Надо сказать, что, упомянув в своей книге об уходе Коноплёва из НИИ-885, Б. Е. Черток ни словом не обмолвился о подключении к работам 108-го института. Было ли это следствием отсутствия у него информации или Б. Е. Черток считал этот факт проходным эпизодом, не заслуживающим внимания, трудно сказать. Но я обязан восполнить пробелы истории и выразить своё личное мнение о том, что без участия 108-го института в целом и коллектива 13 лаборатории в частности в работах по космической тематике не было бы успехов 4 октября 1957 г. (день запуска первого спутника Земли) и 12 апреля 1961 г. (день выведения человека в космос). Если коротко говорить, то именно благодаря достигнутым в разработанной аппаратуре 108-го угловой и дальномерной точностей при траекторных измерениях удалось получить указанные положительные результаты.
Итак, в самом начале 1956 г. 108-му поручили исполнить опытно-конструкторскую работу по созданию образцов аппаратуры, которая должна была войти в комплекс системы управления движением на восходящем участке траектории ракеты Р-7 (гл. конструктор ракеты С. П. Королёв). В дальнейшем работа получила шифр "Днестр".
Будоражили прежде всего сроки. Меньше чем за год нужно было поставить первые макеты аппаратуры, способные работать в полигонных условиях. Уровень технических задач возрос настолько, что речь шла фактически о создании аппаратуры нового класса. Но даже при всём этом задаваемые параметры казались завышенными и недостижимыми. Появились требования по организации полигонной базы для натурных испытаний. Создавалась специальная приёмка.
Встал вопрос о руководителе работы. Только что сменилось техническое руководство в институте. Новым главным инженером стал Т. Р. Брахман. Он вызвал к себе руководителя заказа "Галактика" Г. В. Кияковского и дал ему пришедшую в институт пачку "руководящих указаний". Кияковский несколько раз прочёл текст, и далее состоялось обсуждение. Я, конечно, не присутствовал при разговоре, но позднее слушал интерпретацию Кияковского и рассказ Брахмана на одном из совещаний. У меня сложилось впечатление, что обсуждение затронуло три темы: кто всё это будет выполнять, реальны ли сроки и достижимы ли выставленные требования. На первый вопрос Брахман отвечал, что работу должны делать те, кто выполнял заказ "Галактика", т. е. 13 лаборатория. Что касается сроков и параметров, то Брахман согласен, что имеются определённые трудности. В ответ на мнение Кияковского, что наличными силами в указанные сроки выполнить всё это невозможно, Брахман сказал, что в работе "Галактика" был сделан вывод о возможности создания аппаратуры и сейчас нет никаких объективных оснований для отклонения присланной заявки. Тем временем, пока шёл этот длинный разговор, Кияковскому становилось всё хуже и хуже, он слабел, голова раскалывалась, и Брахман вынужден был отправить Кияковского отдыхать.
Прекрасному специалисту Г. В. Кияковскому из-за последствий войны становилось всё труднее выдерживать нарастающую жизненную нагрузку, и он часто болел. Для решения новых задач нужен был не только специалист, но и организатор, имеющий опыт в проведении ОКР, способный быстро и оперативно решать возникающие вопросы. Нужен был человек, способный к тяжелейшей полигонной работе. Наконец, это должен был быть человек, который по своим физическим и духовным данным не отступится перед неизбежными и многочисленными трудностями и доведёт дело до конца. После определённых размышлений руководство назначило главным конструктором Г. Я. Гуськова. Разобравшись с основными требованиями к работе, Г. Я. Гуськов собрал инженерный состав лаборатории и рассказал о предстоящих задачах. Проблемы в то время казались неразрешимыми, ясно было одно: наличными силами работу не поднять. Дирекция начала поиск резервов. Главный инженер Т. Р. Брахман направил в лабораторию почти всех молодых инженеров из офицерского состава, накануне распределённых в институт из высших военно-технических училищ и академий. Для разработки аппаратуры к лаборатории были прикомандированы освободившиеся к этому времени специалисты из других подразделений, были серьёзно укреплены смежные отделы и лаборатории, призванные работать по данной тематике (особенно антенный и конструкторский отделы).
