3.1. Командно-измерительный комплекс

3.1. Командно-измерительный комплекс

Начало космической эры в первую очередь породило потребность в создании развитой космической инфраструктуры на Земле. В самом деле, между космическим аппаратом и межконтинентальной ракетой (даже если она выходит в космос) есть существенная разница – ракета летит до цели несколько минут, к этим же нескольким минутам сводятся управление ракетой и контроль работы ее систем. И совсем по-другому выглядит обслуживание спутника или межпланетного аппарата – ведь он может летать годами. Больше того, размещая на спутнике уникальные дорогостоящие приборы, ученые рассчитывают эксплуатировать их по максимуму. Таким образом, для нормальной эксплуатации космических аппаратов на Земле необходимо развернуть сеть приемо-передающих радиостанций – причем желательно, чтобы зона связи не имела «слепых» участков.

Строительство Командно-измерительного комплекса (КИК) стало актуальной задачей в период подготовки к запуску «Объекта Д», который должен был стать первым искусственным спутником Земли. При обсуждении перспектив возник конфликт интересов. Министерство вооружения, курирующее ракетную программу, полагало, что головной организацией, отвечающей за КИК, следует назначить военный НИИ-4, поскольку справиться со столь масштабной работой, как развертывание измерительных пунктов на обширной территории страны в труднодоступных и необжитых местах в сжатые сроки, могло только Министерство обороны. Но военные специалисты были против, резонно указывая, что запуск спутника проводится в интересах

Академии наук, а значит, структуры Министерства обороны не могут быть в этом деле головными. Разногласия были разрешены маршалом Георгием Константиновичем Жуковым[123], который в то время занимал пост министра обороны. Предвидя будущую роль космических средств в становлении армии нового типа, он поддержал позицию ракетчиков. С тех пор Жукову приписывают фразу: «Космос беру на себя!»

Когда 30 января 1956 года вышло постановление правительства по «Объекту Д», НИИ-4 был в нем определен в качестве головной организации, отвечающей за создание КИКа. Руководство этой работой поручили тогдашнему главе института – генерал-лейтенанту Андрею Илларионовичу Соколову[124].

При заданных сроках запуска спутника (лето 1957 года) развернуть всю систему не получалось и приходилось рассчитывать только на средства наблюдения, предназначенные для ракеты «Р-7», ограничив время полезной работы спутника парой недель и не надеясь на достаточную точность измерений его орбиты.

Прототипом КИКа послужил полигонный измерительный комплекс Капустина Яра (ПИК). Он тоже создавался с нуля и в авральном режиме. Поэтому поначалу его оснастили простейшими средствами наблюдения за полетом ракет: английскими радиолокационными станциями орудийной наводки (СОН) и ранее разработанными в НИИ-885 станциями малоканальной телеметрической системы СТК-1. Их установили на измерительных пунктах, расположенных вдоль трассы активного участка полета ракет, а в районе стартовой позиции треугольником расположили три немецких кинотеодолита. Для синхронизации измерений была создана Служба единого времени (СЭВ). Юстировка радиолокационных и визуальных средств наблюдения проводилась по запускаемым шарам и наземным ориентирам. Расчет траектории полетов выполнялся на арифмометрах, в лучшем случае – на клавишных счетно-решающих устройствах.

Появление новых ракет требовало совершенствования полигонного измерительного комплекса. Если для ракет «Р-1» и «Р-2» хватило малоканальной СТК-1, то для «Р-5» понадобилось сконструировать станцию СТК-2, в котором число каналов для приема телеметрической информации было увеличено до 28. А применение механического коммуникатора позволило в пять раз уменьшить массу оборудования телеметрической системы, размещаемого на борту ракеты.

Позднее в структуре НИИ-885 было выделено Специальное конструкторское бюро № 567 (СКБ-567). В процессе совершенствования телеметрических систем в бюро создавались новые образцы оборудования: РТС-3, РТС-5, РТС-6, РТС-7 и РТС-8.

