Кроме настройки аппаратуры в условиях внешнего подсвета основной проблемой при полигонных испытаниях была юстировка антенной системы, которая должна была быть произведена с ювелирной точностью. Юстировка по требованию представителей приёмки выполнялась в статическом и динамическом режимах. Для статики использовался передатчик маяка (на башне). Сложнее было с динамической юстировкой. Пришли к выводу, что наиболее подходящим для этого является аэростат с передатчиком на борту. С помощью троса, управляемого лебёдкой, поднимали аэростат на высоту до 1000 м. Юстировка прошла успешно. В результате полигонных испытаний была достигнута необходимая динамическая точность аппаратуры, определён оптимальный состав и расстановка всех средств управления. В 1957 г. в соответствии с постановленными сроками был готов первый образец аппаратуры, который направлен к месту дислокации и установлен на заранее обозначенной позиции. Туда же выехала большая бригада разработчиков во главе с Г. Я. Гуськовым. Первые пуски ракет осуществлены с использованием аппаратуры, разработанной в институте. В целом были подтверждены высокие технические и эксплуатационные качества всего комплекса, что позволяло с большой вероятностью при приемлемой точности выдавать команды в систему управления (в том числе важнейшую команду на отсечку двигателя ракеты). Были ли отказы? Да, были, и о них скажем ниже.
Пуски ракет на полигоне Тюратам начались в мае 1957 г. Всё лето отказы ракет следовали друг за другом. Наконец 4 октября 1957 г. состоялось историческое событие: впервые достигнута первая космическая скорость и произведён запуск искусственного спутника Земли. По заданию спутник должен был иметь массу до 100 кг. Спутник в виде шара нёс два радиопередатчика на частоте 20 и 40 мГц. Орбита спутника имела вытянутую форму с максимальным удалением от Земли 947 км, время витка 96 мин 10 с.
Слово "спутник" стало общепринятым на языках всего мира. Это было триумфом СССР, громадным достижением народа и прежде всего – многотысячных коллективов, работающих по космической тематике. Но был человек, для которого 4 октября 1957 г. стал не только днём осуществления мечты его многотрудной жизни, но и свидетельством возможностей концентрации всех духовных и физических сил на пути поставленной им великой цели. Этот человек – Сергей Павлович Королёв.
В молодости Королёв строил и испытывал планеры. В 1929 г. закончил МВТУ. Увлекшись работами Циолковского, в 1932 г. вошёл в Группу изучения реактивного движения (ГИРД). Когда ГИРД влили во вновь созданную организацию – реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ), Королёв короткое время работал заместителем начальника РНИИ, а затем был переведён на должность начальника отдела летательных аппаратов с ЖРД. Как показала история, этот переход в дальнейшем спас ему жизнь. Нужно сказать, что Королёв нередко балансировал на грани жизни и смерти. При испытаниях первого в стране ракетоплана с ЖРД – РП-318 – случилась авария, когда вырвавшийся при взрыве кусок трубы ударил Королёва в висок. Спасли от смерти несколько мм пролёта. Летом 1938 г. Королёв был незаконно репрессирован, а затем отправлен на Колыму. В письмах в вышестоящие инстанции он просил дать ему возможность работать по специальности, о свободе в письмах ничего не говорилось. С оказией отправил письмо матери в Москву, где в иносказательной форме просил её сходить к дяде Мише (М. М. Громову) и Вале (В. С. Гризодубовой). Благодаря упорству матери визиты эти состоялись, что сказалось на дальнейшей судьбе её сына. От изнурительного труда в карьере и голода Королёв заболел цингой и слабел с каждым днём. Неожиданно пришла команда из центра отправить Королёва на большую землю. Прибыв в Магадан в декабре 1939 г., он узнал, что опоздал на последнее судно, отправившееся в Приморье. Впоследствии выяснилось, что это судно с заключёнными на борту во время шторма затонуло. В очередной раз судьба спасла Королёва от гибели. Появившийся в Хабаровской пересыльной тюрьме Королёв был настолько слаб, что его сочли смертником. Тюремный врач приняла в его судьбе живое участие, отправила ему в тюрьму, несмотря на зиму, несколько тазов со свежими овощами, и Королёв выжил. Далее его перевели в небезызвестные "шарашки", а в 50-е годы прошлого века назначили генеральным конструктором ракет на жидкостных двигателях. То, что ему удалось – первым в мире выйти в межпланетное пространство – останется за ним навсегда.
