A percepção pública da história é uma sequência compreensível de eventos notáveis que foram fixados na mente das pessoas desde a escola. Nesse sentido, a história da exploração espacial da URSS é um satélite, o vôo de Gagarin e uma série de diferentes estações espaciais automáticas, que se fundem em uma epopéia, cujos capítulos mais marcantes são fotos do outro lado da Lua, rovers lunares e pousando em Vênus. Propomos ir além desta percepção e olhar para eventos bem conhecidos de dentro, através dos olhos dos engenheiros soviéticos que há exatamente 60 anos criaram a primeira linha de comunicação da história da humanidade com espaçonaves voando para a Lua. É publicado pela primeira vez o documento de arquivo “Rascunho do projeto do sistema de monitoramento por rádio da órbita do objeto“E-1”, fornecido pela holding" Russian Space Systems "(RCS).
Várias gerações de funcionários da empresa, que antes se chamava NII-885, deixaram marcas em suas primeiras páginas, exigindo não destruir o original e mantê-lo para a história. E agora é a hora deste documento.
"E-1" é o índice atribuído pelo Special Design Bureau No. 1 (OKB-1) às estações que deveriam ser as primeiras a ir para a Lua. Sergey Korolev propôs o programa de exploração lunar em 1957, logo após o lançamento do primeiro satélite. Os eventos então se desenvolveram muito rapidamente: menos de um ano após o Sputnik-1, a URSS já havia feito a primeira tentativa de lançar o aparelho à Lua.
Apenas seis meses se passaram desde o decreto do governo sobre a criação de uma estação lunar e um foguete 8K72 de três estágios baseado no foguete R-7 até a primeira tentativa de lançar o E-1. Cientistas e engenheiros trabalharam em um estado de pressão de tempo constante.
O tamanho e a forma dos veículos da série E-1 eram semelhantes aos do primeiro satélite da Terra. A tarefa deles era simplesmente "chegar" à lua e, no caminho, coletar informações sobre radioatividade, campos magnéticos e o componente gasoso da matéria interplanetária. Isso impôs várias tarefas muito complexas ao mesmo tempo, a principal das quais era a criação de um foguete espacial e o desenvolvimento de seu controle sobre grandes distâncias. Sua solução deveria dar aos cientistas soviéticos a experiência necessária para um estudo mais aprofundado dos planetas do sistema solar. O entusiasmo foi tremendo, mas do ponto de vista técnico no final dos anos 1950, essa tarefa parecia quase fantástica:
"A determinação dos parâmetros do movimento do foguete e da transmissão de informações dele para a Terra deve ser realizada em distâncias duas ordens de magnitude maiores do que as distâncias para as quais sistemas semelhantes foram desenvolvidos até agora em tecnologia de jato e em outras áreas relacionadas."
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A chave e uma das tarefas técnicas mais difíceis desta missão foi o desligamento oportuno dos motores. A escolha do torque correto dependeu da precisão da determinação da velocidade. Um erro em sua determinação em apenas um metro por segundo desviou a trajetória em 250 quilômetros. Era necessário lançar o foguete em um horário bem definido, controlar com muita precisão sua trajetória e velocidade, e dar o comando para desligar os motores no momento certo.
Eis como Boris Chertok o descreve em seu livro "Rockets and People":
“Os possíveis erros do sistema autônomo no desligamento dos motores de segundo estágio - do integrador de acelerações longitudinais - superaram os permitidos. Portanto, desde o início, foi decidido usar o sistema de controle de rádio para desligar o motor medindo a velocidade e as coordenadas."
Refletor truncado da expedição da FIAN na Crimeia.
A extrema complexidade de resolver este problema é afirmada no "Projeto de projeto do sistema de monitoramento de rádio para a órbita do objeto" E-1 ":
"Um problema tão complexo pode ser resolvido em um tempo relativamente curto apenas em combinação com um sistema de controle de rádio, que deve garantir ao final da seção ativa da trajetória, a medição de seis parâmetros de movimento com precisão suficiente para resolver o problema de atingir a lua."
Segundo os engenheiros, era impossível manter a precisão de determinar os parâmetros do movimento, que eram originalmente pretendidos, mas deveria ter precisão suficiente para atingir a lua. Além disso, o link de rádio ar-solo deveria transmitir sinais dos sistemas de telemetria RTS-12A (na parte ativa da trajetória) e RTS-12B (na parte passiva da trajetória) instalados a bordo do E-1.