Однако в это время у СКБ-567 появились серьезные конкуренты – Спецсектор и организованное на его базе Особое конструкторское бюро Московского энергетического института (ОКБ МЭИ)[125]. Они предложили станцию нового поколения, осуществляющую контроль ракет на всех участках полета, вплоть до соприкосновения с землей. Первая система радиотехнического контроля «Индикатор-Д» основывалась на принципах работы импульсных радиолокационных станций с полноповоротной антенной и бортовым ответчиком. После успешных испытаний системы при пусках ракет «Р-2» в начале 1950-х годов она пошла в серийное производство (Кунцевский машиностроительный завод освоил производство наземных станций, а Опытный завод НИИ-885 – бортовой аппаратуры) и в 1954 году под названием РКТ была принята на вооружение. Система обладала дальностью 500 км и высокой по тому времени точностью на этих расстояниях – 50 м по дальности и 3,6 угловой минуты по азимуту.

В результате модернизации РКТ (кварцевая стабилизация ответчика, запрос на сантиметровых волнах, выдача результатов измерений в реальном времени) коллективом ОКБ МЭИ под руководством главного конструктора Алексея Федоровича Богомолова[126] была создана система «Бинокль», работающая по радиоответчику «Факел», который устанавливался в головной части ракеты. Она успешно прошла испытания и получила «прописку» на измерительных пунктах Тюра-Тама.

К 1956 году в бюро Богомолова были сконструированы еще одна станция траекторных измерений «Иртыш» и радиотелеметрическая система «Трал», победившая РТС-7 в честном соревновании.

ИП-1. Радиодальномерные станции «Бинокль» перед первым пуском «Р-7»

Таким образом, к началу летных испытаний ракеты «Р-7» на первый измерительный пункт ИП-1 полигона Тюра-Там было поставлено самое совершенно оборудование того времени. Английские СОН заменили станциями «Бинокль», а СТК-1 – станциями «Трал» с числом каналов в пять раз большим.

Строительство ИП-1 было завершено в ноябре 1956 года. Первый измерительный пункт Тюра-Тама представлял собой три отдельные площадки, расположенные по гребню господствующей над местностью высоты Килиншек в линию, перпендикулярную трассе полета «Р-7». Прямо от МИКа к ИПу вела гравийная дорога длиной 1,5 км. От старта ИП-1 был удален на те же 1,5 км – в противоположную сторону от направления полета.

Первой от МИКа площадкой была позиция внешнетраекторной подвижной фазометрической радиоугломерной станции «Иртыш», смонтированной на шасси автомобиля «ЗИС» в «кунге[127]». Антенное поле станции состояло из девяти дециметровых рупорных антенн (центральная антенна, и два «креста» из антенн – большой и малый), размещенных стационарно на подставках.

ИП-1. Подготовка к работе станции СЕВ «Бамбук»

В 500 м от «Иртыша» находилась площадка радиопередающих и оптических внешнетраекторных средств, огороженная забором из колючей проволоки. На ней были расположены: одноэтажное кирпичное здание Центра управления Службы единого времени, узла связи и командного пункта ИПа, квадратная башня кинотеодолита KTh-41, круглая башня кинотелескопа КТ-50 и две радиодальномерные станции «Бинокль».

На третьей телеметрической площадке располагался двухквартирный сборно-щитовой финский домик, в котором жили офицеры ИП-1. Справа от домика, чуть впереди, в «кунгах» размещались восемь радиотелеметрических станций измерения медленноменяющихся параметров станций «Трал» и шесть радиотелеметрических станций быстроменяющихся параметров РТС-5. Там же находились вспомогательные машины и бензо-электрические агрегаты 8Н01 на двухколесных прицепах.

Помимо ИП-1, полигонный измерительный комплекс Тюра-Тама включал еще две группы ИПов, имеющих гораздо более скромное оборудование, но зато позволяющих отслеживать движение ракеты «Р-7» на всем протяжении ее полета к Камчатке.

ИП-1. Военнослужащие измерительного комплекса фиксируют полет ракеты с помощью кинотелескопа КТ-50

Первая группа включала ИПы активного участка траектории: ИП-2 и ИП-3—оптические, ИП-6—траекторно-телеметрический, ИПы 4, 5, 7, 8, 9 – траекторные.