Первоначально Г. Я. Гуськов набросал основные направления работы и назначил ответственных исполнителей этих направлений. На первых порах обозначились следующие главные направления: угломерный канал и связанные с этим узлы и блоки, дальномерный канал с измерительным прибором (датчиком дальности), антенна, СВЧ узлы и приемная часть, дешифратор и сервисная (в т. ч. измерительная) схемотехника. Ответственным за разработку аппаратуры угломерного канала Гуськов назначил Ю. М. Круглова, недавно пришедшего в лабораторию и склонного к работам в области автоматического регулирования. Разработка антенны нового типа была закреплена за И. Б. Абрамовым. Весь блок вопросов, связанных с созданием СВЧ тракта, сохранялся за О. С. Индисовым. Мне Гуськов поручил заниматься измерением дальности, сказал, что надо рассмотреть возможные варианты построения датчика. В дальнейшем круг вопросов был расширен.
Мы в то время были далеки от вопросов управления космическими объектами, во всяком случае, большинство разработчиков, привлечённых к созданию аппаратуры этого класса. Необходимо было понять, что конкретно лежит в основе требований заказчика, какова платформа, на которую нам предстояло возвести будущую надстройку. Как известно, я не ракетчик и не принадлежу к славной плеяде управленцев космическими аппаратами, но я знал, что первые межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) в США "Атлас" и "Титан-1" использовали на начальном участке радиосистемы наведения. То же самое предполагалось и в нашем ракетостроении. Основными показателями для МБР являются максимальная дальность, величина боевого заряда и точность стрельбы. Масса заряда вместе с массой топливного бака определяют по формуле Циолковского для заданной ракеты её начальную скорость (в конце активного участка). Именно от этой скорости при оптимальном угле бросания ракеты (оптимальном угле тангажа) зависит максимальная дальность действия МБР. Итак, при заданном заряде и типе ракеты первые два основных показателя являются как бы заданными. Остаётся третий показатель – точность стрельбы. И здесь подходим к вопросам – чем мы управляем и как мы управляем. Управление по дальности производится отсечкой (выключением) двигателя последней ступени ракеты. Для того чтобы правильно управлять, надо свести к минимуму ошибки по дальности, начальной скорости и углу тангажа, а вот две первых компоненты ошибки стараются снизить путём надлежащего выбора метода траекторных измерений. В нашем случае НИИ-885 использовал разностно-дальномерный метод, при котором измеряется разность расстояний от изделия до двух измерительных пунктов – главного и зеркального, находившихся в сотнях километров друг от друга. Прямая, соединяющая оба пункта, была перпендикулярна директрисе стрельбы (см. цит. кн., с. 128). Измерение дальности осуществлялось датчиком дальности, после обработки данных в счётно-решающем устройстве вырабатывалась команда на отсечку двигателя ракеты. Кроме дальности необходимо управление ракетой по курсу (боковая радиокоррекция). Здесь основными составляющими бокового рассеяния являются отклонение от плоскости прицеливания и боковая компонента скорости ракеты в момент выключения двигателя. Как показывают расчёты, последняя (скоростная) компонента обычно является превалирующей. Так как её величина определяется начальной скоростью ракеты в конце активного участка, разностно-дальномерный метод использовался и для боковой коррекции. Разработанный в 13 лаборатории пеленгатор как раз и призван был дать информацию по углу и угловой скорости с высокой точностью. Автономная система в то время не в состоянии была обеспечить такие точности. И несмотря на громадный объём работы, отказаться от радиоуправления ракетчики тогда не могли. Характерна реакция С. П. Королёва. На замечание Б. Е. Чертока, что при таком объёме работ по радиосредствам "некогда будет заниматься собственно ракетой", Королёв ответил: "Если радисты будут "крайними", начнём летать без них, у нас своих проблем хватит. Но не вздумай об этом говорить. Мы везде будем выступать с требованием готовности "точно по графику" (для радистов)". Отсюда и такие жёсткие сроки.
Отличительной особенностью пусков МБР является то, что скорость ракеты в конце активного участка траектории оказывается несколько меньше первой космической скорости, равной у Земли 7910 м/сек. При росте скорости ракеты выше первой космической скорости траектория преобразуется в эллипс с перигеем в точке старта, а в случае превышения второй космической скорости (11190 м/сек) – в гиперболу. При выводе космических аппаратов на околоземную орбиту точность системы управления в основном определяется допустимыми ошибками в величине таких элементов эллиптической орбиты, как большая полуось эллипса и его эксцентриситет. В некоторых случаях (при встрече в космосе) необходимо также выдерживать пространственное положение плоскости орбиты. Однако расчёты показывают, что указанные ошибки в определении элементов эллиптической орбиты тесно связаны с ошибками по дальности и скорости аппарата в момент окончания активного участка траектории. Поэтому система радиоуправления была способна к точному выведению как МБР, так и космических аппаратов.
