ЛУННЫЕ ТРАССЫ РОССИИ

Довгань В.Г.


(к 40-летию мягкой посадки на Луну и создания первого искусственного Луны)

    Мягкая посадка на Луну (проект Е-6) была одной из труднейших технических проблем космонавтики. Задача осложнялась отсутствием сведений о свойствах лунной поверхности.
    Трехступенчатая РН 8К72 способна была доставить к Луне не более 325 кг. Расчетная масса космических аппаратов, предназначенных для мягкой посадки, составляла не менее 1500 кг, что и определило необходимость использования четырехступенчатого носителя 8К78. Четвертая ступень ракеты - носителя (блок "Л") требовалась для стартов к Луне промежуточной орбиты ИСЗ.
    В новых лунных КА предусматривались: аппаратура радиотехнических систем траекторных измерений и астронавигации; бортовая аппаратура системы управления, которая в нужное время по команде КИКа могла включить КТДУ (корректирующую тормозную двигательную установку) для создания необходимой траектории.
    На первом этапе полета ракета-носитель тремя ступенями выводила лунный КА вместе с четвертой ступенью на орбиту ИСЗ.
    На втором этапе включался двигатель, и лунному КА сообщалась вторая космическая скорость. Это происходило вне зоны видимости стационарных командно- измерительных пунктов (над Гвинейским заливом).
    На третьем этапе для обеспечения посадки в заранее выбранный район на Луне средствами КИК должен был проводиться контроль и коррекция траектории с помощью КТДУ.
    На четвертом этапе производилось торможение, и осуществлялась мягкая посадка. На Луну опускался аппарат массой 500 кг, включая и КТДУ.
    Согласно Постановлению ЦК КПСС и СМ СССР от 22 марта 1962 г. устанавливался срок начала пусков - 1963 г.
    Первые запуски КА по программе Е-6 4 января и 2 февраля 1963 г. были аварийными.
    2 апреля 1963 г. стартовала РН с КА "Луна-4". Слежение за полетом этой станции, определение параметров ее траектории, прием на Земле телеметрической и научной информации осуществлял Симферопольский КИП-10 с применением 32-метровой параболической антенны (ТНА-400),. Система работала в метровом диапазоне волн, и позволяла выдавать команды и уставки с квитированием, измерять параметры орбиты, принимать телевизионное изображение и регистрировать телеметрическую информацию.
    При управлении новыми лунными КА ломалось утвердившееся уже представление об управлении траекторией полета. К этой традиционной операции при запуске первых ИСЗ добавились и такие, как оперативный расчет траектории полета с целью выработки данных для проведения ее коррекции, преобразования этих данных к виду (структуре), который воспринимался командной радиолинией для передачи на борт КА. Кроме того, потребовалась выдача большого количества команд с Земли в связи с необходимостью обеспечения радиосвязи на большом удалении от нее, переключать в зависимости от обстановки антенные системы (на борту имелись всенаправленные, малонаправленные и остронаправленные антенны, причем с резервом фидерных трактов, антенных переключателей, передатчиков и приемников). Настройка этих систем осуществлялась командами, выдаваемыми по командной радиолинии (функциональными и числовыми уставками).
    Сложность управления заключалась еще и в том, что предусмотренного в командной радиолинии количества выдаваемых команд не хватало. Поэтому закладывались такие комбинации, в которых одни и те же команды, но в сочетании с другими, выполняли требуемые функции. Такое обстоятельство усложняло работу операторов при управлении, иногда приводя к ошибкам.
    Другая особенность состояла в том, что имелось два контура управления комплексом лунного КА: по командам бортовой автоматики и по командам КИК. Управленцы, расписывающие сеансы связи работы с КА, должны были так согласовать эти два контура, чтобы команды не смогли наложиться одна на другую.
    Общее руководство силами и средствами осуществлялось Главной оперативной группой управления (ГОГУ). В состав ГОГУ входили представители конструкторских организаций и оперативные группы, включавшие разработчиков бортовой и наземной аппаратуры и специалистов КИК. При этом ощущалось отсутствие так называемых "комплексников" - специалистов, которые могли квалифицированно проводить анализ поступающей информации и оперативно принимать правильные решения.
