Берлинский кризис, Движение неприсоединения, герилья в Латинской Америке, войны за независимость в Африке, начало переброски первых американских подразделений во Вьетнам и лавинообразно нарастающий конфликтный потенциал на Ближнем Востоке… Такой был 1961 год. Мир вовсю катился к новой мировой войне. И именно в этот момент в апогее самоубийственного противостояния цивилизация смогла осуществить свою тысячелетнюю мечту — вырваться за пределы неба, на которое люди с интересом и страхом смотрели с того самого момента, как научились отделять себя от окружающего мира.

Пока политики расставляли бомбардировщики и ракеты на карте и делили чужие границы, очень талантливые и хорошо образованные мечтатели по обе стороны океана грезили о полетах к другим планетам и фанатично работали для достижения этой цели. Они, конечно, понимали, что реализация их мечты является побочным продуктом гонки вооружений и желания руководства показать кому-то «кукиш», но большинством этих людей все же двигало желание проникнуть как можно глубже в неизведанное и понять его природу. Дух этого энтузиазма сейчас, кажется, остался скрыт от нас бесконечными заезженными штампами сначала советской, а потом российской пропаганды.

Уникальный ранее секретный документ «Развитие системы дальней связи на базе евпаторийкого центра («Плутон»)", который сегодня опубликовал холдинг «Российские космические системы» (РКС), впервые открывает для всех желающих мысли и планы тех, кто сделал возможным полеты на Луну, Венеру и Марс. На страницах этого отчета люди, которые только что запустили Спутник, достигли Луны и вывели человека в космос, строят стратегические планы о полётах к планетам Солнечной системы и описывают, как этого добиться. Это история о том, как люди забыли слово «невозможно».

Как в Крыму появился «Плутон»?

Крым. Вид на гору Кошка.© ТАСС/ Интерпресс/ Роман Рожков

Для управления и связи с первыми космическими аппаратами СССР использовал неспециализированные трофейные антенны немецких радаров и рефлекторы астрофизиков. Для этого был создан центр на горе Кошка в Симеизе. Крым идеально подходил для таких задач, поскольку находился на юге, что обеспечивало больший обзор, и на западе, что позволяло ему раньше «встречать» космические аппараты. Центр в Семеизе успешно выполнил задачу по жесткой посадке на Луну, но уже при приеме фото обратной стороны Луны стало понятно, что линии радиосвязи не достаточны даже для исследования Луны, говорить о Марсе и Венере вообще не приходилось.

Так вспоминает момент «переезда» в своей знаменитой книге «Ракеты и люди» очевидец тех событий академик Борис Черток: «Казалось бы, теперь пришло время заняться другими горящими делами— на очереди Венера и Марс. Но Келдыш был недоволен качеством снимков (обратной стороны Луны -прим. Авт). Он провел консультацию с конкурентами Богуславского, которые ему внушили, что изображение можно существенно улучшить, если повысить энергетический запас в радиолинии «борт-Земля». И осуществить это нетрудно. Центр космической связи на Кошке сделал свое дело, пора переезжать под Симферополь или в Евпаторию. Там заканчивалось строительство новых наземных антенн большой площади с низким уровнем шумов и была возможность в 10 раз увеличить мощность сигнала на входе в наземные приемники».

Тут стоит пояснить, что именно «достраивалось». Речь идет о трех гигантских антеннах, разнесенных на расстояние нескольких километров, они должны были быть оснащены соответствующими опорно-поворотными устройствами, соединены сотнями, если не тысячами километров кабеля, откалиброваны, объединены в единую систему. Не говоря о том, что предстояло построить современные аппаратные, службу точного времени, пункты управления и так далее.

Современный россиянин, читая эти строки, наверняка почувствовал, как запахло многомиллиардными бюджетными подрядами и годами их… скажем так освоения с неясным результатом. Но в 1959 году «ввод в строй этого центра определял реальность начала марсианской программы», поэтому вместо 5−7 лет, которые требовались для создания подобного пункта, решили управиться в один год. Для этого потребовалось две составляющие — фанатизм и очень оригинальные технические решения.

