Главная В избранное Контакты News О проекте Планы сайта Карта Гостевая
counter gratis счетчик сайта
Размер шрифта:

>>Найти: на:

Кратко:
Первые опыты по связи через Искусственные спутники Земли (ИСЗ).

Первые опыты по связи через специальные ИСЗ начали в 1960 году американцы. 12 августа 1960 года они вывели в космос для пассивной ретрансляции надувной ИСЗ "Эхо-1" диаметром 30 метров. Спутник имел металлизированную поверхность, которая служила для отражения радиосигналов, посылаемых из одного наземного пункта в другой. Орбита спутника "Эхо-1" имела высоту около 1500 км. Опытные исследования, проведенные с помощью пассивного спутника, позволили практически опробовать теорию распространения радиоволн в околоземном космосе.

Разработки системы связи на базе пассивных спутников-отражателей не последовало.

Первыми американскими спутниками с активными ретрансляторами были "Телстар", запущенный 10 июля 1962 года, и "Реле", запущенный 13 декабря 1962 года.

Первые запуски «Молнии-1». Как это было.

4 июня 1964 года ракета-носитель 8К78 унесла со старта первый советский спутник связи «Молния-1» с заводским номером 2. На 287-й секунде вторая ступень сошла с траектории, так и не передав эстафету третьей.

22 августа 1964 года вполне благополучный пуск выводит «Молнию-1» № 1 на расчетную траекторию.

Но не открылись обе дублирующие друг друга параболические антенны по причине конструктивной недоработки пружинного устройства раскрытия (как выяснилось, не хватило мощности пружин для разгибания "окаменевших" в условиях космического холода кабелей антенн, изолированных дополнительной ПВХ трубкой). Все, кроме системы ретрансляции, работало безотказно. Спутник «Молния-1» № 1, названный в сообщении ТАСС «Космос-41», просуществовал девять месяцев.

23 апреля 1965 года состоялся первый удачный запуск «Молнии-1» №3.

Однако вскоре было замечено быстрое падение мощности солнечных батарей. После трех месяцев работы электрическая мощность начала катастрофически снижаться. Конструкторы спутника впервые столкнулись с явлением быстрой деградации солнечных батарей в условиях космоса. В дальнейшем потребовались серьёзные усовершенствования конструкции солнечных батарей для работы в физически экстремальных космических условиях (большой перепад температур, жесткое УФ излучение и т.п).

Запуск «Молнии-1» №4.  состоялся 14 октября 1965 года.

6-8 ноября через новый спутник были переданы праздничные программы. 27 ноября начались эксперименты с передачей цветного изображения во Францию. Для переговоров по поводу цветного телевизионного обмена через космос между Москвой и Парижем в Москву прибыла французская делегация во главе с заместителем министра почт и телеграфа.

Неудачный запуск «Молнии-1» №5 состоялся 27 марта. Произошла авария третьей ступени!

25 апреля на штатную орбиту запущена следующая «Молния-1» № 6. На следующий день была восстановлена телевизионная связь с Владивостоком. Однако в сентябре из-за отказа системы питания связь снова прекратилась.

Вполне устойчивая работа спутниковой системы связи на базе «Молнии-1» началась только с № 7. Запущенный 20 октября 1966 года, этот спутник находился в непрерывной эксплуатации до января 1968 года.

 

Официальное открытие телевизионной сети "Орбита", использующей спутники связи "Молния-1" произошло 2 ноября 1967 года.

До конца шестидесятых годов на  орбиту было выведено  ещё семь спутников.

Общее число запущенных «Молний» превысило полторы сотни. Позже «Молнию-1» начали сменять её новые удачные модификации «Молния-2» и «Молния-3».

 

Человек и Космос

СОВРЕМЕННЫЕ СПУТНИКИ И СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ

ПЕРВЫЕ СОВЕТСКИЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ

СССР первым начал применять спутники для повседневных нужд, запустив на орбиты с 12-часовым периодом обращения спутники «Молния». Они обеспечивали трансляцию теле- и радиопередач на всей протяженности его территории, а также телефонную, телексную и факсимильную связь.