    Перед каждым пуском на очередной полёт составлялась программа полета, представлявшая собой набор сеансов, в которых детально расписывался перечень выдаваемых на борт команд, тип получаемой с борта информации (ТМ, КО,ТВ), режим работы бортовой аппаратуры, состав привлекаемых для обеспечения полёта наземных средств. Программа разрабатывалась организацией разработчика КА и согласовывалась со всеми организациями, участвующими в подготовке запусков. Специалистами Центра КИК составлялся также график обеспечения полёта. Он утверждался С.П. Королёвым и М.В. Келдышем и включал сроки получения траекторной и телеметрической информации, обработки информации, в том числе баллистическими центрами, и выдачи результатов в ГОГУ.
    Кроме того, на каждый сеанс контроля и управления составлялась отдельная программа, которая учитывала состояние бортовых систем и наземных комплексов и реальную трассу полета. Она разрабатывалась группой управления в виде временного графика, на который накладывалась вся информация по полёту: команды и уставки, привязанные ко времени выдачи; точное время и тип получаемой информации; сроки передачи информации в баллистические центры и получение от них предложений на проведение динамических операций (коррекцией, торможения, посадки и др.) Эту программу сеанса размножали в нескольких экземплярах.
    Как правило, после успешного пуска ракеты-носителя и выведения космического аппарата на трассу к Луне члены Государственной комиссия прибывали в Симферопольский Центр космической связи. В Центре управления полетом (ЦУПе) находились М.В.Келдыш, С.П.Королёв, Г.А. Тюлин, П.А. Агаджанов, Б.Е.Черток, а также руководители группы управления. Каждому из них для контроля выдавали экземпляр программы.
    Обычно сеанс связи вел Е.Я. Богуславский (после его безвременной кончины - Ю.Ф.Макаров). Он с тангентой ходил по залу управления и отдавал распоряжения расчёту КРС по выдаче команд и режимов работы станции. Репортаж о полученной ТМ - информации и её оперативных параметрах по громкой связи вёл В.Д. Сорокалетов.
    Четвертый (21.03.64г.) и пятый (20.04.64г.) пуск КА Луне оказались неудачными из за отказа системы запуска двигателя блока "Л".
    12 марта 1965 г. состоялся шестой пуск лунного аппарата, ракета-носитель вышла на орбиту ИСЗ. Но запуск двигателя вновь не состоялся. ТАСС сообщило об очередном ИСЗ "Космос-60".
    Для выяснения причин создали группу, которую возглавили от РНИИ КП Е.Я. Богуславский, от ОКБ-1 - В.Ф.Сибирцев и от Центра КИК - Ю.В. Дородкин.
    Подходящие витки по расчётам баллистических центров появились только через двое суток. Была разработана программа с учетом ограниченного времени зоны видимости объекта. К сожалению, Е.Я. Богуславский не успел выдать необходимые команды, что привело к срыву задуманного и подготовленного эксперимента. И это был уже не первый случай. Подобные ситуации создавали нездоровые взаимоотношения между военными и гражданскими специалистами. Дело в том, что начальниками расчетов наземных средств КИК были офицеры, а согласно воинским уставам выполняются распоряжения (приказы) своих прямых начальников. Гражданские специалисты (хотя они занимали ответственные должности) для них таковыми не были. Выход из положения был только один - военный специалист должен быть "комплексником". Так впоследствии и решили: руководство сеансами связи и ведение репортажа возложили на военных специалистов КИК.
    9 мая 1965 г. состоялся успешный запуск и полет "Луны-5". Однако 12 мая КА осуществил жесткую посадку и разбился.
    Анализируя результаты полета "Луны-5", С.П.Королев сказал: "Ни в коем случае носа не вешать! Не нужно забывать, что космос - неизведанная дорога, и не все у нас сразу будет получаться. Сегодня не сели на Луну, сядем в следующий раз. Пройдет время, захотим поехать по ее поверхности - не сможем стронуться с места. Наконец, поедем, но, может, не сумеем остановиться… Кто знает, как дальше пойдет дело - задачи становятся все сложнее и сложнее. Мы на правильном пути".
    8 июня 1965 г. ракета-носитель выполнила свою задачу полностью и вывела на расчетную трассу КА "Луна-6". При проведении последней коррекции для точного выхода к району посадки двигатель не выключился и продолжал работать до тех пор, пока не был израсходован весь запас топлива. Станция прошла приблизительно в 160 тыс.км от Луны. Однако этот сбой позволил проверить функционирование командных радиосистем до дальности 600 тыс.км. По команде с КИП-10 далось осуществить отделение лунного аппарата от КТДУ.
