КОСМИЧЕСКИЕ ПРОГРАММЫ
В годы «холодной войны» и мирового противостояния двух сверхдержав — СССР и США — вопросы обеспечения обороны страны были первостепенными. Поэтому спутники, запускаемые в этот период с Северного полигона, в первую очередь, запускались в интересах Министерства обороны СССР и обеспечивали все виды и рода Вооруженных Сил СССР связью, навигацией, метеоинформацией, вели все виды разведки из космоса, входили в состав космической системы раннего предупреждения о ракетном нападении.
Но на самом деле у космодрома «Плесецк» была длительная и богатая история запусков научных и прикладных спутников в интересах народного хозяйства страны, а также по программам международного сотрудничества в космосе. Спутники, уходящие со стартов в Плесецке в 70-80-х годах прошлого века, позволяли исследовать околоземное пространство и природные ресурсы Земли, заниматься метеорологическими прогнозами погоды и изучать Мировой океан, осуществлять фотографирование земной поверхности, стирая ее «белые» пятна, и следить за ледовой обстановкой в Арктике и Антарктике, обеспечивать телефонную радиосвязь и трансляцию телевизионных программ, приходить на помощь потерпевшим аварии судам и самолетам и бороться с лесными пожарами, наводнениями и другими стихийными бедствиями. С помощью спутников в космосе советские ученые смогли получить уникальные медицинские препараты и материалы, а также опробовать перспективные технологии.
Профессионализм и мастерство специалистов космодрома «Плесецк» позволили в те годы выполнять многочисленные космические программы не только военной, но и гражданской тематики на самом высоком уровне. В ближайших выпусках газеты «Панорама Мирного» мы расскажем вам, уважаемые читатели, о некоторых из них.
Космическая связь
Развитие космической техники позволило воплотить в жизнь в 70-80-е годы идею обеспечения надежной радиотелефонной и радиотелеграфной связью практически все населенные пункты, разбросанные на необъятных просторах Советского Союза, и удовлетворить потребности более 70 процентов населения в просмотре программ Центрального телевидения.
Все это стало возможным благодаря созданию в СССР спутниковой системы связи «Орбита». В состав этой системы, наряду с наземными станциями приема и передачи информации, в качестве основного элемента входили спутники-ретрансляторы серии «Молния».
Наземная приемопередающая станция «Орбита»
Своим рождением спутники связи «Молния» обязаны, прежде всего, инициативе и неукротимой энергии Сергея Павловича Королева. Работы по созданию спутника начались в ОКБ-1 еще в 1961 году, главным конструктором проекта стал Мурад Рашидович Капланов.
В 1965 году производство спутников серии «Молния» стали передавать в «филиал N2» ОКБ-1 в Красноярске-26 (ныне Железногорск) под руководством Михаила Федоровича Решетнева. С этого началась славная история предприятия, известного сейчас как ФГУП «Научно-производственное объединение прикладной механики имени академика М.Ф.Решетнева». С тех пор все реально действующие спутники связи в нашей стране создавались именно этим предприятием.
Космический аппарат «Молния–1»
Первоначально ставилась задача создания с помощью спутника «Молния-1» экспериментальной линии дальней радиосвязи между Москвой и Владивостоком.
Первые телевизионные кадры, переданные при помощи космического аппарата «Молния» из Владивостока в Москву в 1965 году
Начало эксплуатации системы космической связи с помощью спутников серии «Молния» не было легким. Первая попытка запуска была произведена с космодрома «Байконур» 4 июня 1964 года и оказалась неудачной. Первая «Молния» не долетела до орбиты из-за аварии ракеты-носителя. Со второй попытки, 22 августа 1964 года, второй аппарат был выведен на орбиту. Но вот беда — обе основные антенны, которые должны были дублировать друг друга, не раскрылись. Расследование установило, что во время испытаний на одной из антенн было обнаружено повреждение изоляции кабеля, и штанги антенн, по решению конструктора, обмотали дополнительно хлорвиниловой лентой. В космосе в тени солнечных батарей лента замерзла, и пружины, которые и так с трудом раскрывали антенны, не смогли пересилить смерзшийся пластик. Вторая «Молния» была потеряна. Проблему исправили, заменив пружины на антенных штангах на электродвигатели, которые гарантированно полностью раскрывали антенны. Наконец, 23 апреля 1965 года с космодрома «Байконур» была успешно запущена третья «Молния». Был и здесь нервный момент, когда главное реле не захотело включаться с первого раза, но после нескольких томительных минут непрерывной отправки с Земли команд на включение ретранслятора, он все-таки включился. Между Москвой и Владивостоком установилась связь через первый советский спутник-ретранслятор.
