temu so nekateri zanimivi materiali še vedno tajni in občasno postanejo javni. Tokrat je eno od podjetij vesoljske industrije delilo podatke o idejni zasnovi prvega domačega nadzorno -merilnega kompleksa, namenjenega delu z medplanetarnimi postajami. Upajmo, da bo to postalo tradicija in bo industrija kmalu delila nove dokumente.
