Холдинг «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») публикует электронную версию исторического документа «Эскизный проект системы радиоконтроля орбиты объекта «Е-1». Подготовленный более 60 лет назад советскими инженерами документ содержит уникальную информацию о создании в СССР первых лунных аппаратов.
«Эскизный проект системы радиоконтроля орбиты объекта «Е-1» является частью технической документации создаваемой в конце 1950-х годов первой в истории человечества линии связи с межпланетным космическими аппаратами.
«Е-1» – это индекс, присвоенный автоматическим космическим аппаратам, задачей которых было достичь лунной поверхности и провести замеры ряда параметров в ходе полета. Аппараты «Е-1» по форме и размерам были аналогичны первому спутнику Земли. Сложнейшей задачей для советских инженеров было создание надежной системы радиоуправления, позволяющей очень точно произвести отключение двигателей на завершающем этапе активной стадии полета, а также обеспечить передачу на Землю телеметрической информации на протяжении всего полета.
Бортовая система космического аппарата и наземные антенны должны были совершать обмен информацией на расстоянии до 400 тыс км. Как отмечается в документе, это на два порядка превышало расстояния, для которых тогда разрабатывались аналогичные системы.
Сотрудники НИИ-885 (сегодня – РКС) решали эту задачу в условиях серьезных ресурсных и временных ограничений. В документе отмечается, что решение проблемы было затруднено отсутствием необходимых компонентов для бортовой радиостанции, не было подходящих наземных антенн. Кроме того, специалисты не располагали информацией о самой Луне и ее влиянии на радиосигнал.
В частности, тогда не было ничего известно ни о составе лунного грунта, ни о наличии у спутника нашей планеты ионосферы: «При прохождении объекта «Е-1» в зоне непосредственной близости к Луне возможно возникновение дополнительных ошибок в радиоизмерениях его координат и скорости за счет ионосферы Луны, существование которой следует предполагать». Первое убедительное доказательство существования ионосферы вокруг Луны передали в 1970-х советские аппараты Луна 19 и Луна 22.
В ходе работы над радиолинией для «Е-1» был создан первый в мире центр приема и передачи сигналов с межпланетных космических аппаратов. Для осуществления миссии требовались мощные наземные передающие и принимающие антенны с эффективной площадью не менее 400 м2. Никаких специально созданных для таких целей антенн и тем более комплексов связи в то время не было, и советские ученые импровизировали:
«Такой эффективной площадью обладает параболический рефлектор диаметром не менее 30 м. Действующих антенн, обладающих такими параметрами, в настоящее время у нас нет. Разработать и изготовить такие антенны и особенно поворотные устройства по азимуту и углу места для них в сроки, предусмотренные для объекта «Е-1», также невозможно. В связи с этим необходимо найти компромиссное техническое решение. <…> «В настоящее время отечественная промышленность не выпускает поворотных устройств, допускающих вращение антенн размерами 12 на 12 по азимуту и углу места. Поэтому при ограниченном сроке на разработку и изготовление наземных антенн целесообразно использовать поворотные устройства от трофейных радиолокационных станций «Большой Вюрцбург» или SCR-627».
«Большой Вюрцбург» – станции наведения истребительной авиации, которые вместе с полным комплектом конструкторской документации были вывезены советскими специалистами из Германии. 225 кВт американские РЛС SCR-627 поставлялись в СССР по ленд-лизу в годы Великой Отечественной войны. Обе эти антенны требовали существенной доработки.
Одновременно решался очень важный для северной страны вопрос с размещением нового комплекса. Необходимо было выбрать точку с максимальным возвышением объекта «Е-1» над горизонтом. Под это требование подходила южная часть европейской территории СССР. Была выбрана Крымская экспедиция ФИАН в городе Симеиз. Там уже были два рефлектора эффективной площадью 70 м2 и 120 м2 и располагался параболический рефлектор от трофейного радиолокатора «Большой Вюрцбург», на поворотное устройство которого можно было поставить новую антенну (установленная на нем антенна диаметром 7 метров была признана недостаточной): «Реальная возможность использования c некоторыми переделками готовых радиоастрономических антенных устройств физического института АН в районе г. Симеиз (Крым) дает основание разместить там измерительный пункт. В этом случае радиосредствами будут контролироваться три участка пассивной части траектории: начало – по данным системы радиоуправления, середина – 12+200 тыс. км и конец 320+400 тыс. км по измерениям системы радиоконтроля. <…> Аппаратуру измерения дальности, скорости и телеметрии, антенны для которых создаются на базе поворотных устройств типа «Большой Вюрцбург» и SCR-627, будут размещены на горе Кошка».
Приемную часть наземной аппаратуры предполагалось смонтировать стационарно, а передающую – разместить на шасси автомашины ЗИЛ-151.