Уже на следующий день после выведения спутника на орбиту был проведен первый в Советском Союзе сеанс связи через космос между Москвой и Владивостоком. В своей книге «Ракеты и люди. Горячие дни холодной войны» один из непосредственных участников создания спутника Б.Е.Черток вспоминает: «Проверка работы всего связного комплекса на линии Москва — Владивосток проводилась нами с азартом игроков, которым вдруг повезло после полосы неудач. Так хотелось показать Дальнему Востоку демонстрацию 1 Мая и парад по случаю 20-летия Великой Победы, Москве показать морской парад Тихоокеанского флота во Владивостоке. Все это получилось!»
Всего было запущено пять экспериментальных аппаратов для создания с их помощью линии дальней радиосвязи между Москвой и Владивостоком.
Типичная орбита космического аппарата «Молния-1». Точками отмечено время движения по орбите
Для первого советского спутника связи «Молния-1» была выбрана высокоэллиптическая орбита. При наклоне 65 градусов (что определялось местом старта) апогей орбиты имел высоту 40 000 км над северным полушарием, а перигей — 400 км над южным.
В короткий срок в Советском Союзе была создана широко разветвленная сеть наземных приемопередающих станций. В отдаленных районах СССР — в Магаданской области, на Камчатке, на Сахалине, в Якутии, в Сибири, на Крайнем Севере, в Средней Азии — было сооружено более 20 станций, оснащенных современным оборудованием для телевизионной, радиотелефонной, радиотелеграфной и других видов связи.
На основе космических аппаратов «Молния-1» и наземных станций была создана первая в нашей стране космическая система связи, получившая название «Орбита». Уже с 1967 года трансляции телевизионного сигнала в системе «Орбита» стали регулярными. Даже в самых отдаленных уголках Советского Союза появилась возможность принимать программы Центрального телевидения в хорошем качестве. По этому же спутниковому каналу из центра на периферию передавались матрицы газетных полос и фотографии, и читатели имели возможность получать центральные газеты в день их выхода. Это стало настолько привычным, что большинство советских людей даже не задумывалось, каким способом на их телеэкранах появляются передачи Центрального телевидения, приходят в дом центральные газеты и журналы.
Как же работала система космической связи «Орбита»? Передаваемая информация поступала на наземную передающую станцию мощностью несколько киловатт, оснащенную большой антенной с параболическим зеркалом. Эта станция излучала сигнал на спутник «Молния». Бортовое оборудование спутника принимало сигнал, усиливало и ретранслировало его на наземные пункты «Орбиты». Высокое качество передачи из космоса достигалось за счет использования на спутнике направленной бортовой антенны, ориентированной на Землю, и бортового передатчика. Его мощность превышала мощность передатчиков всех существующих спутников связи. Наземные станции с помощью антенны принимали ретранслированный сигнал и далее по кабелю или радиорелейным линиям передавали информацию на местные телецентры и узлы связи.
Параметры орбиты, на которые выводились спутники связи «Молния-1», работали в дециметровом диапазоне частот 0,8-1,0 ГГц и позволяли ретранслировать радиосигнал над территорией страны в течение 8-10 часов в сутки. Обычно на орбитах одновременно
находились 3-4 спутника «Молния». Взаимное расположение орбит выбиралось таким образом, чтобы над территорией Советского Союза находился, по крайней мере, один космический аппарат. Именно спутники серии «Молния» обеспечили дальнюю многоканальную телефонную радиосвязь населенных пунктов Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии с Европейской частью страны и ретрансляцию телевизионных программ из Москвы в удаленные регионы СССР. Кроме того, через спутники «Молния» была организована «горячая» телефонная линия правительственной связи между Москвой и Вашингтоном.