С первым проблем не было, о чем свидетельствуют воспоминания присутствовавшего в Евпатории в начале строительства Чертока:

«Тогда — в октябре 1959-года — почерневшие от крымского загара Агаджанов (Павел Агаджанов — советский инженер-конструктор с 1959 по 1961гг научный руководитель Центра дальней космической связи — прим.), Гуськов (Геннадий Гуськов — в 1959 году заместитель главного конструктора СКБ-567, впоследствии один из создателей советской школы микроэлектроники) и окружавшие нас руководители строительства различных систем без колебаний заверяли, что все будет возведено в «директивные сроки». Мне казалось, что будет чудом, если обещания строителей НИП-16 будут выполнены. Однако Королев, нахмурившись, заявил:

—Нас эти сроки совершенно не устраивают. НИП-16 должен быть сдан «под ключ» в первом квартале 1960 года.

Назревавший спор был прерван сообщением, что самолет для вылета в Москву ожидает нас на аэродроме военно-морской авиации в Саки.

Полковник Сыцко предложил до вылета пообедать. Келдыш эту идею поддержал. Только за хорошим обедом Королев отошел и сказал, обращаясь к военным:

—Вы хоть понимаете, какое огромное будущее у этого пункта?

—Приезжайте сюда, Сергей Павлович, в мае. Это будет один из лучших курортов Крыма! -сказал кто-то из офицеров.

—Вам бы все курорты! Это, конечно, неплохо, но главное, чтобы вы не забывали о сроках!».

На башнях палубных орудий

DSS 14

Для связи с объектами на расстояниях до Венеры и Марса требовалась огромная параболическая антенна диаметром около 100 метров. Никаких готовых вариантов чего-то подобного в распоряжении советских инженеров не было. Сколько бы создавалась такая антенна и какие бы проблемы пришлось преодолеть в процессе никто не знал. Тогда прогнозировать сроки такого строительства было бесполезно, а сейчас можно судить по американскому опыту. Они начали строить свою первую большую космическую антенну DSS 14 — «Mars» в Голдстоун примерно в это же время, а закончили в 1966 году. Учитывая, что американские инженеры имели в своем распоряжении куда большие технологические, производственные и финансовые ресурсы, вероятнее всего у СССР создание подобной антенны заняло бы больше времени. Это бы фактически остановило развитие советской программы исследования планет Солнечной системы и отодвинуло советскую космическую промышленность на второй план. Это никак не входило в планы ее работников. Пришлось сильно импровизировать…

Вместо одной большой антенны решили создать антенну, состоящую из восьми 16-метровых параболоидов. Такую оригинальную конструкцию предложил инженер СКБ-567 (конструкторское бюро, создано в 1952 году для работы в области телеметрических измерений, отвечало за создание Западного центра дальней космической связи, в 1963 году вошло в состав НИИ Космического приборостроения, ныне — «Российские космические системы» — прим.) Ефрем Коренберг.

«Производство таких средних параболических антенн уже было хорошо освоено. Предстояло научиться синхронизировать и складывать в нужных фазах киловатты, излучаемые каждой из восьми антенн при передаче. При приеме предстояло складывать тысячные доли ватта сигналов, доходящих до Земли с расстояний в сотни миллионов километров», — из книги «Ракеты и люди» Б. Чертока.

Делали антенны буквально из того, что было. Для ускорения работ было принято решение использовать в качестве основы для металлоконструкиций и приводов поворотные устройства орудийных башен, разработанные для пущенных под нож недостроенных советских боевых кораблей.

Из воспоминаний Б. Чертока: «Разработка металлоконструкций механизмов и приводов для опорно-поворотных устройств была другой проблемой, которая могла потребовать нескольких лет. Не лишенный чувства юмора Агаджанов объяснил, что существенную помощь космонавтике оказал запрет Хрущевым строительства новейших тяжелых кораблей Военно-Морского Флота. Готовые опорно-поворотные устройства орудийных башен главного калибра строившегося линкора были быстро переадресованы, доставлены в Евпаторию и установлены на бетонных основаниях, сооруженных для двух антенных систем — приемной и передающей».