Вторая группа – ИПы базы падения головной части, входившие в отдельную научно-испытательную станцию № 43 (ОНИС-43) с центром в поселке Ключи Камчатской области в составе ИПов 12, 13, 14, 15, 16, 17. При этом ИПы описывали квадрат падения головной части размером 60х60 км. ИП-15 и ИП-17 были сугубо телеметрическими, а ИПы 12, 13, 14, 16 – траекторными.

К пуску первых ракет «Р-7» в 1957 году все эти станции были введены в строй. Сложная и разветвленная система полигонного измерительного комплекса создавалась для того, чтобы получить максимум информации о состоянии систем ракеты. Уже в ходе первого этапа испытаний «Р-7» в полете планировалось измерять до 700 (!) параметров. Для этого на самой ракете были установлены системы измерений и регистрации общей массой 2,88 т, в том числе три комплекта системы «Трал» (на блоках «В», «А» и головной части); два комплекта системы РТС-5 (на блоке «А» и головной части), по одному комплекту систем «Факел» и АРГ-1 (на головной части); датчики давлений, температур, вибраций, перегрузок и прочие.

Станции «Трал» на боевой позиции ИП-1 со штатными антеннами, направленными на стартовый комплекс «Р-7»

Затраты окупились сторицей – «телеметристы» показали, что могут выявлять причины сбоев и аварий с задержкой, которая редко превышала несколько часов.

Разумеется, когда 3 сентября 1956 года постановление № 1241-632сс определило НИИ-4 Министерства обороны головной организацией по созданию наземного Командно-измерительного комплекса для обеспечения полета первого искусственного спутника, у сотрудников этого института возник соблазн использовать существующие полигонные ИПы для своих целей. Поэтому первый проект КИКа предусматривал развертывание восьми командно-измерительных пунктов (КИПов), местоположение которых «удивительным» образом совпадало с создаваемыми ИПами Тюра-Тама.

Прием телеметрической информации со спутников должен был происходить на КИПах с помощью доработанной телеметрической системы «Трал». Из-за того, что в стране в ту пору не хватало надежных линий связи, оперативную обработку наиболее важных параметров, свидетельствующих о жизнеспособности космического аппарата, предполагалось проводить непосредственно на КИПах, а результаты передавать в создаваемый на территории НИИ-4 в подмосковном поселке Болшево координационно-вычислительный центр (КВЦ). Поскольку данные, поступающие по телеметрическим каналам, фиксировались на фотопленку регистраторами станции «Трал», их можно было отправить позднее спецпочтой для обработки институтами Академии наук. Синхронизация всех процессов измерений и точная привязка их результатов к всемирному времени должна была производиться существенно доработанной аппаратурой Службы единого времени «Бамбук».

ИП-1. Пульт в центре и фотоблоки по бокам «кунга» станции «Трал»

Когда облик «Объекта Д» начал обретать зримые черты, инженеры НИИ-4 и ОКБ-1 получили технические задания для доработки существующих средств «под спутник». После этого аппаратуре добавили приставку «Д» – например, радиодально-мерная станция «Бинокль-Д».

Работа по подготовке КИПов закипела, но к концу 1956 года выяснилось, что намеченные планы запуска первого спутника находятся под угрозой срыва, и ОКБ-1 внесло предложение о срочной разработке и запуске вместо «Объекта Д» простейшего спутника массой 100 кг.

Тем временем в НИИ-4, еще раз проанализировав план создания КИК, откорректировали его. Число КИПов было доведено до тринадцати, но ни один из них теперь не совпадал с существующими полигонными ИПами. Исходя из того, что трасса полета «ПС» и других спутников будет проходить в северо-восточном или юго-восточном направлении и при этом проекция орбиты спутника из-за суточного вращения Земли постепенно будет смещаться на запад, было решено располагать научно-измерительные пункты (НИП – так теперь назывались КИПы[128]) в районах следующих населенных пунктов:

• НИП-1 (ИП-1Д) на полигоне Тюра-Там (рядом с ИП-1 полигона);