A conexão com o desconhecido
A dificuldade na criação de um enlace de rádio, que está diretamente no documento denominado por seus desenvolvedores de "o elo mais fraco" E-1, consistia no erro na transmissão do sinal pela atmosfera terrestre, que influenciava na determinação das coordenadas e da velocidade do objeto. Esse problema ainda é relevante, principalmente para os sistemas de navegação por satélite e, no final da década de 1950, sua solução estava apenas começando.
O modelo da estação interplanetária automática "Luna-3", lançado em 4 de outubro de 1959 e pela primeira vez transmitido à Terra uma imagem do outro lado da lua.
Mas as coisas pioraram à medida que se aproximavam da lua. Se os efeitos da influência da atmosfera terrestre e do campo magnético nas ondas de rádio fossem pelo menos conhecidos, ninguém sabia o que esperar da lua:
"Quando o objeto" E-1 "passa na zona de proximidade imediata da Lua, erros adicionais podem ocorrer nas medições de rádio de suas coordenadas e velocidade devido à ionosfera da Lua, cuja existência deve ser assumida."
A primeira evidência convincente da existência da ionosfera ao redor da Lua foi fornecida na década de 1970 pelas espaçonaves soviéticas Luna 19 e Luna 22.
A composição do solo lunar era conhecida muito aproximadamente:
“Ao calcular os valores do coeficiente de reflexão e ganho na direção do rádio transmissor de sondagem devido às irregularidades da superfície lunar, é necessário conhecer a composição química e a estrutura da superfície lunar. Na literatura, a opinião mais comum é que a superfície lunar são rochas vulcânicas sólidas, de composição semelhante à da Terra, que são cobertas por uma camada de poeira com cerca de vários milímetros de espessura. Um teste experimental de tal estrutura foi realizado em condições terrestres."
Contato
Para realizar a missão E-1, era necessário manter a comunicação de rádio com o aparelho a uma distância de centenas de milhares de quilômetros. Isso exigia antenas terrestres de transmissão e recepção potentes com uma área efetiva de pelo menos 400 metros quadrados. Não havia antenas criadas especialmente para tais fins, muito menos sistemas de comunicação, naquela época, e cientistas soviéticos improvisaram. Para começar, tive que admitir que o equipamento que gostaria de ter para completar a tarefa não é e não será:
“Essa área efetiva é possuída por um refletor parabólico com diâmetro de pelo menos 30 metros. Atualmente, não temos antenas operacionais com esses parâmetros. Também é impossível desenvolver e fabricar tais antenas e, especialmente, dispositivos rotativos em azimute e elevação para eles dentro dos intervalos de tempo fornecidos para a instalação "E-1". A este respeito, é necessário encontrar uma solução técnica de compromisso. Atualmente, a indústria nacional não produz dispositivos rotativos que permitam a rotação de 12 por 12 antenas em azimute e elevação. Portanto, com um período de tempo limitado para o desenvolvimento e fabricação de antenas terrestres, é aconselhável usar dispositivos rotativos das estações de radar "Grande Würzburg" ou SCR-627 capturadas ".
Refletor parabólico com um diâmetro de 7,5 metros do radar capturado "Grande Würzburg".
"Big Würzburg" - estações de orientação de aviões de caça, que, junto com um conjunto completo de documentação de projeto, foram retiradas por especialistas soviéticos da Alemanha. Radares americanos SCR-627 com capacidade de 225 quilowatts foram fornecidos à URSS sob Lend-Lease durante a Grande Guerra Patriótica. Ambas as antenas exigiram melhorias significativas.
Ao mesmo tempo, uma questão muito importante para o país do Norte estava sendo resolvida com a implantação de um novo complexo. Foi necessário escolher o ponto com a elevação máxima do objeto "E-1" acima do horizonte. A parte sul do território europeu da URSS era adequada para esse requisito. A expedição da FIAN na Criméia na cidade de Simeiz foi escolhida. Já existiam dois refletores com área efetiva de 70 e 120 metros quadrados, respectivamente, e havia um refletor parabólico do radar capturado Big Würzburg, em cujo dispositivo giratório era possível colocar uma nova antena (a antena instalada nele com 7 metros de diâmetro foi considerada insuficiente):
Diagramas de instalação da estação terrestre para recepção e transmissão de informações ao "E-1".
“A possibilidade real de utilizar dispositivos de antenas de radioastronomia já prontos do Instituto de Física da Academia de Ciências na zona da cidade de Simeiz (Crimeia) com algumas alterações permite aí colocar um ponto de medição. Nesse caso, os meios de rádio vão controlar três seções da parte passiva da trajetória: o início - segundo o sistema de rádio controle, o meio - 12 + 200 mil quilômetros e o final - 320 + 400 mil quilômetros de acordo com as medições do sistema de monitoramento por rádio. Os equipamentos para medição de alcance, velocidade e telemetria, antenas para as quais são criadas com base em dispositivos rotativos como "Big Würzburg" e SCR-627, estarão localizados no Monte Koshka."