В те годы, о которых я пишу, наши ракетчики готовились не только вывести человека на околоземную орбиту, но и старались проложить путь к Луне. Мне всё это время казалось, что проживи Королёв ещё несколько лет, и новое чудо явит он: на луне высадится советская экспедиция. Но этого не случилось. Произошло другое. 21 декабря 1968 г. началась компания по высадке американцев на Луну, после чего экипаж Нила Армстронга ступил на её поверхность.
В этой связи я хочу рассказать об эпизоде, происшедшем сравнительно недавно, спустя десятилетия после описываемых мной событий. Мы сидели тесной компанией сотрудников бывшего 108-го по поводу очередного юбилейного торжества. Кто-то заговорил о космосе. И тут один из ветеранов института сказал: "Это мой дядя проторил дорожку американцам". "Какой дядя?", "кто это?" – посыпались вопросы. Ветеран продолжал: "Вы не поверите, но это двоюродный брат моего отца, который был значительно его старше, Юрий Васильевич Кондратюк в двадцатых годах прошлого века предложил построение и траекторию полёта космического аппарата к Луне, которыми впоследствии воспользовались американцы. Вот книги, которые свидетельствуют об этом". Я взял эти книги и стал читать. В одной из них, в предисловии, лётчик-космонавт В. И. Севастьянов, недавно ушедший из жизни, написал: "Схема, по которой осуществлялись американские лунные экспедиции, упоминается в научном блокноте нашего соотечественника Юрия Васильевича Кондратюка, и его записи датированы 1917 г. …Учёный вошёл в историю космонавтики, опубликовав в 1929 г. книгу "Завоевание межпланетных пространств". В. И. Севастьянов в том же предисловии сообщил, что американский сотрудник НАСА, предложивший схему полёта "Аполлона", Джон Хуболт, недавно прочёл историю Юрия Кондратюка, рассчитавшего примерно 50 лет назад, что встреча на лунной орбите – наилучший способ для посадки на Луну. "Мой бог, он шел тем же путём, что и я… Думая об этом, я не мог сдержать своих эмоций". Истинное имя Ю. Кондратюка – Александр Игнатьевич Шаргей. Жизненный путь Шаргея-Кондратюка весьма извилистый, и я бы сказал, драматический и даже трагический. Рано лишился родителей, окончил Полтавскую гимназию, в 1916 г. призван в армию. С началом Гражданской войны служил по принуждению в войсках Деникина, в 1921 г. сменил фамилию. Строил элеваторы, шахты, ветроэлектростанцию. В 1931–1932 находился в ссылке. Вывел основную форму ракетодинамики, первым предложил делать космический аппарат многоэтапным или многоступенчатым. По отрывочным данным, будучи командиром отделения связи, был убит в феврале 1942 г. на Орловском направлении.
Возвращаясь к событиям 1956 г., вспоминаю, что усиленно искал подходящий тип датчика, который мог бы быть использованным для передачи дальномерной информации. Остановился на потенциометрическом датчике. Пересмотрел имевшиеся в институте варианты, но ничего сколь-нибудь стоящего не нашёл. Из НИИ-885 передали чертежи трехсекционного малогабаритного датчика со схемой переключения номера секции. Этот датчик, как и многие другие, не обладал главным свойством – повышенной точностью выдерживания требуемой функциональной зависимости от угла поворота движка. Засел за расчёты и убедился, что точность намотки провода должна быть весьма высокой. На нашем производстве отказали сразу: нет намоточного оборудования. Пошёл по другим заводам. Везде был отказ. Наконец на одном из заводов, где делали потенциометрические датчики для зенитных установок, мне показали сами изделия и станки для намотки. Линейность намотки оказалась на порядок ниже того, что нам требовалось. Я показал свои данные. "Выполнить это невозможно", – ответили мне. Возвратившись, сообщил Гуськову. Он пошёл по иерархической лестнице, после чего от генерального конструктора последовал императив: "Что значит невозможно? Составить подробные требования и включить в постановление Правительства". Я составил ТТЗ и без особой надежды отправил по инстанциям. Неожиданно примерно через полгода сообщили, что пришёл груз. Это были первые образцы датчиков, существенно превышающие по размерам те изделия, которые показали мне. Присланные образцы были установлены в аппаратные кабины и проработали на полигоне много лет, давая информацию о дальности и скорости измеряемого объекта.
"Лётные испытания показали, что основной параметр, определяющий дальность полёта, – скорость в конце активного участка – измеряется радиосистемой на порядок точнее, чем тогдашними автономными приборами", – отметил в цитируемой книге Б. Е. Черток. Меня эта оценка радует.