Энергетика радиолинии космических аппаратов «Молния-1» была рассчитана с таким запасом, что позволило создать и параллельно ввести в эксплуатацию систему спутниковой связи «Корунд», которая использовались в интересах обороны страны для организации телефонной и телеграфной связи с войсками, расположенными в любом регионе, а также для передачи сигналов оповещения. Задействовались ретрансляторы тех же спутников «Молния-1». Такого рационального использования средств наши главные соперники, американцы, достичь не могли, так как мощность ретрансляторов на их спутниках была всего 6-8 Вт, а на наших — 40 Вт. Это преимущество в энергетике радиолинии позволило конструкторам СССР снова удивить мир созданием в 1973 году перевозимой и самолетной станций «Контакт» для телефонной связи во время визитов и перелетов руководства страны. Так, перед визитом Л. И. Брежнева в США в нашем посольстве в Америке была установлена первая станция «Контакт». Леониду Ильичу была предоставлена возможность переговорить с нашим послом в США А. Ф. Добрыниным. Связь была настолько хорошей, что он сказал Добрынину: «…я тебя так хорошо слышу, как из соседней комнаты. Вот давай теперь будем считать эту связь основной». С тех пор спутниковая связь стала не только основной для высшего руководства страны и Вооруженных Сил, но и получила импульс для дальнейшего развития в целом.
В дальнейшем на базе КА «Молния-1» была разработана целая линейка советских, а потом и российских спутников связи: «Молния-1+» (1967 год), «Молния-2» (1971 год), «Молния-3» (1974 год), «Молния-1Т» (1983 год), «Молния-3К» (2001 год). Со временем «Молнии» перестали использоваться для гражданского телевещания и стали, в основном, спутниками военной связи. Запускались эти космические аппараты только с космодрома «Плесецк».
Космический аппарат «Молния-2»
На космодроме «Плесецк» работы со спутником «Молния-1» начались в 1969 году. В сооружении МИКа войсковой части 13973 было создано рабочее место по подготовке космического аппарата. Испытания первого на полигоне КА «Молния» проводились личным составом 2-й группы войсковой части 13973 под контролем инженеров-испытателей второго управления и представителей промышленности. По воспоминаниям подполковника Виктора Павловича Шибанова (в 1970-1986 годах — инженер-испытатель второго управления): «Для нас это была первая самостоятельная работа, которая выполнялась с большим желанием, но, к сожалению, с отсутствием практических навыков». А первый запуск спутника связи «Молния-1», осуществленный ракетой-носителем с одноименным названием, состоялся с космодрома «Плесецк» 19 февраля 1970 года. Пуск был проведен с пусковой установки войсковой части 14056.
По мере развития космической техники в систему космической связи вводились аппараты нового поколения «Молния-2» (первый запуск — 24 ноября 1971 года с пусковой установки N4 войсковой части 14056) и «Молния-3» (первый запуск — 21 ноября 1974 года с пусковой установки N1 войсковой части 13973). Эти модификации спутников обеспечили ретрансляцию сигналов в более высоком диапазоне частот 4-6 ГГц и позволили повысить пропускную способность связи за счет увеличения суммарной мощности излучения и полосы пропускания бортовых ретрансляторов.
Испытания космического аппарата «Молния-3» на техническом комплексе
Именно космический комплекс «Молния-3» обеспечивал прямую правительственную телефонно-телеграфную связь Москва (СССР) — Вашингтон (США) и Москва (СССР) — Гавана (Куба). А летом 1975 года боевым расчетом войсковой части 13973 и офицерами-испытателями второго управления был подготовлен и запущен КА «Молния-2», который обеспечил связь в космическом проекте СССР и США «Союз-Аполлон».