В результате к октябрю 1960 года новый НИП-16 был готов к работе с автоматическими станциями, отправляемыми к планетам солнечной системы. Уже в феврале 1961 года комплекс работал со станцией «Венера-1».

Космос как предчувствие

АДУ-1000 (8 чашек по 16 метров, «Плутон»)wikimedia.org

Вот на этом фоне и на этом этапе развития советской космической программы появился документ под названием - Развитие системы дальней связи на базе евпаторийкого центра («Плутон»). Новый центр космической связи был только что построен, а его уже начинали модернизировать и параллельно рассматривать оптимальные характеристики бортовой аппаратуры для аппаратов, которыми он будет управлять. Дело в том, что линии связи рассматриваются в совокупности — «борт-Земля» и «Земля-борт». Важно, чтобы элементы этих линий на Земле и на космическом аппарате выполняли требуемые задачи, поэтому и вопрос их модернизации рассматривался комплексно.

Документ просто пропитан оптимизмом своих создателей. Они, как будто не сомневаются, что еще чуть-чуть и люди будут спокойно летать по Солнечной системе, а полеты станций это вообще завтрашний день. Оптимизм поражает с первых страниц:

«Дальнейшее развитие космоцентра в Евпатории позволит иметь двухстороннюю радиосвязь с АМС (автоматические межпланетные станции — прим.) в пределах Солнечной системы и обеспечивать телефонную и фототелеграфную связь с экипажами космических кораблей в пределах 1 млрд км. (район орбиты Юпитера)».

Для этого авторы документа предлагают улучшить характеристики центра связи. Пути такой модернизации подробно изложены в документе, не смотря на технические подробности, все изложено вполне доступно и, если у вас найдется полчаса времени настоятельно рекомендуем познакомиться с тем что и, главное, как там описывается.

Если коротко пересказать то, что предлагают инженеры 1961 года, то это увеличение мощности наземных и бортовых передатчиков, увеличение площади наземных антенн, применение направленных бортовых антенн с большей эффективной площадью. В документе противопоставляются две тенденции развития наземных систем приема и передачи информации — возвращение к созданию большой антенны или «постепенное наращивание действующей площади существующего приемного цента путем сооружения нескольких антенн средних размеров и наращивание мощности наземных передатчиков непрерывного излучения, работающих в линии Земля-Борт на передающем пункте Евпаторийского центра».

При этом авторы документа прямо выступают за второй путь, подкрепляя свою позицию экономическими соображениями:

«СКБ-567 считает, что в настоящее время единственно правильным является второй путь построения системы дальней космически связи, т. к. при этом полностью используются действующие капитальные сооружения, затраты на которые составили свыше 18 млн руб. в новом масштабе цен и резко уменьшаются дальнейшие затраты и объем работ. Так, по ориентировочным даннымсооружение нового центра с антенной АПП по проекту «Заповедник» будет стоить 200 млнруб, тогда как для завершения развития имеющегосяцентра в г. Евпатория потребуется всего 10−12 млн руб (в новом масштабе цен)».

Задачи этой модернизации ставятся вполне определенно. Станция должна в самое ближайшее время обеспечить полеты межпланетных аппаратов второго поколения к Марсу и Венере:

«Центр дальней космической связи, при некоторых усовершенствованиях, обеспечивает прием телеметрической и фототелеграфической информации, измерение дальности, скорости и угловых координат объектов типа 2 М (Марс — прим.) и 2 В (Венера — прим.) и управление бортовой аппаратурой этих объектов».

Для этого предполагалось поднять излучаемую мощность до 30+60 кВт. В дальнейшем ее планировалось повысить еще до 150−300 кВт, что должно было «решить проблему связи Земля-АМС при полетах в пределах Солнечной системы».

Для модернизации планировалось использовать самые современные разработки, в том числе туннельные диоды (впервые созданы в 1957 году японским физиком Лео Эсаки).

Вот как видели авторы документа стратегические перспективы развития центра космической связи в Евпатории:

«Строительство и ввод новых дополнительных антенн целесообразно провести также поэтапно: сначала используя имеющиеся технические проекты, ввести две антенны с эффективной площадью 1000 м², аналогичные действующим, а затем ввести еще две антенны с площадями, доведенными до 1600−2000 м2. Эти мероприятия позволят в 1963—1964 гг. получить приемную систему, эквивалентную получаемой при использовании антенны с эффективной площадью 4000+5000 кв. м».