В 1961 году начались первичные проектные проработки, но только 23 апреля 1965 года состоялся третий по счету и первый успешный запуск первого советского спутника связи «Молния-1». Уже на следующий день был проведен первый в Советском Союзе сеанс связи через космос между Москвой и Владивостоком. Это событие не сопровождалось обычной для тех лет пропагандистской шумихой. Оно редко упоминается и в юбилейной космической историографии. Один из создателей первого советского спутника связи Б.Е. Черток в своих воспоминаниях пишет, что "... истинное значение этого события по достоинству не было оценено современниками!" Своим рождением «Молния-1» обязана прежде всего неукротимой инициативе С.П. Королева. Дело в том, что в период создания «Молнии» (1961-1965гг) в ОКБ-1 Королева велись очень важные и трудоемкие разработки космической техники, вот только некоторые из них: пилотируемые полеты шести "Востоков" и двух "Восходов", серия пусков для отработки мягкой посадки на Луну, около двух десятков запусков автоматических аппаратов к Венере и Марсу, четыре запуска спутников "Электрон" для исследования радиационных поясов Земли. На этот же период приходится начало разработки новых пилотируемых кораблей - прототипов будущих "Союзов", огромного носителя и кораблей для лунной экспедиции Н1-Л3. Одновременно с этой сложнейшей космической техникой продолжалось совершенствование боевой межконтинентальной ракеты Р-7А (8К74), трех- и четырехступенчатых носителей на ее базе, разработка боевых ракет Р-9 (8К75), ГР (8К713) и ракет на твердом топливе. В этих условиях Сергей Павлович всё же нашел возможным взяться за работу по спутникам связи. Этим и объясняется, казалось бы, относительно большой срок разработки спутника «Молния».

Система спутников «Молния» разворачивалась на сильно вытянутой эллиптической орбите (с характеристикой приблизительно 40 000 на 500 км) с наклонением около 65° относительно плоскости экватора. Спутники  располагались примерно на равных расстояниях друг от друга. Для обеспечения круглосуточного обслуживания в Северном полушарии на такой орбите должно одновременно функционировать три или более активных спутника. Первый запуск «Молнии-1» состоялся 23 апреля 1965 года, а официальное открытие телевизионной сети "Орбита" с использованием спутников связи «Молния-1» произошло 2 ноября 1967 года.

Устройство и конструктивные особенности спутника связи «Молния-1».

Спутник связи Молния-1. Приемопередатчики и датчики системы ориентации.
Спутник связи Молния-1. Солнечные батареи.
Спутник связи Молния-1. Устройство.

Конструкция спутника связи «Молния-1»

Конструктивно спутник «Молния-1» состоял из герметического корпуса с установленной в нём аппаратурой. Снаружи корпуса располагались корректирующая двигательная установка, солнечные батареи, антенны, внешние радиаторы системы терморегулирования, исполнительные органы и шаровые баллоны с запасами азота для системы ориентации. На борту спутника имелись три ретранслятора (один рабочий и два резервных) мощностью по 40 Вт для ретрансляции широкополосных передач либо двусторонней многоканальной телефонии с возможностью вторичного уплотнения телефонных каналов тональным телеграфом, либо телевидения с одновременной передачей звукового сопровождения. На случай нехватки электроэнергии ретранслятор имел ещё два передатчика с пониженной мощностью по 20 ватт каждый. Другими словами, бортовой ретранслятор фактически состоял из пяти  приемопередающих блоков.

Функционирование спутника контролировалось радиотелеметрической системой, системой терморегулирования, системой электропитания, оснащенной солнечными и буферными аккумуляторными химическими батареями для работы во время нахождения в тени и системой управления ориентацией, о которой следует сказать подробнее. На спутнике впервые была применено управление движением объекта вокруг центра масс по трем осям с помощью одного гироскопа. При этом силовой гироскоп в некоторых режимах служил и датчиком.

Учитывая большую длительность сеансов связи и значительную энергоемкость аппаратуры, солнечные батареи должны быть постоянно ориентированы на Солнце. Поэтому одной из основных задач системы стало поддержание батарей в постоянном положении в пространстве, а следовательно, и корпуса, к которому они жестко прикреплены. Для этого, после того как спутник отделялся от последней ступени ракеты-носителя и возникающие при этом возмущения гасились, его продольная ось с помощью оптических датчиков и микродвигателей направлялась на Солнце, а гироскоп раскручивался до больших оборотов. На ракетах-носителях эти приборы применяются только как датчики. В простейших системах управления различных космических аппаратов, где гироскопы могут быть и силовыми элементами, и датчиками, их корпуса крепятся к основной конструкции жесткими связями. На "Молнии-1" эта традиция была нарушена - массивный гироскоп помещался внутри корпуса спутника, связанный с ним лишь слабыми пружинками с демпферами (для уменьшения колебаний). Фактически космический аппарат как бы "висел", привязанный к гироскопу. Эта "нарушенная" механика системы управления ориентацией с использованием силовых гироскопов потребовала разработки очень сложной теории. Теория была разработана Евгением Токарем. Но сложность её за счет специально подобранных свойств системы "волчок-объект",  компенсировалась тем, что электронная управляющая часть системы оказалась очень простой и, как следствие, очень надежной. Дополняется эта гироскопическая система традиционными микродвигателями, работающими на сжатом азоте, с их помощью "выбираются" незначительные отклонения объекта от заданного положения за счет возмущений или временных изменений траектории или "подправляется" ориентация для проведения коррекций орбиты. Сочетание силового гироскопа и микродвигателей позволило создать очень экономичную систему ориентации с минимальными расходами рабочего тела (т.е. газа).