Надо отметить, что работа с каждым аппаратом этой серии имела свои особенности и обогащала новым опытом.
Так, в начале 1970-х годов подготовка на ТК одного РН и КА к запуску занимала до 12-18 суток непрерывной работы, иногда без выходных дней. Во время цикла испытаний до 30 процентов операций приходилось выполнять ночью, организуя посменную работу. По воспоминаниям полковника Павла Григорьевича Соловьева (проходил службу в отделе от инженера-испытателя до начальника отдела подготовки изделий серии «Зенит» и «Молния»): «Служба была настолько напряженной, что рабочий день инженера-испытателя в среднем составлял 10-12 часов (без учета времени на переезды), зачастую без выходных и праздничных дней».
С накоплением опыта офицеры полигона стали все больше требовать от промышленности устранения выявленных замечаний и совершенствования технологии подготовки РН и КА. Из воспоминаний подполковника Виктора Павловича Шибанова (в 1970-1986 годах — инженер-испытатель второго управления): «С появлением КА «Молния-3″ выявились недостатки унифицированного стапеля, на котором размещается КА в процессе испытаний. Особенность стапеля такова, что у него имеются две подвижные стремянки, перемещающиеся друг за другом по круговой системе. Они удобны на первом этапе испытаний, пока еще не раскрыты элементы конструкции: антенные блоки, панели солнечных батарей. Элементов стопорения этих стремянок не было, и не исключалась возможность соударения самих стремянок с раскрытыми элементами конструкции КА. По нашему настоянию (начальник лаборатории А.А.Кузин, инженер-испытатель В.И. Тимченко) стремянки были доработаны, что позволило избежать выхода техники из строя».
Космическая навигация
С тех пор, как человек стал плавать в открытом море, ему приходилось решать задачи навигации — определения местонахождения на море своего корабля и пути его дальнейшего следования.
Эпохальными событиями в истории мореплавания стали изобретение компаса, секстанта, хронометра и радиолокатора. В середине 60-х годов прошлого века таким событием стало создание спутниковых навигационных систем, но сама идея их построения возникла после запуска Первого искусственного спутника Земли (4 октября 1957 года), когда было обнаружено яркое проявление эффекта Доплера в ходе приема сигналов со спутника. Эта идея была основана на том, что по изменению доплеровского сдвига частоты радиосигнала от спутника, движущегося по орбите с известными параметрами, можно рассчитать географические координаты точки наблюдения.
Сегодня спутниковая навигация стала основным средством определения местоположения не только на море, но и на суше, а также в воздухе. Приемные устройства сигналов с навигационных спутников входят в состав практически всех навигационных комплексов морских и воздушных судов.
Сообщение ТАСС о запуске космического аппарата «Космос-158»
Запуски навигационных космических аппаратов осуществлялись с космодрома «Плесецк» с помощью ракеты-носителя «Космос-3М». Первый навигационный космический аппарат («Космос-158») был запущен с Северного космодрома боевым расчетом войсковой части 63551 15 мая 1967 года. Точнее, это был габаритно-весовой макет спутника «Циклон», запущенный с площадки «Лесное» со стартового комплекса «Восход» для «притирки» КА и РН «Космос-3М». Этот пуск положил начало созданию в СССР первой спутниковой системы навигации, получившей название «Циклон». Кроме того, это был первый пуск ракеты-носителя «Космос-3М» с космодрома «Плесецк».
Стартовый комплекс РН «Космос-3М» на площадке «Лесное»
Проект «Циклон» являлся первым в мире совмещенным навигационно-связным спутниковым комплексом. Система обеспечивала определение плановых координат местоположения и была оснащена бортовым ретранслятором для радиотелеграфной связи кораблей ВМФ и подводных лодок с береговыми пунктами управления и между собой. Связь между абонентами осуществлялась как в зонах прямой радиовидимости, так и глобально, с задержкой по времени (2-3 часа) переноса спутником информации. Кроме того, спутник также дополнительно излучал радиосигнал на частоте 10 ГГц.