    02.03.65 г. Г.Н. Бабакин был назначен Главным конструктором КБ Машиностроительного завода (впоследствии НПО) им. С.А. Лавочкина.
    В июне 1965 г. С.П. Королев собрал всех руководителей лунной тематики. Был приглашен и Г.Н. Бабакин, которого представили, как преемника программы разработки лунных аппаратов.
    4 октября 1965 г. был произведен десятый запуск КА к Луне.

    Председателем Государственной комиссии был А.Г. Мрыкин, техническим руководителем С.П.Королев, руководителем ГОГУ был А.А. Большой, одним из его заместителей - А.П. Бачурин. В состав ГОГУ входил и начальник КИП-10 Н.И.Бугаев. Руководителем группы управления и разработки программ был Е.Я. Богуславский, а его заместителем Ю.В. Дородкин. Группу анализа возглавлял А.И. Осташев, его заместителем был А.П. Попов. Руководил группой дешифровки В.Д. Сорокалетов, а Г.Д.Смирнов был его заместителем. В эту же группу входил и Е.И.Мясоедов. Баллистической группой руководил М.Л. Лидов, представителем Центра КИК в ней был В.Н. Жуков. В состав группы управления комплексом и связи входили А.П.Бачурин (руководитель), М.П.Красильников, В.П.Петров и В.М. Колпащиков. Евпаторийскую (КИП-16) группу возглавлял Г.Я.Гуськов, а его заместителем был Г.А. Сыцко. Руководителям оперативных групп разрешалось в случае надобности привлекать к работе необходимых представителей любых организаций. В симферопольской (КИП-10) группе участвовали Г.Н. Бабакин, Д.Д. Полуянов, В.П. Пантелеев, В.Н. Сморкалов, Ю.М. Зарецкий, А.Н. Дятлов и др.
    ТАСС сообщило о полете в сторону Луны КА "Луна-7", которая достигла ее поверхности в районе Океана Бурь в ночь с 7 на 8 октября. Радиоконтроль зафиксировал блокирование включения КТДУ, следствием чего стало отсутствие торможения. В результате - очередная жесткая посадка.
    Дальнейшее управление космическими аппаратами, предназначенными для исследования Луны и окололунного пространства, осуществлялось под техническим руководством Г.Н. Бабакина.
    3 декабря 1965 г. состоялся старт лунного КА "Луна-8".
    В процессе подготовки к пуску "Луны-8" была разработана в полном объеме новая документация для управления этим объектом
    За стол ручной дешифровки телеметрии в группе анализа, а тогда далеко еще было до автоматизированной обработки, посадили специалистов по каждой системе, а не формальных дешифровщиков, и возглавил группу анализа также специалист-комплексник, что позволило значительно уменьшить задержку оперативных докладов группы анализа в ходе выполнения программы.
    Все коррекции траектории полета "Луны-8" прошли нормально. Однако у поверхности Луны 6 декабря из-за нарушения ориентации относительно лунной вертикали двигатель проработал 9с вместо 42с, что привело к жесткому прилунению.
    Итак, все 11 стартов космических аппаратов Е-6 с января 1963 г. по декабрь 1965 г. оказались неудачными.
    Полеты станций "Луна-7" и "Луна-8" завершили экспериментальную отработку систем астроориентации, управления бортовой аппаратурой, радиоконтроля траектории полета и приборов автоматизированного управления.
    С.П. Королев, докладывая руководству Комиссии СМ СССР по военно-промышленным вопросам о выполнении программы мягкой посадки на Луну, в частности сказал: "Мы же делаем совершенно новое дело! Мы - первопроходцы, идем совершенно неизведанными путями. Да, пятая посадка не удалась. Но за эти пять пусков мы накопили данные, кое-что переосмыслили… "Луну-9" обязательно посадим, мягко посадим. Теперь мы знаем, в чем дело. Есть идеи. И времени мы зря не теряли…".
    Зря не теряли время и испытатели КИК. Оттачивалось мастерство боевых расчетов военных специалистов Центра космической связи, которые не только обеспечивали надежное взаимодействие с космическими аппаратами, вышедшими на трассу к Луне, но и участвовали в многочисленных предстартовых тренировках.
    Научные сотрудники и инженеры-испытатели лаборатории, руководимой А.П. Поповым, быстро нашли общий язык с коллективом "лунной" лаборатории бабакинского ОКБ, возглавляемой В.Н. Сморкаловым. Первая совместная работа по "Луне-8" показала надежную работоспособность созданных групп управления и анализа, их взаимодействие и понимание друг друга с полуслова.