Я сознательно коснулся некоторых фактов из биографии отцов космонавтики – Циолковского, Кондратюка (Шаргея), Королёва, чтобы показать, с каким трудом продвигаются новые идеи и какой ценой заплачено за их осуществление. Кажется справедливым, когда события оцениваются по перипетиям судьбы данного учёного, конкретной личности. Но если мерить историческим масштабом, то 50–60 лет, прошедшие с момента рождения дерзкой мысли прорыва в космос до момента её реализации – промежуток времени ничтожный.
Успех, вызванный запуском первого спутника Земли, породил волну наград и присвоения званий. В первую очередь это касалось ОКБ Королёва и его соратников из смежных организаций. И это было правильно, т. к. они были основными "виновниками" торжества. До 108-го института эта волна докатилась в сильно ослабленном виде. Вспомним, что говаривал Королёв: если радисты вовремя не сдадут аппаратуру, обойдёмся без них. Не обошлись. Но наград в тот момент (октябрь 1957 г.), насколько мне известно, никто из разработчиков аппаратуры в институте не получил. Зато было другое. В институт пришёл приказ министра обороны СССР маршала Г. К. Жукова об установлении персональных окладов. В списке было ограниченное число фамилий. Помню Гуськова, Абрамова. Был в списке и я. Ряд руководителей института вообще не знал о существовании приказа, другие скрывали его от сотрудников, чтобы не вызывать социального напряжения. Дело в том, что в тот период уровень зарплаты сотрудников был относительно невысоким, а основатель института академик А. И. Берг любил напоминать, что учёные должны работать не ради денег, а во имя науки. Выписка из приказа Г. К. Жукова долгое время у меня хранилась, напоминая о том эпохальном событии и о том, что волею судьбы я оказался причастным к нему.
Теперь об отказах радиоаппаратуры при пусках ракет. В самом начале 1959 г. пришёл взволнованный Гуськов и сообщил, что при пуске лунной ракеты аппаратура в процессе слежения зацепилась за "боковик" вместо основного лепестка. Я как раз присутствовал в этот момент в комнате. Стали обсуждать происшедшее. Пришли к выводу, что наиболее просто исправить ситуацию схемным путём, т. е. "отсечь" наибольший "боковик". Была намечена схема, которую быстро реализовали, после чего вопрос оказался закрытым. Добавлю, что подобная "накладка" возникла, по-видимому, потому, что в лаборатории издавна установился стереотип ручного режима (в отличие от автоматики), когда оператор безошибочно отслеживал отметку по основному лепестку. Сведения о других отказах разработанной в 13 лаборатории радиоаппаратуры до меня не доходили, хотя она эксплуатировалась, как говорят, почти 10 лет. Но вот я прочёл в книге Б. Е. Чертока (2002 г., с. 131), что был зафиксирован отказ системы управления выдать команду в 1961 г. якобы из-за "неустойчивой работы преобразователя питания". Это, откровенно говоря, меня настораживает, т. к. преобразователи (постоянного тока в переменный) разрабатывают, как правило, не радисты, а специалисты так называемой службы электропитания, блоки эти многократно тестируются, подвергаются на испытаниях всевозможным воздействиям, в т. ч. на долговечность работы. Но даже если такой случай произошёл (в жизни всякое бывает, отказывают и ракеты, и люди), следовало заменить один блок на другой, работоспособный, но при этом не делать далеко идущих выводов.
В 1958 г. Гуськов попросил меня взять на себя представительские функции и направиться на завод, которому предстояло изготовить и сдать специально созданной приёмке два комплекта аппаратуры для будущих работ на полигоне Тюратам. Я немедленно выехал на завод, прошёл по цехам, отвечал на возникающие вопросы и в течение ближайших месяцев старался ускорить ход работ. В этом мне активно помогал в то время начальник сборочного цеха П. М. Бурлак. Без его содействия трудно было бы организовать продвижение блоков и узлов по заводу в короткие сроки. Образцы аппаратуры сдавались по полной программе. Комплексы размещались в большегрузных фургонах и включали множество блоков и узлов. После сдачи машины были направлены на полигон. Именно эта аппаратура была включена в систему управления и обеспечивала выведение на орбиту первых космических кораблей с космонавтами на борту. Ю. А. Гагарин открыл эру пилотируемых полётов 12 апреля 1961 г.