Космический аппарат «Циклон»
Первые спутники навигационной системы «Циклон» — «Космос-192» и «Космос-220», были запущены с космодрома «Плесецк» боевым расчетом войсковой части 63551 с площадки «Лесное» соответственно 27 ноября 1967 года и 7 мая 1968 года. Всего с 1967 по 1972 годы с космодрома «Плесецк» было запущено 11 космических аппаратов серии «Циклон».
В 1971 году навигационная система получила название «Залив», соответствующее название с 1973 года получили и запускаемые по этой программе спутники. Первый запуск КА «Залив» 25 мая 1973 года оказался аварийным, спутник на орбиту не вышел, и «Космосом-561» стал другой космический аппарат. Всего с 1973 по 1978 годы с космодрома «Плесецк» было запущено 15 КА «Залив».
Космический аппарат «Парус»
Еще в 1967 году в Советском Союзе приступили к разработке боевой системы с повышенными техническими и эксплуатационными характеристиками — «Циклон-Б». Целью этих работ было создание системы, обеспечивающей навигацию и дальнюю двустороннюю радиосвязь с активной ретрансляцией через космические аппараты для подводных лодок и надводных кораблей в любом районе Мирового океана. Полученный при создании и опытной эксплуатации космической системы «Циклон» опыт позволил это сделать «малой кровью». В 1976 году эта система была принята на вооружение в составе шести космических аппаратов «Парус», обращающихся на околополярных орбитах высотой 1000 км. Аппаратура, используемая на этой серии спутников, позволяла определять координаты на плоскости с точностью до 80-100 метров. В том же 1976 году был разработан гражданский вариант навигационной системы для нужд торгового морского флота, получивший название «Цикада».
Аппаратура космической навигации успешно прошла испытания на подводных лодках, включая испытания по определению своих координат в районе Северного полюса.
Для ледокольного флота СССР это было настоящей революцией в штурманской службе. В августе 1977 года атомный ледокол «Арктика» совершил экспедицию к Северному полюсу Земли. До этого момента ни один надводный корабль в мире не мог достичь этой точки. Было крайне важно выйти точно на точку Северного полюса, что было непростой задачей для навигационных приборов того времени. Эту задачу штурманская служба ледокола успешно выполнила, в том числе благодаря космической навигационной системе «Циклон», спутники которой запускались с космодрома «Плесецк». 17 августа 1977 года в 4 часа утра по московскому времени атомный ледокол «Арктика» впервые в мире достиг в активном плавании географической точки Северного полюса. Членами экипажа на лед была спущена стальная установка, на которой был поднят флаг Советского Союза и прикреплено древко от флага экспедиции Георгия Седова, который не дошел до полюса. Также на полюсе был оставлен памятный набор: металлическая плита c гербом СССР, капсула с проектом Конституции СССР и текстом гимна и сувенирный штемпель похода, которым проштамповали открытки, письма и фотографии. Эту победу участники похода посвятили 60-й годовщине Великого Октября. Кстати, первый иностранный корабль достиг полюса только спустя пятнадцать лет после советской «Арктики».
С 1976 года на космодроме «Плесецк» проводились запуски спутников, входящих в состав низкоорбитальной навигационной системы «Цикада». Эти спутники с помощью ракеты-носителя «Космос-3М» выводились на приполярные околокруговые орбиты наклонением 83 градуса, высотой 1000 км и периодом обращения 105 минут.
С запуском «Космос-1000» 31 марта 1978 года космическая система навигации «Цикада» была полностью развернута, а в 1979 году принята на вооружение. Система позволяла морским судам с высокой точностью определять свое местоположение в любой точке Мирового океана, независимо от погодных условий.
К концу 1980-х годов с космодрома «Плесецк» было запущено 22 космических аппарата «Цикада».