    На КИП-10 для дальнейшего выполнения лунной программы был доработан и усовершенствован комплекс КРЛ, в состав которого вошла приемная антенна метрового диапазона ТНА-400 и передающее устройство "Бирюза" с многовибраторными антеннами К-514 и К-518.
    Качественно новый этап в исследовании Луны был открыт запуском КА "Луна-9", стартовавшей 31.01.66г.
    Председателем Государственной комиссии был Г.А.Тюлин, техническим руководителем - Г.Н.Бабакин, руководителем ГОГУ - А.А. Большой
    Шли третьи сутки полета станции и напряженной работы на Земле. Полет проходил далеко не безупречно, но вполне удовлетворительно. Группа управления уверенно вела космический аппарат к цели. "Луна-9" прилунилась на западном краю Океана Бурь 3 февраля в 21 ч 45 мин 30с.
    В зале управления все замерли в ожидании сигнала и словно загипнотизированные устремили взгляды на экраны осциллографов, самописцев соотношения "сигнал-шум". Приблизительно через четыре минуты после посадки раскрылись лепестковые штыревые антенны, и начался первый в истории космонавтики сеанс радиопередачи с поверхности Луны.
    4 февраля 1966 г. в 4 ч 50 мин была получена первая панорама лунного ландшафта в Симферопольском Центре, которая была доставлена в Москву.
    Круговые обзорные изображения Луны передавались в течение четырех сеансов при различных условиях освещенности. Передача одной панорамы длилась 100 минут. Всего со станцией было проведено семь сеансов общей продолжительностью свыше 8 часов. Длительность активного существования ее на поверхности Луны составила 46 ч 58 мин 30 с.
    Всего со станции "Луна-9" было проведено с КИП-10 двадцать два сеанса, из них непосредственно десять с лунным аппаратом, находившемся уже на поверхности Луны. Полет КА также контролировали КИПы-14,15 и 16.
    Успех мягкой посадки "Луны-9" доказал, что поверхность Луны достаточно прочна, чтобы выдержать динамическую нагрузку от прилуняющегося аппарата, а затем и длительную статическую нагрузку от контейнера с аппаратурой. Именно "Луна-9" развеяла миф о пыли, якобы укрывающей толстым слоем лунную поверхность и исключающей посадку на нее.
    21 декабря 1966 г. был дан старт, а через трое с половиной суток полета, 24 декабря "Луна-13" совершила посадку примерно в четырехстах километрах от места нахождения "Луны-9". Командно-измерительный комплекс принял пять панорам лунного ландшафта, снятых при различных высотах Солнца над горизонтом. Изучение панорам подтвердило выводы, полученные по "Луне-9".
    Успешные результаты полетов "Луны-9" и "Луны-13" были получены во многом благодаря слаженной работе командно-измерительного комплекса, его технических средств и персонала.
    Схема прямого перелета, воплощенная в "Луне-9", обеспечивала посадку КА только в ограниченных районах Луны.
    Чтобы посадка лунного КА совершалась в любом районе, требовалось осуществлять предварительный вывод ее на лунную орбиту. К тому же создание новых лунных станций потребовало знания особенностей поля тяготения Луны.
    Единственным средством решения такой важной и нужной для дальнейшего освоения Луны задачи, как исследование ее гравитационного поля, являлось создание лунного спутника.
    В конце декабря 1965 г. после одного из совещаний у М.В. Келдыша было принято предложение Г.Н. Бабакина о создании первого в мире искусственного спутника Луны. Сразу же после получения панорам "Луной?9" его КБ приступило к решению этой задачи.
    В значительной степени это был уже другой объект (Е-6С) и создан он был в кратчайшие сроки.
    В вычислительных центрах была проведена подготовительная работа по выбору такой траектории полета, при которой учли положительный опыт предыдущих запусков к Луне, специфику функционирования лунного спутника и удобство контроля и управления космическими аппаратами средствами КИК.
    С этой целью было решено воспользоваться средствами КИК, в том числе и Евпаторийского КИП-16. 3 февраля 1966 г. состоялась посадка на Луну, а 1 марта того же года стартовал ракетно-космический комплекс для выведения КА Е-6С на орбиту ИСЛ. Запуск был неудачным: на разгонном блоке отказала система управления, и объект остался на орбите ИСЗ, получив название "Космос?111".
