La perception publique de l'histoire est une séquence compréhensible d'événements notables qui ont été fixés dans l'esprit des gens depuis l'école. En ce sens, l'histoire de l'exploration spatiale de l'URSS est un satellite, le vol de Gagarine et une série de différentes stations spatiales automatiques, qui se fondent en une seule épopée, dont les chapitres les plus frappants sont des photos de l'autre côté de la Lune, des rovers lunaires et un atterrissage sur Vénus. Nous proposons d'aller au-delà de cette perception et de regarder des événements bien connus de l'intérieur, à travers les yeux des ingénieurs soviétiques, qui ont créé il y a exactement 60 ans la première ligne de communication de l'histoire de l'humanité avec des vaisseaux spatiaux volant vers la Lune. Le document d'archives «Projet de conception du système de surveillance radio de l'orbite des objets E-1» qui nous a été fourni par le Russian Space Systems Holding (RCS) est publié pour la première fois.
Plusieurs générations d'employés de l'entreprise, anciennement appelée NII-885, ont laissé des traces sur ses premières pages, exigeant de ne pas détruire l'original et de le conserver pour l'histoire. Et maintenant, l'heure de ce document est venue.
"E-1" est l'index attribué par le Bureau de conception spéciale n ° 1 (OKB-1) aux stations qui étaient censées être les premières à se rendre sur la Lune. Sergey Korolev a proposé le programme d'exploration lunaire en 1957 peu après le lancement du premier satellite. Les événements se sont alors développés très rapidement: moins d'un an après Spoutnik-1, l'URSS avait déjà fait la première tentative de lancement de l'appareil sur la Lune.
Du décret gouvernemental sur la création d'une station lunaire et d'une fusée à trois étages 8K72 basée sur la fusée R-7 à la première tentative de lancement du E-1, six mois seulement se sont écoulés. Les scientifiques et les ingénieurs ont travaillé dans un état de pression temporelle constante.
La taille et la forme des véhicules de la série E-1 étaient similaires à celles du premier satellite terrestre. Leur tâche consistait simplement à «se rendre» sur la Lune et à recueillir des informations sur la radioactivité, les champs magnétiques et la composante gazeuse de la matière interplanétaire. Cela posait plusieurs tâches très complexes à la fois, dont la principale était la création d'une fusée spatiale et le développement de son contrôle sur d'énormes distances. Leur solution était censée donner aux scientifiques soviétiques l'expérience nécessaire pour une étude plus approfondie des planètes du système solaire. L'enthousiasme était énorme, mais d'un point de vue technique à la fin des années 1950, la tâche semblait presque fantastique:
"La détermination des paramètres du mouvement de la fusée et la transmission des informations de celle-ci à la Terre doivent être effectuées à des distances de deux ordres de grandeur supérieures aux distances pour lesquelles des systèmes similaires ont été développés jusqu'à présent dans la technologie des jets et dans d'autres domaines connexes."
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La principale et l'une des tâches techniques les plus difficiles de cette mission a été l'arrêt en temps opportun des moteurs. Le choix du couple correct dépendait de la précision de la détermination de la vitesse. Une erreur dans sa détermination de seulement un mètre par seconde a dévié la trajectoire de 250 kilomètres. Il fallait lancer la fusée à une heure bien définie, contrôler très précisément sa trajectoire et sa vitesse, et donner l'ordre d'éteindre les moteurs au bon moment.
Voici comment Boris Chertok le décrit dans son livre "Rockets and People":
«Les erreurs possibles du système autonome d'arrêt des moteurs du deuxième étage - de l'intégrateur des accélérations longitudinales - ont dépassé les tolérées. C'est pourquoi, dès le début, il a été décidé d'utiliser le système de radiocommande pour éteindre le moteur en mesurant la vitesse et les coordonnées."
Un réflecteur tronqué de l'expédition FIAN Crimean.
L'extrême complexité de la résolution de ce problème est indiquée dans le projet de conception du système de surveillance radio en orbite d'objets E-1:
"Un problème aussi complexe ne peut être résolu en un temps relativement court qu'en combinaison avec un système de radiocommande, qui devrait assurer à la fin de la section active de la trajectoire, la mesure de six paramètres de mouvement avec une précision suffisante pour résoudre le problème de la frappe de la lune."
Selon les ingénieurs, il était impossible de maintenir la précision de la détermination des paramètres du mouvement, qui étaient initialement prévus, mais cela aurait dû être suffisamment précis pour frapper la lune. De plus, la liaison radio air-sol était censée transmettre les signaux des systèmes de télémétrie RTS-12A (sur la partie active de la trajectoire) et RTS-12B (sur la partie passive de la trajectoire) installés à bord de l'E-1.
Lien vers l'inconnu
La difficulté de créer un lien radio, qui est directement dans le document appelé par ses développeurs "le lien le plus faible" E-1 ", a consisté en l'erreur de transmission du signal à travers l'atmosphère terrestre, qui a influencé la détermination des coordonnées et de la vitesse de l'objet. Ce problème est toujours d'actualité, notamment pour les systèmes de navigation par satellite, et à la fin des années 1950, sa solution ne faisait que commencer.
