Многотиражная газета «За новую технику» РКК «Энергия»
№ 1-2 (3212-3213) от 20 января 2006 г.
"Космическая летопись" — эта новая рубрика нашей газеты посвящена юбилею корпорации. 26 августа РКК "Энергия" им С.П.Королёва отметит свое 60-летие. За эти годы наш коллектив прошел трудный, но славный путь. Смелая мечта стала грандиозной реальностью. Человек не только преодолел притяжение Земли и достиг Вселенной, он научился там жить и работать и даже готов сделать космос промышленной площадкой Земли. Основные вехи этого пути станут темами наших выступлений. А вы, уважаемые читатели, можете стать нашими соавторами...
Это событие вошло в историю под громким названием — начало космической эры. Но тогда, в середине прошлого века, еще никто не подводил итогов, преодолевая недоверие и неизвестность, писались лишь первые буквы космической летописи.В 40-х годах во главе коллектива ОКБ-1 стал С.П.Королёв, обладавший бесценным даром, безошибочно позволяющим разбираться в людях. Он мог с первого взгляда определить характер человека и предложить ему единственно правильное направление работы. Возможно, именно этот дар позволил Королёву создать уникальный коллектив единомышленников.
Время никогда не сотрет из памяти их имена: заместители Главного конструктора В.П.Мишин, К.Д.Бушуев, Л.А.Воскресенский, Б.Е.Черток, С.О.Охапкин, А.П.Абрамов, начальники отделов С.С.Крюков, Э.И.Корженевский, Г.Г.Болдырев, И.С.Прудников, начальники секторов П.И.Ермолаев, Е.Ф.Рязанов, С.С.Лавров, В.Ф.Рощин, Р.Ф.Аппазов, В.Ф.Гладкий, А.И.Седых и другие.
Решение на правительственном уровне по созданию искусственных спутников Земли было принято в начале 1956 года. Головная роль по выполнению этих работ отводилась ОКБ-1.
В основном проектном отделе С.С.Крюкова, работающем над созданием межконтинентальной ракеты дальнего действия, сектору перспективного проектирования Е.Ф.Рязанова поручили проведение работ по созданию искусственных спутников Земли. Организовали две группы: проектную (нач. группы И.В.Лавров) и проектной баллистики (нач. группы М.Флорианский).
К тому времени в ряде институтов Академии наук уже были проведены разработки систем по исследованию наиболее очевидных параметров околоземного космоса: давления, состава окружающей среды, характера микрометеоритных потоков, напряженности электрического поля, магнитных полей, потока частиц из космоса и от Солнца и т.д. Воспользовавшись этими материалами и ориентируясь на разрабатываемую в ОКБ-1 ракету Р7, определили, что выполнение программы исследований космоса может быть обеспечено тремя спутниками массой около 1,5 тонны каждый. Этим спутникам присвоили индексы Д1, Д2, Д3.
Спутник Д1 — космическая лаборатория, оснащенная измерительными системами и обеспечивающая исследование наиболее интересных параметров ближайшего космоса. Д2 — спутник, оснащенный приборами изучения космических лучей. Д3 — спутник, содержащий кабину животного для исследования поведения живого организма в космосе.
Были установлены жесткие сроки: в течение двух месяцев разработать эскизные проекты по всем трем спутникам.
Проработав несколько видов спутников, К.Д.Бушуев, С.С.Крюков, Е.Ф.Рязанов, И.В.Лавров несколько раз в течение недели докладывали Королёву свои соображения. Остановились на конической форме по аналогии с полезной нагрузкой.
Создание первого в мире искусственного спутника Земли поставило перед разработчиками ряд проблем, аналогов которым в то время не существовало.
К примеру, проблема герметичности. Спутник должен существовать в безвоздушном пространстве месяцы, годы. Сохранить давление внутри спутника на такое время тогда никто на Земном шаре не пробовал. Нужны были специальные эксперименты, подтверждающие работоспособность конструкции держать давление в космосе на уровне. А.Сидорову поручили изучить это явление. Он, обладая технической настойчивостью, желанием до последней молекулы разобраться в порученном задании, привлек к изучению проблемы институт вакуумной техники. И сумел организовать в цехе 7 вакуумную лабораторию, в которой стали работать Г.Исмаилов, Ю.Силаев, А.Рябов, А.Клейменов и другие. В цехе появилась коническая барокамера для спутника Д1, ряд экспериментальных установок, на которых отрабатывались гермоуплотнения, был применен гелиевый течеискатель, обеспечивающий определение количественной стороны герметичности всех емкостей космических аппаратов.