Космический аппарат «Надежда»
На основе космического аппарата «Цикада» был создан спутник-спасатель «Надежда» — основной элемент международной спутниковой системы поиска судов, самолетов и отдельных людей, терпящих бедствие (проект КОСПАС-SARSAT). Разработка этого проекта велась в соответствии с межправительственным соглашением между Россией, США, Канадой и Францией, подписанным 23 ноября 1979 года. Так родился международный космический проект КОСПАС-SARSAT (КОСПАС — Космическая Система Поиска Аварийных Судов, SARSAT — Search And Rescue Satellite-Aided Tracking), связанный с применением спутников для поиска и спасения терпящих бедствие самолетов и морских судов. КОСПАС-SARSAT состоял из двух аналогичных, технически совместимых, но практически независимых систем: советской — КОСПАС и американо-франко-канадской — SARSAT. Отечественные космические системы КОСПАС, получившие романтическое название «Надежда», были разработаны на производственном объединении «Полет» (город Омск).
Первый спутник «Надежда» («Космос-1383») был выведен на орбиту 30 июня 1982 года ракетой-носителем «Космос-3М» боевым расчетом войсковой части 63551. Запуск первого американского спутника с аналогичными функциями («Tiros») был осуществлен только спустя год.
В состав системы КОСПАС-SARSAT вошли по два советских и американских спутника для определения координат терпящих бедствие на море, в воздухе и на суше, а также пункты приема информации, расположенные на территории Советского Союза (Москва, Архангельск, Новосибирск, Владивосток), США (Сан-Франциско, Сент-Луис, Аляска), Канады (Оттава), Франции (Тулуза) и Норвегии (Тромсе). Сеть наземных пунктов приема информации постоянно расширялась. Пролетая над поверхностью Земли, спутник мог принимать сигналы с круга площадью в 27 млн. кв. км (диаметр такого круга — 6000 км при угле видимости спутника с поверхности Земли — 7 градусов). При наличии в системе четырех спутников сигнал с радиобуя принимался с любой точки Земли. Принятые сигналы ретранслировались на наземные станции для обработки и определения координат терпящих бедствие. Сообщение о бедствии и координаты аварийного объекта с точностью 3,5 км (две морские мили) в течение часа передавались через центр управления системой в соответствующую поисково-спасательную службу.
Наша «Надежда» не полетала в космосе и двух месяцев, как открыла свой список спасенных. В сентябре 1982 года ими оказались трое канадцев, находившихся на борту потерпевшего аварию легкомоторного самолета в труднодоступной горной местности на западе Канады. Это были первые пострадавшие, спасенные с помощью системы КОСПАС-SARSAT.
Летные испытания космической системы «Надежда» на космодроме «Плесецк» были проведены на трех спутниках «Космос-1383», «Космос-1447» и «Космос-1574». Летные испытания были завершены в 1985 году и космическая система «Надежда» была принята в эксплуатацию. Всего на орбиты искусственных спутников Земли было выведено 9 космических аппаратов этой серии. Все они были запущены с космодрома «Плесецк». Кстати, рекордсменом по продолжительности работы является КА «Надежда-1», которая работала на орбите с 1989 года в течение семнадцати лет!
За время эксплуатации системы КОСПАС-SARSAT с ее помощью удалось спасти около 4000 человек.
В статье использованы материалы, фото и фрагменты из следующих источников:
1. «Северный космодром России». Космодром «Плесецк». 2007 год.
2. «Первый космодром России». Москва. Согласие. 1996 год.
3. «Космодром «Плесецк». Международный космический центр «Плесецк». 1992 год
В 1970-1980-х годах практически каждую неделю тишину вековой тайги под Плесецком нарушал мощный рокот ракет-носителей, уносящих на своих плечах космические аппараты различного назначения. Именно в этот период космодром «Плесецк» удерживал мировое лидерство по числу запусков и считался самым рабочим космодромом мира.
КОСМИЧЕСКИЕ ПРОГРАММЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ
С КОСМОДРОМА «ПЛЕСЕЦК» В 1960-1980-Х ГОДАХ
Часть 1. Космическая связь и навигация