Этим планам не суждено было сбыться в полной мере. Было построено три АДУ-1000 (одна передающая и две приемных). А большая антенна РТ-70 появилась под Евпаторией только в 1978 году (ее эффективная площадь как раз составила 2000−2500 м2, как и планировали в 1961 году сотрудники СКБ-567).

Для чего советские ученые планировали сделать такой мощный центр связи? Они сами отвечают на этот вопрос и ответ этот подразумевает грандиозные цели, которые стояли перед ними в то время: «…для радиосвязи в пределах орбиты Юпитера, с Венеры — можно было передавать телевизионный сигнал, а с Марса — малокадровую видеотелефонную связь». Один кадр изображения должен был передаваться с Венеры 5 сек, с Марса — 1 минуту, с Юпитера — 15 минут. Обо всех этих планах говорится без каких бы то ни было оговорок — авторы документа полностью уверены — все эти миссии это только вопрос времени.

«Унификация» бессмертна

АМС «Луна-3»

О чем сейчас чаще всего говорят представители российского космического приборостроения? Правильно, об унификации. Если коротко, то основной тезис такой — мы наделали много разных решений под разные проекты и пора привести все к единому знаменателю, потому что производить столько разных приборов и систем дорого, а поскольку все они получаются штучные и не предполагают серийный выпуск, то сложно добиться высокого качества. Кажется, что они предлагают нечто новое?

На самом деле это такое «космическое лютеранство» — возврат к истокам и не более того. Вот, что на эту же тему писали лучшие специалисты отрасли в 1961 году:

«Унификация бортовых приборов позволит наладить их заводское серийное производство, повысит их качество и обеспечит возможность за счет простой компоновки этих приборов, создавать аппаратуру для АМС различного назначения, обеспечивающую полеты к Луне, Марсу или Венере».

Предложения по модернизации бортовой аппаратуры выносятся с учетом опыта работы над объектами 1 М («Марс 1960А», «Марс 1960Б» — пролётные станции проекта 1 М. Два запуска в 1960 году были неудачными из-за аварий ракет-носителей — прим.) и 1ВА (1ВА № 1 и 1ВА№ 2 («Венера-1») — запущены в феврале 1961 года — прим.).

Ни одного успешного облета планет еще нет, в Луну пока смогли только «попасть» «Луной-2» и сфотографировать ее с обратной стороны («Луна-3»). При этом мысли советских ученых и инженеров были довольно далеко в будущем. В документе 1961 года впервые представлен вариант бортового радиокомплекса комплекса для посадки на Луне, Марсе и Венере, а также вариант бортового комплекса искусственного спутника с фотографической и телевизионной камерами для работы на орбите этих небесных тел.

«Доработанная бортовая аппаратура должна обеспечить связь, передачу телеметрической и фотографической информации и измерение параметров движения автоматических межпланетных станций, предназначенных для посадки на Луну и планеты Марс и Венеру; или для фотографирования и передачи изображений их поверхности при сближении, как на первом, так и на втором полувитках орбиты».

При этом к аппаратуре предъявлялись довольно жесткие требования: «1. Применение современных материалов — пластмасс. 2. Серийное производство и специальная программа испытаний 3. Первый комплект должен быть готов в декабре 1961 года. 4. Аппаратура должна обеспечить нормальную работу объекта в течение 1,5 лет».

Автономисты против радистов

На страницах документа отразилась знаковая полемика своего времени — как управлять космическими аппаратами и космическими полетами — при помощи радионавигации с Земли или путем установки автономных навигационных приборов. В то время этот спор касался ракетной техники и вполне логично перешел в область создания межпланетных станций.

И вот, говоря о космических аппаратах будущего, сотрудники СКБ-567 вступают в заочный спор с коллегами из НИИ-885, которые предложили использовать «специальные бортовые астронавигационные приборы» для определения углового положения автоматических станций относительно небесных тел. Авторы документа предлагают отказаться от использования этих приборов (в то время комплект таких астродатчиков весил порядка 12−15 кг) и использовать для траекторных измерений радиометод, задействовав возможности «Плутона».