Динамика ИСЗ, управляемого одним электродвигателем-маховиком, и все режимы "релейного" управления были разработаны Владимиром Бранцем, Владимиром Семячкиным и Юрием Захаровым. Средний возраст динамиков-теоретиков и разработчиков аппаратуры системы управления спутником составлял 30 лет. Они на "целых" четыре года были старше и опытнее проектантов остальных систем. Инженеры, проектировавшие "Молнию-1" в начале шестидесятых, стали уважаемыми учёными, имеющими многочисленных учеников. Но ни они сами, ни их ученики теперь не решили бы подобной задачи без десятков персональных компьютеров или парка мощных машин вычислительного центра, без отработки системы на аналого-цифровых моделях! В то время никто не помышлял о таких возможностях. Гироскопический стабилизатор «Молнии-1» стимулировал во Всесоюзном научно-исследовательском институте электромеханики новое научно-техническое направление — силовую гироскопическую стабилизацию для космических аппаратов.

Идею создания бортовой электростанции  — системы электропитания (СЭП), тоже изобретали заново. Для питания основного потребителя — ретранслятора и расходов на все прочие служебные системы за время сеанса связи, а это 8-9 часов, требовалось получать от солнечных батарей непрерывно до 1500 ватт. В 1961 году такая мощность для космического аппарата казалась фантастической.

Самым критическим элементом передатчика по надежности считалась лампа бегущей волны (ЛБВ). Именно в ней энергия бортовой электростанции преобразовывалась в энергию токов высокой частоты. Такие радиолампы имели очень низкий КПД преобразования. Основная часть энергии уходила на нагрев. Поэтому наши инженеры-тепловики Олег Сургучев и Евгений Белявский предложили выделить все ЛБВ в отдельный агрегат и придумали для него жидкостное охлаждение. Температурный режим всего аппарата поддерживался с учетом постоянной ориентации продольной оси спутника на Солнце. В плоскости солнечных батарей на герметичном отсеке корпуса был установлен радиатор-нагреватель, постоянно освещаемый Солнцем. Его поверхность дополнительно оклеили фотоэлектрическими преобразователями, увеличив таким образом общую площадь солнечных батарей. За радиатором-нагревателем вокруг цилиндрической обечайки герметического отсека был установлен радиатор-холодильник. Автоматическое переключение потока циркулирующей в радиаторах жидкости позволяло охлаждать блок ЛБВ и поддерживать тепловой режим всего аппарата.

Как уже было сказано, орбита спутника "Молния" — высокоэллиптическая, с высотой апогея (в северном полушарии) около 40 тыс. км и перигея около 500 км. Относительно высокая мощность бортового ретранслятора в сочетании с антенной позволили разработать сравнительно простые земные станции, принимающие телевизионные сигналы, сократить стоимость всего комплекса земной аппаратуры и в короткий срок создать широко разветвленную сеть приемопередающих станций "Орбита".

Кроме ретрансляции телевизионных передач, в том числе и цветных, спутники серии "Молния" предназначались для многоканальной телефонно-телеграфной и других видов связи между Москвой и Владивостоком. Следующим поколением спутников связи стали спутники на геостационарных орбитах — "Радуга" и "Горизонт". 26 октября 1976 года на такую же орбиту был выведен первый спутник серии "Экран" с мощностью бортового ретранслятора 200 Вт. Через этот спутник телепередачи принимаются уже непосредственно простыми наземными антеннами коллективного пользования, устанавливаемыми на крыши домов.

Владимир Каланов
Лит-ра: Б.Е. Черток "РАКЕТЫ и ЛЮДИ"
Tim Furniss. The history of space vehicles.

>>>Читайте дальше: Военная спутниковая программа США «Дискаверер».

Спутник связи «Комстар 1»Спутник связи «Молния-1»Военная спутниковая программа США «Дискаверер»

 
 
Главная В избранное Контакты Новости О проектеПланы сайта

 

 

 

 

   
Рейтинг лучших сайтов категории Наука / Образование Rambler's Top100 Рейтинг ASTROLAB


© KV