A parte receptora do equipamento de solo deveria ser montada permanentemente, e a parte de transmissão deveria ser colocada no chassi de um carro ZIL-151.
Diagramas de instalação da estação terrestre para recepção e transmissão de informações ao "E-1". A parte de recepção e gravação do equipamento de solo foi montada permanentemente e os dispositivos de transmissão - no chassi de um carro ZIL-151.
Assim, na URSS, surgiu o primeiro ponto de comunicação na história da humanidade com uma estação espacial interplanetária, que foi o principal até a criação de um novo centro de comunicação espacial próximo a Evpatoria. Em Simeiz, eles aprenderam sobre a queda do primeiro aparelho feito pelo homem na lua e receberam a primeira foto do outro lado da lua.
Chegar à Lua O primeiro "lunar", como seus criadores chamavam de "E-1", nem tinha nomes, apenas um índice. Apenas dois dos sete veículos conseguiram um lugar na história, aqueles que conseguiram chegar à lua. Luna 1 (a quarta tentativa de lançar o E-1) ocorreu a 6.000 quilômetros da lua. Ao emitir o comando para desligar o motor do terceiro estágio (bloco “E”), que foi emitido da Terra, não foi levado em consideração o tempo de passagem do sinal do posto de comando para a estação.
Um dispositivo giratório do tipo "627" com uma correia em fase de 10x6 metros instalada.
Mesmo assim, foi um grande sucesso para a URSS, que foi festejada em todo o mundo, mas os criadores da linha de rádio ficaram insatisfeitos: o rádio-controle não funcionava perfeitamente e não entrou na lua. O que aconteceu foi perfeitamente descrito por Boris Chertok:
“Mas a equipe de rádio estava atrasada! Então, é claro, eles descobriram que as estações de controle de rádio em solo - RUPs - eram as culpadas. O terceiro estágio, junto com o recipiente lunar e a flâmula, não atingiu a lua, o erro foi de 6.000 quilômetros - cerca de uma vez e meia o diâmetro da lua. O foguete entrou em sua órbita independente em torno do Sol, tornou-se um satélite, tornando-se o primeiro planeta artificial do sistema solar do mundo. O lançamento de janeiro foi um ensaio e treinamento muito bom para todos nós. O trabalho da terceira etapa foi totalmente testado pela primeira vez. Revelou-se muito útil verificar o sistema de radiocomunicação, receber a telemetria do contêiner, processar os resultados da determinação operacional de suas coordenadas, estabelecer a interação do complexo de instrumentos de medição, serviço de controle orbital e centros de computação. Todo o equipamento de bordo funcionou bem."
Refletor parabólico truncado da expedição FIAN à Crimeia.
Os dados transmitidos pelo aparelho permitiram constatar a ausência de campo magnético na Lua, mediu-se o nível de radiação e investigou-se os parâmetros do vento solar. O complexo de rádio de bordo transmitia sinais para a Terra a uma distância de mais de 500 mil quilômetros e silenciava apenas quando as baterias estavam completamente vazias: 62 horas após o lançamento, apesar de terem sido projetados para apenas 40 horas.
No entanto, não foi um sucesso total. A liderança da URSS exigia que os primeiros, antes dos americanos, chegassem à superfície da lua. Isso foi alcançado no momento político mais adequado para isso - durante a visita de Khrushchev aos Estados Unidos em setembro de 1959.
No entanto, esta coincidência foi mais um acidente. No total, durante o ano anterior, a URSS lançou seis estações em direção à lua. Em quatro casos, os acidentes ocorreram nos primeiros cinco minutos de voo do veículo lançador.
O dispositivo "Luna-2".
Outro lançamento não ocorreu devido à remoção de um veículo lançador defeituoso da plataforma de lançamento. Mas em setembro, a largada foi bem-sucedida e exatamente na hora marcada (apenas 1 segundo depois do planejado). Todos os sistemas funcionaram perfeitamente e às 00:02:24 de 14 de setembro, todos os sinais na estação de Simeiz e nas estações de telemetria de Baikonur foram cortados abruptamente - o Luna-2 colidiu com o satélite da Terra.
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Convidamos você a folhear a versão eletrônica do documento e sentir o espírito dos engenheiros soviéticos de meados do século passado, que, tendo muito menos recursos e capacidades do que seus colegas americanos, conseguiram vencer a primeira parte da corrida lunar.
Autor: Vladimir Koryagin