От простейшего спутника к ядерным космическим кораблям

1ВА

Модернизация комплекса под Евпаторией должна была радикально повысить возможности СССР по работе с аппаратами на расстояниях в сотни миллионов километров. Сейчас мы знаем, что так оно и получилось и что удалось сделать с помощью этих антенн. А в 1961 году авторам документа о развитии «Плутона» было даже не с чем сравнить то, что они планировали сделать. В качестве эквивалента они используют 1ВА (первую станцию, отправленную к Венере в начале 1961 года):

«К 1964 году позволит повысить энергетический потенциал линии Земля-Борт в 250−300 раз и по линии Борт-Земля в 15−20 тыс раз по сравнению с линией, использовавшейся с объектом 1ВА. Это увеличение потенциалов линии позволит получать, при помощи бортового передатчика с выходной мощностью 50 Вт, коммерческий канал телефонной и фототелеграфной связи с экипажем межпланетного корабля, телящего на дальности до 1 млрд. км.».

Как и в случае с наземным оборудованием, авторы документа заглядывают очень далеко вперед, стараясь учесть все возможные тенденции развития космонавтики. Многое их того, что им, судя по характеру упоминания, виделось ближайшим будущим, не существует до сих пор:

«В будущем на тяжелых межпланетных кораблях мощность передатчиков будет доведена до 300−500 Вт, а на ТМК (тяжелый межпланетный корабль — прим.), имеющих ядерные энергетические установки, даже до нескольких кВт. Однако, при существующих носителях, мощность передатчиков будет, очевидно, не более 50 Вт».

100 кг фотоаппарата

© nasa. gov

Зачем человек летит к другим планетам? Из любопытства увидеть и понять что там. А как он может это сделать? Собирать данные, создавать гипотезы и моделировать. Но все же лучше один раз увидеть все своими глазами. Такая возможность появилась в 1960-е. Все проектируемые автоматические аппараты должны были собирать массу научных данных, но самое важное было увидеть — что там на поверхности планет. Это было критически важно не просто для исследователей — для всего человечества. Такие фотографии не только давали много информации, но и были ни с чем не сравнимым инструментом популяризации науки. Проблема была в том, что, никаких цифровых камер в то время не было, поэтому получить и передать фотографию было крайне сложной технической задачей.

После опыта получения фото обратной стороны Луны советские ученые и инженеры активно работали над улучшением качества картинки и возможностью ее передачи на расстояниях в миллионы км.

Бортовое фото-телевизионное устройство (ФТУ) должно было снять объект на пленку, проявить ее на борту, преобразовать в радиосигнал и затем построчно передать изображение на землю. Весило такое оборудование крайне немало. По расчетам авторов документа весь комплекс аппаратуры для съемок поверхности планет сорбита Марса и Венеры и передачи данных на Землю мог весить от 67 до 84 кг.

При этом комплект для более детальной цветной съемки поверхности Луны (объект Е-7) по их расчетам должен был весить до 115 кг. Создаваемое для этого устройство ФТУ-14 планировалось сначала отработать на Луне, а затем использоваться для фотосъемки Венеру и Марса:

«Запуск такого объекта позволяет во всех деталях отработать фотографический вариант АМС, предназначенный для фотографирования поверхности других планет».

Поясняется и преимущества такого способа обследования других планет пред астрономией:

«При облете Марса, например, на расстоянии 5 тыс. км можно сфотографировать площади 1000×300 км большим объективом с привязкой по малому, дающему изображение планеты диаметром 48 мм. Считая, что на поверхности может быть достоверно зафиксирован объект, на который приходится не менее 10 элементов разложения, размеры этого объекта составят 7×7 км, что в 10 раз лучше, чем разрешение современных наземных телескопов».

Фотопленка ФТУ-14 защищалась от космической радиации за счет специальной химической обработки. Всего устройство могло сделать 2 тысячи кадров со скорость 1 кадр в сек.