Тем временем шла работа по созданию и настройке входящих в аппаратуру блоков и СВЧ-узлов. Развернулась разработка и изготовление антенн нового типа. Шло проектирование и изготовление документации на электрические блоки и механические узлы. Одновременно производилась экспериментальная отработка важнейших схемных решений. Работа шла непросто. Были серьёзные отставания от графика, но постепенно макет аппаратуры стал формироваться.
Начались работы по созданию экспериментальной базы на полигоне. Здесь я особенно хотел бы отметить тех сотрудников, которые первыми прибыли на полигон и стали подготавливать будущие работы.
Что из себя представлял полустанок Тюратам до 50-х годов прошлого века? Те, кто ездил в поезде Москва-Ташкент и спрыгивал после торможения поезда из вагона на этом полустанке, видел грязноватый пристанционный посёлок в степи и отдельные облупленные мазанки. Строительство полигона вели военные строители. Поначалу приехавшие командировочные жили в вагонах поставленного на прикол железнодорожного состава. Летом вагоны накалялись, и существовать в них было довольно трудно. Затем на площадке № 2 построили домики для главных конструкторов и гостиничные бараки для специалистов. Постепенно строительство набирало обороты. Был возведён пусковой комплекс (площадка № 1), а в десятках километров от него сформировался новый город Ленинск (бывшая 10 площадка). Ныне это – Байконур.
Система управления на полигоне создавалась совместными усилиями сотрудников нашего института и НИИ-885. Обстановку для работы без преувеличения можно было назвать сложной. Достаточно сказать, что наземная аппаратура размещалась в кузовах 15 автомашин. Впоследствии для аппаратуры были построены кирпичные здания. Тяжелейшие климатические условия, неустроенность быта, опасность эпидемий, трудности организации работы фактически на пустом месте – в таких условиях работали люди, которых смело можно назвать первопроходцами. А вот как характеризует обстановку Б. Е. Черток: "В сотнях километрах от стартовой позиции в голой степи пришлось строить не только здания для аппаратуры, но и казармы, столовые, электростанции и создавать условия жизнеобеспечения воинскому контингенту и радиоспециалистам промышленности".
Теперь об измерении угловых координат стартующих ракет. Для этого надо вспомнить о том уровне техники, которого мы добились к середине 50-х гг. прошлого столетия. В области наземной радиолокации удалось получить угловые точности определения координат движущихся целей около 20’. Это была высокая по тем временам точность визирования целей, тем более что она достигалась оператором в ручном режиме.
В работе "Днестр" предусматривалось достижение угловых точностей, по крайней мере на порядок выше, причём в более длинноволновом диапазоне частот. Согласно ТТХ требовалось получить точность определения угловых координат не менее единиц минут. На эту фантастическую точность накладывались и другие особенности работы. Из-за недостаточно точного положения наземного комплекса относительно позиции пусковых установок ракет приходилось в процессе слежения менять ориентировку плоскости визирования, что усложняло задачу. Требованию относительно высокой угловой скорости визирования препятствовала инерционность поворотного механизма антенной системы. Чтобы реализовать необходимые угловые точности, требовалось введение автоматического слежения с очень высокой крутизной пеленгационной характеристики в равносигнальном направлении и возможностью отстройки от неизбежных флуктуационных помех.
В процессе работы удалось решить эти и множество других проблем. Был разработан специальный механизм слежения по углу, включавший устройство программного управления и средства для автоматического ввода текущих угловых ошибок. Это была фактически система оптимального управления, в которой ошибки отсчитывались от прогнозируемого значения, что обеспечивало и необходимое быстродействие системы. Был спроектирован и создан уникальный датчик углового положения равносигнальной зоны на потенциометрической основе (с использованием ранее изготовленных образцов). Было разработано также счётно-решающее устройство, выдававшее проекции угловых координат и угловую скорость визирования цели.
Важнейшей частью комплекса являлась антенна, автором разработки которой был И. Б. Абрамов. Антенна строилась на базе одного из вариантов металловоздушной линзы (апланата), свёрнутой в улитку и запитываемой с помощью двух облучателей (для создания равносигнальной зоны). Размер раскрыва около 4 м. Облучатели антенны вращались с частотой обзора пространства. Сигналы в приёмное устройство поступали через вращающееся волноводное сочленение. Поворотный механизм антенны укреплялся на специальном основании, а облучающее зеркало сопрягалось с раскрывом антенны.
Для отработки аппаратуры и устройств связи с системой управления был организован полигон, на котором построена башня высотой более 80 м для установки маяка-передатчика. Рядом с пеленгационным комплексом в пределах до 100 м устанавливались кабины управления, связь осуществлялась с помощью кабелей.