В результате этого А.Сидорову удалось получить необходимые параметры гермостыка и подобрать специальную резину, проведя проверку на наземных экспериментальных установках.
Связавшись с рядом радиозаводов, он получил образцы гермовводов, которые и были применены для связи аппаратуры внутри спутника с их датчиками, расположенными снаружи.
К разряду фундаментальных проблем относилась и проблема теплового режима. Как обеспечить в невесомости рабочую температуру всего приборного состава спутника? Как регулировать тепловые потоки, идущие от работающей аппаратуры?
Исследование теплового режима спутника провели А.Седых из ОКБ-1 и Л.Козлов из НИИ-1 (сейчас центр Келдыша). Разработанная ими методика расчета динамики теплового режима спутника легла в основу всех дальнейших космических аппаратов. Необходимо было создать специальную поверхность, чтобы при лучевом обмене устанавливалась балансовая температура, обеспечивающая сброс тепла, вырабатываемого приборами внутри спутника, определить механизм передачи тепла от горячих приборов к этой поверхности, обеспечив тем самым нормальный тепловой режим приборов и их работоспособность.
В качестве передающего активного элемента было предложено использовать газообразный азот, который прокачивался с помощью вентилятора между основной и второй оболочкой спутника. Впервые в мире спроектировал такой вентилятор Л.Вильницкий. После консультаций с сотрудниками ЦАГИ он сделал хитрый профиль крыльчатки, обеспечивающий работу вентилятора в невесомости. А.Седых совместно с Л.Козловым разработали схему системы терморегулирования конкретно для спутника Д1. Внешняя нижняя часть конической поверхности подвергалась специальной химической обработке, в результате которой она обретала равновесную температуру определенного значения. Внутри корпуса устанавливалась дополнительная оболочка, создающая зазор, по которому прокачивался вентилятором азот, заполняющий внутренность спутника. Он отдавал тепло более холодной оболочке нижней части конуса. Внутри спутника устанавливались термодатчики, которые следили за температурой, и через специальный прибор включали вентилятор, открывали или закрывали створки жалюзи на внешней стороне. Эту идеологию реализовали в приборном и кабельном виде зам. нач. отдела В.Кузьмин, М.Брусков.
И если в ракетах активный участок продолжался какие-то минуты, которые должны быть обеспечены электричеством, то спутник, нам представлялось, должен работать десятки дней, а то и месяцев. Какие же батареи нужны и где их взять? Как обеспечить электропитание?
Решение проблемы требовало найти новый источник электроэнергии. Первое, что приходило в голову — использование солнечных батарей, но их создание находилось в стадии только первых прикидок, да и площади, которые удовлетворили бы наши потребности, оказались по габаритам и весам неприемлемы. Атомный источник энергии, существовавший тогда в стране, так же не мог нас удовлетворить. Пришлось жертвовать весами и габаритами, используя наиболее эффективные к тому времени серебряно-цинковые аккумуляторы.
Мы с Рязановым отправились во ВНИИТ. После предварительных переговоров с руководством института вместе с Н.Габадулиным подобрали необходимое количество электроэлементов и собрали их в блоки, обеспечивающие электропитание спутника Д1.
Неоценимую помощь в этой работе нам оказали В.Богоцкий, И.Яблокова, П.Герчик.
Блоки электропитания на разрабатываемые в ОКБ-1 ракеты заказывала группа С.Лобановой из отдела Э.Б.Бродского, особенно активно участвовал в процессе создания блоков электропитания для спутников сотрудник группы А.Брылкин.
Параллельно во ВНИИТе рассматривался вопрос солнечных батарей. Начальник специальной лаборатории Ландсман предложил на спутнике Д1 установить небольшую по площади солнечную батарею для проверки ее работоспособности в космическом пространстве. Кстати сказать, в полете батарея оправдала все наши расчеты и даже значительно их превзошла.