Le modèle de la station interplanétaire automatique "Luna-3", lancé le 4 octobre 1959 et pour la première fois transmis à la Terre une image de l'autre côté de la Lune.
Mais les choses ont empiré à l'approche de la lune. Si les effets de l'influence de l'atmosphère terrestre et du champ magnétique sur les ondes radio étaient au moins connus, alors personne ne savait à quoi s'attendre de la lune:
"Lorsque l'objet" E-1 "passe dans la zone de proximité immédiate de la Lune, des erreurs supplémentaires peuvent se produire dans les mesures radio de ses coordonnées et de sa vitesse en raison de l'ionosphère de la Lune, dont l'existence doit être supposée."
La première preuve convaincante de l'existence de l'ionosphère autour de la Lune a été fournie dans les années 1970 par les vaisseaux spatiaux soviétiques Luna 19 et Luna 22.
La composition du sol lunaire était connue très approximativement:
«Lors du calcul des valeurs du coefficient de réflexion et du gain dans la direction de l'émetteur radio de sonde en raison des irrégularités de la surface lunaire, il est nécessaire de connaître la composition chimique et la structure de la surface lunaire. Dans la littérature, l'opinion la plus répandue est que la surface lunaire est constituée de roches volcaniques solides, de composition similaire à celle de la Terre, recouvertes d'une couche de poussière d'environ plusieurs millimètres d'épaisseur. Un essai expérimental d'une telle structure a été réalisé dans des conditions terrestres."
Contact
Pour mener à bien la mission E-1, il était nécessaire de maintenir une communication radio avec l'appareil à une distance de centaines de milliers de kilomètres. Cela nécessitait de puissantes antennes terrestres d'émission et de réception d'une superficie effective d'au moins 400 mètres carrés. Il n'y avait pas d'antennes spécialement créées à ces fins, et encore moins de systèmes de communication, à l'époque, et les scientifiques soviétiques improvisaient. Pour commencer, j'ai dû admettre que l'équipement que j'aimerais avoir pour accomplir la tâche ne sera pas et ne sera pas:
«Une telle surface efficace est possédée par un réflecteur parabolique d'un diamètre d'au moins 30 mètres. Actuellement, nous ne disposons pas d'antennes opérationnelles avec de tels paramètres. Il est également impossible de développer et fabriquer de telles antennes et notamment des dispositifs rotatifs en azimut et en élévation pour celles-ci dans les délais prévus pour l'installation E-1. À cet égard, il est nécessaire de trouver une solution technique de compromis. À l'heure actuelle, la branche de production nationale ne produit pas de dispositifs rotatifs permettant la rotation de 12 antennes sur 12 en azimut et en élévation. Par conséquent, avec un laps de temps limité pour le développement et la fabrication d'antennes terrestres, il est conseillé d'utiliser des dispositifs rotatifs provenant de stations radar capturées "Big Würzburg" ou SCR-627 ".
Réflecteur parabolique d'un diamètre de 7,5 mètres du radar capturé "Greater Würzburg".
"Big Würzburg" - stations de guidage des avions de combat, qui, avec un ensemble complet de documentation de conception, ont été prises par des spécialistes soviétiques d'Allemagne. Le radar américain SCR-627 d'une capacité de 225 kilowatts a été fourni à l'URSS sous prêt-bail pendant la Grande Guerre patriotique. Ces deux antennes nécessitaient des améliorations significatives.
Dans le même temps, un problème très important pour le pays du nord était en train d'être résolu avec la mise en place d'un nouveau complexe. Il a fallu choisir le point avec l'élévation maximale de l'objet "E-1" au-dessus de l'horizon. La partie méridionale du territoire européen de l'URSS convenait à cette exigence. L'expédition de Crimée de FIAN dans la ville de Simeiz a été choisie. Il y avait déjà deux réflecteurs d'une surface effective de 70 et 120 mètres carrés, respectivement, et il y avait un réflecteur parabolique du radar Bolshoi Würzburg capturé, sur le dispositif rotatif duquel il était possible de mettre une nouvelle antenne (l'antenne installée dessus avec un diamètre de 7 mètres était jugée insuffisante):
Schémas d'installation de la station au sol pour la réception et la transmission d'informations vers le "E-1".
«La possibilité réelle d'utiliser des antennes radio-astronomiques prêtes à l'emploi de l'Institut de Physique de l'Académie des Sciences dans le quartier de la ville de Simeiz (Crimée) avec quelques modifications permet d'y placer un point de mesure. Dans ce cas, des moyens radio contrôleront trois sections de la partie passive de la trajectoire: le début - selon le système de radiocommande, le milieu - 12 + 200 mille kilomètres et la fin - 320 + 400 mille kilomètres selon les mesures du système de surveillance radio. L'équipement de mesure de la plage, de la vitesse et de la télémétrie, dont les antennes sont créées sur la base de dispositifs rotatifs tels que "Big Würzburg" et SCR-627, sera situé sur le mont Koshka."