• НИП-2 – у станции Макат («площадка номер 44», Казахстан);

• НИП-3 – у станции Сары-Шаган (на территории полигона НИИП-10 Министерства обороны, Казахстан);

• НИП-4 – в Енисейске (на берегу Енисея, Красноярский край);

• НИП-5 – в поселке Искуп (Красноярский край);

• НИП-6 – в поселке Елизово (Камчатка);

• НИП-7 – в поселке Ключи (Камчатка);

• НИП-8 – в поселке Гижига (Магаданская область);

• НИП-9 – в Красном Селе (Ленинградская область);

• НИП-10 – в Симферополе (Крым);

• НИП-11 – в поселке Сартычалы (поблизости от Тбилиси, Грузинская ССР);

• НИП-12 – в Новосибирске;

• НИП-13 – в Улан-Удэ (Бурятская АССР).

В таком виде проект КИКа был окончательно утвержден, и 8 мая 1957 года вышла директива Генштаба о его формировании в составе Центра по руководству и координации работ, средств связи, Службы единого времени и 13 НИПов. Подготовка и распределение по НИПам солдат и сержантов проводились на специальных сборах при полигоне Капустин Яр.

НИП-7 в поселке Ключи (полигон Кура, Камчатка)

Летом 1957 года по стране потянулись эшелоны с людьми, техникой и другим имуществом к местам базирования всех НИПов, кроме восьмого в Магаданской области – в связи с отдаленностью, труднодоступностью и, главное, наличием вечной мерзлоты, которая может преподнести «сюрпризы» при дальнейшем обустройстве пункта, было решено отказаться от его развертывания. Оборудование, предназначавшееся для НИП-8, осталось в Болшево и впоследствии использовались для обучения персонала других пунктов.

К началу октября 1957 года первоочередные семь НИПов были развернуты. Их облетел самолет «Ил-14», на котором стояло специальное оборудование, имитирующее работу спутника.

Изменения комплектации ракеты «Р-7» для ее облегчения и замена «Объекта Д» на «ПС», не имеющий на борту траекторных и телеметрических устройств, осложнили работу КИКа. С «Р-7» сняли радиоответчик «Факел», «завязанный» на станцию «Бинокль-Д», что заметно снизило точность траекторных измерений. Дополнительно установленные на НИПах радиолокационные станции П-30 не получили нормальных средств регистрации информации – попытки обработать пленки с фотозаписью их экранов кругового обзора не дали надежных результатов. По площади отражающей поверхности спутник нельзя было сопоставить даже с самым маленьким самолетом, а потому возможность его засечки в пассивном режиме отсутствовала. Визуально же отслеживать перемещение объекта такой малой величины, какой был «ПС», с помощью кинотеодолитов, имевшихся на полигонных ИПах, было просто нереально.

В связи с этими сложностями решили определять факт выхода спутника на орбиту по устойчивой стабилизации ракеты-носителя в полете и по прохождению главной команды на выключение ее двигателя в заданном временном интервале (она фиксировалась с помощью системы «Трал» ИП-1 и ИП-6 полигона). На орбитальном участке траекторные измерения готовились вести оптические обсерватории Академии наук и радиопеленгаторы.

Четвертого октября 1957 года исторический запуск состоялся. Через несколько минут после старта на приемнике Р-250, установленном на ИП-1 полигона Тюра-Там, были приняты радиосигналы. Спутник, отделившись от второй ступени ракеты, своим знаменитым «бип-бип-бип» возвестил начало космической эры. Прием длился около двух минут, потом «ПС» ушел за горизонт. Через полтора часа прием сигналов возобновился – объект совершал второй виток…

Контроль траектории осуществлялся КИКом по параметрам орбиты второй ступени – блока «А», который тоже стал искусственным спутником и первое время двигался вокруг Земли рядом с «ПС». Однако основная часть оборудования НИПов простаивала. Показать себя в деле обслуживающим их солдатам и офицерам удалось очень скоро – через месяц, когда в космос отправился «Спутник-2».

Данный текст является ознакомительным фрагментом.