Корпус спутника Д1 представлял собой герметичную конструкцию конусообразной формы, длиной около 4 метров и максимальным диаметром 1,73 метра, на котором были установлены антенны радиосистем, датчики научной аппаратуры, жалюзи системы терморегулирования. Внутри корпуса на двух приборных рамах размещались: радиоаппаратура траекторных измерений, многоканальная радиотелеметрическая система «Трал» главного конструктора А.Богомолова, приборы командной радиолинии главного конструктора Белова, электронное программно-временное устройство и приборы бортовой автоматики и системы терморегулирования, созданные в ОКБ-1, блоки электрохимических источников тока, сделанных в ВНИИТе — на нижней раме; 12 приборов научной аппаратуры, предназначенные для измерения давления, ионного состава атмосферы, концентрации положительных ионов, электрических зарядов, напряженностей электростатических и магнитных полей (ИФААН, ИЗМИРАН), интенсивности корпускулярного излучения Солнца (НПГАН), а также для регистрации соударения с микрометеоритами (НПГАН) — на верхней раме.
Определив состав спутника, основные размеры и предварительное распределение масс и электропотребления, приступили к наиболее трудоемкой части проектирования — превращение состава в конструкцию. Это значило согласование всех параметров приборов устанавливаемых на спутнике. Их нужно было разместить в ограниченном объеме, удовлетворив все требования разработчика и требования, накладываемые спутником. Вот тут-то и начались творческие баталии. Каждому хотелось иметь больше объема, веса и электропитания. Процесс согласования затягивался далеко за полночь.
Впервые в наш закрытый отдел стали приезжать представители институтов АН для размещения своих систем по изучению космического пространства: Т.Н.Назарова из ИПГ АН СССР, занимающаяся исследованием микрометеоритов, давлений и состава окружающей среды, Л.И.Курносова из ФИАН, изучающая космические лучи, Ш.Ш.Долгинов из ИЗМИРАН, исследующий магнитные поля космического пространства, К.И.Грингауз из ИПГ, изучающий протоны, выбрасываемые Солнцем. Шум стоял кошмарный. Весь удар этих словесных битв приняли на себя основные создатели спутника И.Лавров и А.Сидоров, В. Молодцов и Е.Ф.Рязанов, С.С.Крюков, иногда в установлении истины принимал участие и К.Д.Бушуев. Соседние сектора требовали сбавить громкость, но утихали лишь на мгновение, и только после работы и по выходным нам никто не мешал.
По первоначальному распределению работ внутренняя компоновка спутника Д1 была поручена мне, а внешняя — корпус Д1 — В.Молодцову. Однако в процессе согласования со смежными организациями и инженерами академии наук приходилось заниматься размещением датчиков и антенн на наружной части спутника и постепенно ко мне перешел и корпус, таким образом все проектные чертежи по спутнику сосредоточились в одних руках. А В.Молодцов продолжал вести спутники Д2 и Д3.
В июле 1956 года в работу по установке датчиков научной аппаратуры снаружи корпуса спутника Д1 включились молодые специалисты Ю.Карпов и В.Шевелев, направленные в группу И.Лаврова. Ю.Карпов разработал установку на спутнике магнитометра, а В. Шевелев — детекторов электрического поля ИФА.
К.Д.Бушуев и И.Лавров, понимая сложность создания компоновки приборов систем спутника, предложили изготовить на заводе габаритный макет, который должен был помочь правильной взаимной установке приборов, определению минимальной длины кабелей для экономии электроэнергии и облегчения теплового режима внутри спутника.
К этой работе подключили цех № 7, начальником которого был грамотный руководитель и авторитетный на заводе работник — член парткома предприятия В.С.Петров. Под руководством зам. начальника цеха Л.И.Филиппова монтажники, слесари: А.Королёв, В.Скопцов, Н.Селезнев сделали габаритный макет нижней и верхней рамы спутника Д1, который в течение 1956-1958 годов помогал оперативно решать возникающие проблемы как в проектном отделе С.С.Крюкова, так и в конструкторском отделе Г.Г.Болдырева.