    31 марта 1966 г. с Земли стартовала станция "Луна-10".
    Вывод ее на околоземную орбиту и дальнейший перелет к Луне проходили примерно так же, как у "Луны-9". В точке, удаленной от Луны примерно на тысячу километров, по КРЛ Симферопольского КИП-10 была выдана команда на включение тормозной двигательной установки. Отделившийся герметичный контейнер массой 245 кг, оборудованный телеметрической системой, радиоаппаратурой, программно-временными устройствами, системой терморегулирования, антенными устройствами, источниками питания и научной аппаратурой, под действием притяжения Луны вышел на окололунную орбиту с параметрами, близкими к расчетным, и 3 апреля 1966 г. в 21 ч 44 мин стал первым в мире искусственным спутником Луны.
    "Луна-10" - это первая полностью самостоятельная работа в космосе бабакинского коллектива совместно с КИК.
    Председателем Государственной комиссии был Г.А. Тюлин, техническим руководителем - Г.Н. Бабакин. ГОГУ возглавлял А.А. Большой, его заместитель - А.П.Романов, в группу управления (руководитель В.Н. Сморкалов, его заместитель Р.В. Чурсин) входили А.П.Попов, М.Л, Лев, Ю.Д. Журавлев и С.В. Гремяко. Главную баллистическую группу от Центра КИК возглавлял Н.М. Барабанов, работу всех технических средств КИК координировал И.Л. Геращенко.
    Для повышения точности при исследовании эволюций орбиты траекторные измерения проводились в дециметровом диапазоне. Такие наземные радиотехнические средства находились на Симферопольском КИП-10 и Евпаторийском КИП-16. Было принято решение о проведении совместной работы этих КИПов. Часть группы управления перебазировалась на КИП-16, где заместителем руководителя ГОГУ был Г.А.Сыцко. Было проведено 74 совместных сеанса.
    Спутник активно существовал 56 суток (до 30 мая). За это время он совершил 460 витков вокруг Луны, с ним было проведено 219 сеансов.
    24 августа 1966 г. выведен в космос аппарат "Луна-11" для продолжения исследования гравитационного поля Луны и проведения телефотометрической съемки поверхности Луны в двух режимах: стабилизированном в районе перицентра непосредственно после торможения объекта при выходе на гелиоцентрическую орбиту и в условиях вращения объекта относительно оси, ориентированной на Солнце.
    27 августа спутник вышел на окололунную орбиту, близкую к экваториальной. Он активно существовал 38 суток (до 2.10.1966г) и совершил 277 оборотов вокруг Луны. КИП-10 провел с ним 162 сеанса.
    Перед третьим советским ИСЛ - "Луна-12", запущенным в сторону Луны 22 октября 1966 г, помимо исследований, начатых двумя предыдущими спутниками Луны, была поставлена новая задача - крупномасштабное фотографирование участков лунной поверхности. На борту станции были установлены научная аппаратура (такая же, как и на станции "Луна-11") и фототелевизионное устройство.
    Группе управления было необходимо организовать передачу фототелевизионной информации таким образом, чтобы не дать возможности английской радиофизической обсерватории Джодрелл-Бэнк повторить махинации с панорамой, переданной "Луной-9".
    Передачу и прием информации решили осуществить в первые три часа после начала зоны видимости пока у англичан зона видимости еще не наступала, а так как наземные средства КИП-10и КИП-16 располагали возможностью работы в двух диапазонах - метровом и дециметровом с быстрым переходом с одного диапазона на другой, а у англичан перестройка занимала около суток (требовалась смена облучателя), был принят следующий режим работы: максимально использовать свою зону видимости, а затем, в зоне видимости английской обсерватории, в различной последовательности переключать диапазоны частот приемных станций.
    Почти круглосуточная напряженная работа по передаче и приёму фототелевизионной информации была успешно завершена. В этом большая заслуга личного состава КИП-10 и КИП-16. Практически во всех сеансах принимали личное участие Н.И.Бугаев и Г.А. Сыцко. Присутствие командира всегда подтягивало, дисциплинировало операторов радиотехнических средств КИПа.
    Спутник, вышедший на окололунную орбиту 25 октября, активно существовал 85 суток (до 19 января). За это время он совершил 602 витка вокруг Луны, КИП-10 провел с ним 218 сеансов общей продолжительностью около 63 часов.