La partie réceptrice de l'équipement au sol devait être montée en permanence et la partie émettrice devait être placée sur le châssis d'une voiture ZIL-151.
Schémas d'installation de la station au sol pour la réception et la transmission d'informations vers le "E-1". La partie de réception et d’enregistrement de l’équipement au sol a été montée en permanence, et les dispositifs de transmission - sur le châssis d'une voiture ZIL-151.
C'est ainsi qu'en URSS est apparu le premier point de communication de l'histoire de l'humanité avec une station spatiale interplanétaire, qui était le principal jusqu'à la création d'un nouveau centre de communication spatiale près d'Evpatoria. À Simeiz, ils ont appris la chute du premier appareil artificiel sur la lune et ont reçu la première photo de l'autre côté de la lune.
Atteindre la Lune Les premiers "lunaires", comme leurs créateurs appelaient "E-1", n'avaient même pas de noms, seulement un index. Seuls deux des sept véhicules ont obtenu une place dans l'histoire, ceux qui ont réussi à atteindre la Lune. Luna 1 (la quatrième tentative de lancement du E-1) a eu lieu à 6000 kilomètres de la Lune. Lors de l'émission de l'ordre de coupure du moteur du troisième étage (bloc "E"), qui a été émis depuis la Terre, le temps de passage du signal du poste de commande à la station n'était pas pris en compte.
Dispositif rotatif de type "627" avec une courroie en phase de 10x6 mètres installée dessus.
Néanmoins, ce fut un grand succès pour l'URSS, célébrée dans le monde entier, mais les créateurs de la liaison radio étaient mécontents: la radiocommande ne fonctionnait pas parfaitement et ne touchait pas la lune. Ce qui s'est passé a été parfaitement décrit par Boris Chertok:
«Mais l'équipe radio était en retard! Ensuite, bien sûr, ils ont compris que les stations de contrôle radio au sol - les RUP - étaient à blâmer. La troisième étape, avec le conteneur lunaire et le fanion, n'a pas frappé la Lune, le miss était de 6000 kilomètres - environ une fois et demie le diamètre de la Lune. La fusée est entrée dans son orbite indépendante autour du Soleil, est devenue un satellite, devenant ainsi la première planète artificielle du système solaire au monde. Le lancement de janvier a été une très bonne séance de répétition et de formation pour nous tous. Le travail de la troisième étape a été entièrement testé pour la première fois. Il s'est avéré très utile de vérifier le système de radiocommunication, de recevoir la télémétrie du conteneur, de traiter les résultats de la détermination opérationnelle de ses coordonnées, d'établir l'interaction du complexe d'instruments de mesure, du service de contrôle d'orbite et des centres de calcul. Tout l'équipement embarqué fonctionnait bien."
Réflecteur parabolique tronqué de l'expédition FIAN Crimean.
Les données transmises par l'appareil ont permis d'établir l'absence de champ magnétique sur la Lune, le niveau de rayonnement a été mesuré et les paramètres du vent solaire ont été étudiés. Le complexe radio embarqué a transmis des signaux à la Terre jusqu'à ce qu'il soit éliminé de plus de 500000 kilomètres et ne s'est tait que lorsque les batteries étaient complètement vides: 62 heures après le lancement, malgré le fait qu'elles aient été conçues pour seulement 40 heures.
Cependant, ce ne fut pas un succès complet. Les dirigeants de l'URSS ont exigé que les premiers, avant les Américains, atteignent la surface de la Lune. Cela a été réalisé au moment politique le plus approprié pour cela - lors de la visite de Khrouchtchev aux États-Unis en septembre 1959.
Cependant, cette coïncidence était plutôt un accident. Au total, au cours de l'année précédente, l'URSS a lancé six stations vers la lune. Dans quatre cas, des accidents se sont produits dans les cinq premières minutes du vol du lanceur.
L'appareil "Luna-2".
Un autre lancement n'a pas eu lieu en raison du retrait d'un lanceur défectueux de la rampe de lancement. Mais en septembre, le démarrage a été réussi et exactement à l'heure convenue (1 seconde plus tard que prévu). Tous les systèmes fonctionnaient parfaitement et à 00:02:24 le 14 septembre, tous les signaux de la station de Simeiz et des stations de télémétrie de Baïkonour ont été brusquement coupés - Luna-2 s'est écrasé sur le satellite terrestre.
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Nous vous invitons à feuilleter la version électronique du document et à ressentir l'esprit des ingénieurs soviétiques du milieu du siècle dernier, qui, disposant de beaucoup moins de ressources et de capacités que leurs homologues américains, ont pu remporter la première partie de la course lunaire.
Auteur: Vladimir Koryagin