Параллельно велась работа над ТТУ-1, приборе, предназначенном для «передачи научной информации с поверхности планет». Его сканирующее устройство охватывало 360 градусoв горизонтальной плоскости и 28 градусов вертикальной. Полный кадр с такого устройства мог передаваться за 1 час 40 минут. Вес установки составлял менее 1 кг, оно могло работать при температуре от -20 до +110 градусов и было довольно прочным — выдерживало ударные нагрузки до 400 G. Документ содержит уникальный кадр, полученные в ходе наземной отработки этой установки — панорама шириной 150oзапечатлела вид на здание Детского мира из окна дома, в котором находилась лаборатория, где разрабатывали прибор.

На всю оставшуюся жизнь

Одна из двух приёмных антенн АДУ-1000. © wikipedia.org

Что было потом? А вот что…

В 1962 году комплекс дальней космической связи в Евпатории действительно был модернизирован и обеспечил работу со всеми советскими автоматическими межпланетными станциями. Антенны АДУ-1000 были самыми мощными в мире до 1966 г и в СССР до 1978, когда на территории того же центра появилась новая 70 м антенна РТ-70.

Что касается самих АДУ-1000, то они навсегда вписали себя и своих создателей в мировую историю. С помощью этих странных на вид сооружений удалось провести радиолокацию поверхностей Марса, Меркурия и Венеры. В ходе этой работы человечество впервые удостоверилось, чтопоследняя имеет под атмосферой твердую поверхность. Но самое главное — они выполнили все то, о чем мечтали и к чему стремились их создатели в 1961 году. Пусть и произошло это не так быстро, как они того хотели.

В 1966 году «Плутон» связи стал центром прорыва человечества в изучении Солнечной системы. В этом году антенны центра обеспечили мягкую посадку (это была уже 11 попытка) на спутник земли станции «Луна-9» и 75 часов принимали данные, среди которых была илунная панорама, полученная прибором, ставшим развитием описанного в документе ТТУ-1.

В апреле того же 1966 году евпаторийский центр обеспечил работу первого искусственного спутника Луны — «Луна-10». А уже в августе 1966 — аппарат Е6ЛФ № 102, оснащенный устройством ФТУ, прототип которого описан в документе, сделал 42 снимка лунной поверхности и передал их на Землю.

Из Евпатории работали и с последним аппаратом «Луна», второго поколения, «Луной-14». Фактически это была отработка линий связи «Земля-Борт» и «Борт-Земля» для пилотируемых полетов на спутник Земли.

Видеотрансляция с Луны, о которой говорят авторы документа, произошла через 9 лет — понадобилась она для управления первым в истории человечества ровером — «Луноходом-1».

Параллельно с Луной «Плутон» активно работал на венерианском направлении. Здесь череда провалов 1962—1964 гг. сменилась успехом и тоже в знаковом для истории советской космонавтике 1966 году. В это время запущенные на год раньше советские станции «Венера-2» (прошла рядом с планетой) и «Венера-3» (достигла поверхности Венеры) стали мировой сенсацией, хотя и потеряли управление до приближения к планете и не передали никаких данных. В 1967 году это удалось исправить. В Евпатории приняли данные с «Венеры-4», ставшей первым созданным человеком аппаратом, который работал в атмосфере этой планеты. А еще через два года в Евпатории принимали и сигналы знаменитой «Венеры-7», которая спустя 9 лет после создания публикуемого нами сегодня документа, реализовала описанные в нем планы по передачи на землю изображения поверхности планеты. Это была первая в истории радиосвязь с поверхности другой планеты.

Антенны АДУ-1000 продолжали работать даже после введения в строй в РТ-70. Они стали свидетелями всех достижения и неудач советской и потом российской космонавтики и очень немало сделали в области радиоастрономии. Последний известный эксперимент с их применением прошел в 2004 году. Антенны использовали для изучения влияния «корональных дыр» на солнце.

В ноябре 2013 года одна из трех АДУ-100 была демонтирована и сдана в металлолом. Сейчас «Плутон» перешел под контроль российских военных, но что будет с антеннами, которое так много повидали на своем веку пока не известно.

Материал подготовлен при участии Татьяны Русаковой.