В конце 1956 года Ю.Карпов и В.Шевелев были переведены в сектор Ф.Ковалева в отдел Э.Б.Бродского, который больше соответствовал их специальности. И через какое-то время Карпов стал начальником отдела средств управления бортовым комплексом спутников и автоматических кораблей, доктором технических наук, лауреатом Ленинской премии, а Шевелев — начальником сектора, обеспечивающим управление всеми пилотируемыми кораблями ОКБ-1.
Эскизный проект по спутнику Д1 был подготовлен в июле 1956 года и в августе представлен на Совет Главных конструкторов.
Вел Совет С.П.Королёв, доклад делал К.Д.Бушуев. На Совете выступили все Главные, но наиболее ярким выступлением, как мне показалось, было выступление В.П.Глушко.
Стройный красавец-брюнет в ярко-зеленом пиджаке, с горящей звездой Героя Социалистического Труда в солнечных бликах заполнивших комнату, резко раскритиковал соотношения по массам между основными системами и научной аппаратурой: «Кошмар, — говорил он, — химические блоки питания весят 600 кг, их нужно уменьшать. А потом: такое количество приборов! Да мы в кабелях запутаемся и будем их распутывать полгода. Нужно делать что-то попроще».
Припоминается мне, что М.С.Рязанский предложил рассмотреть возможность создания сферического спутника, меньшего по весу. Эскизный проект был принят за основу. Я собрал свои чертежи и ушел.
На следующий день после Совета меня подозвал И.В.Лавров и сказал: «Брось все работы по Д1 и сосредоточься на простейшем спутнике в виде шара, размеры его тебе дадут баллистики, держи связь с М.Флорианским и главное, конечно, в этот шарик нужно воткнуть как можно больше батареек. Поезжай к Н.Лидоренко, с ним уже говорил СП».
Получив предварительный размер шара (около полуметра) и массу (около 80 кг), я поехал в институт тока. Вместе с Н.Лидоренко, В.Багоцким, И.Яблоковой, Н.Гибадулиным мы приступили к работе. Вписать в шар параллелепипеды оказалось не так просто. Проектирование батареи затянулось далеко за полночь. Основные принципиальные проблемы создания простейшего спутника фактически остались теми же, какие были и на спутнике Д1: герметичность, тепловой режим и электропитание. Используя теоретические результаты исследований и эксперименты, проведенные для спутника Д1, здесь были применены те же конструктивные решения.
После утверждения состава простейшего спутника, отдел И.Е.Юрасова по системам управления, отдел по конструкции Г.Г.Болдырева приступили к разработке основных исходных данных для выпуска рабочих чертежей.
Основными смежными организациями были всего два предприятия: НИИ 885, разрабатывающий передатчик, схему измерений и собственную схему управления, и ВНИИТ, отвечающий за источник тока. Поэтому бурных согласований, как было со спутником Д1, не было. Обсудив основные параметры с разработчиками: В.Богоцким, В.Лаппо, антенщиками и разработчиком схемы управления В.Градусовым, приступили к самой конструкции.
Проектную установку батареи в корпусе выполнял В.Шевелев. Химический источник тока никак не хотел устанавливаться на предназначенные для него места. Пришлось изменять некоторые установочные размеры.
Все, казалось тупиковые проблемы, всегда решались при непосредственном участии И.В.Лаврова. Он подходил, высокий, худой, с крупными чертами лица, огромным кадыком, с неизменной сигаретой, и, широко раскрыв глаза, внимательно рассматривал наброски, водил по кульману карандашом и когда все становилось ясно, громко повторял: «Ты меня понял!»
Н.Кутыркиным и В.Ромашевым вместе с антенщиками В.Эстровичем и Ю.Богдановичем была создана схема установки антенн на корпусе. Они прошли вместе с конструкторами и заводом выпуск рабочих чертежей, изготовление и экспериментальную отработку механизма раскрытия. Длина антенн достигала трех метров. При установке спутника на ракете Н.Кутыркин, В.Ромашев с И.Фирсовым и А.Фроловым из сектора П.И.Ермолаева вынуждены были укладывать усы антенны снаружи обтекателя, применив специальные узлы крепления, обеспечивающие их работоспособность в условиях набегающего потока и свободное разделение при отделении спутника от ракеты.
|
| Так выглядел в разрезе Первый искусственный спутник Земли |