Следует иметь в виду, что в тот исторический период без создания подобных комплексов радиоаппаратуры были бы невозможны высокоточные пуски ракет и выведение на орбиту космических аппаратов. В дальнейшем по мере совершенствования автономных систем наведения потребность в наземных комплексах управления этого вида постепенно снижалась.
Напомню, что уникальную аппаратуру создал, в общем-то, небольшой коллектив разработчиков во главе с главным конструктором Г. Я. Гуськовым и руководителями направлений Ю. М. Кругловым и О. С. Индисовым.
Глава 7
Кибернетика, радиолокация, помехи (научно-популярный очерк)
108 институту исполняется 70 лет. Отечественная радиолокация – на 10 лет старше. С тех пор, когда производились первые опыты и дальность действия созданных приборов едва достигала нескольких сотен метров (Ю. К. Коровин,1933 г.) или единиц километров (Б. К. Шембель, 1934 г.), радиолокация прошла огромный путь развития. Если судить только по дальности действия, то современная аппаратура способна принимать сигналы, отражённые от целей, расположенных на расстояниях от единиц метров до нескольких тысяч километров. Сейчас практически нет таких областей в жизни страны, где бы не использовались в том или ином виде средства получения радиолокационной информации.
В гражданской сфере РЛС применяются для нужд авиации, на море – для кораблевождения, при запуске и посадке космических аппаратов, в интересах разведки и поиска природных ресурсов, в геологии и геодезии, для регулирования транспортных потоков, при астрофизических исследованиях. Вот что, например, используется в гражданской авиации. Для управления воздушным движением основным средством являются импульсные РЛС с дальностью действия 300–400 км, кроме этого, в районах крупных аэропортов наблюдение ведут РЛС с дальностью 100–200 км. Эти РЛС, как правило, двухкоординатные (дальность, азимут), третья координата (угол места или высота) определяется путём запроса РЛС и активного ответа с лоцируемого объекта. Навигация по трассе может производиться теми же РЛС, но возможна и автономная навигация. Для выполнения посадки применяются специализированные РЛС, следящие за отклонением от курса и глиссады спуска. Посадочные РЛС имеют дальность в несколько десятков км, но обладают высокой точностью. Современные аэропорты обеспечены также РЛС обзора летного поля с дальностью в несколько километров, работающие в миллиметровом диапазоне волн. Высокая разрешающая способность этих РЛС обеспечивает распознавание самолётов, автомашин, движущегося персонала. Особое место занимают бортовые средства, определяющие препятствия и предотвращающие столкновения. Среди навигационных бортовых приборов, работающих на радиолокационных принципах, отметим радиовысотомер, а также доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса. Важное значение в авиации имеют метеорологические РЛС, обеспечивающие информацией о гидрометеорах (осадки, облака) и других метеопараметрах. Намечаются пути внедрения в повседневную практику автоматизированных систем на базе цифровых ЭВМ.
В военной области РЛС применяются для обнаружения и измерения координат пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, на морских просторах – ордеров и отдельных кораблей, на сухопутном ТВД – танков, автомашин, артиллерийских орудий, миномётов, движущихся колонн пехоты. Важной задачей РЛС является управление стрельбой в моторизованных, танковых, артиллерийских частях, на кораблях и подводных лодках ВМФ, в авиации во время воздушного боя, а также при прицельном бомбометании. РЛС используются для наблюдения за полем боя и координации действий отдельных воинских соединений. Решающую роль играют РЛС при пуске и наведении ракет разных классов на выбранные цели. Так, невозможен прицельный пуск зенитных ракет в ЗРК без высокоточных РЛС. Локаторы обеспечивают следование по заданной траектории крылатых ракет, радиолокационные методы в сочетании с управлением существенно повышают прицельность попадания баллистических ракет в цель, и наконец, действие РЛС дальнего обнаружения и измерения координат БЧ ракет вместе с коррекцией движения поражающего средства при помощи ЭВМ создают условия для успешной работы всей системы ПРО.
Ввиду разнообразия радиолокационных методов и средств классификация РЛС довольно сложна. Однако на некоторые критерии можно указать. Одним из таких критериев является диапазон используемых волн. В целом этот диапазон достаточно широк: от длинноволновой части радиодиапазона вплоть до области рентгеновского излучения. Большинство РЛС всё же работает в диапазоне от метровых до миллиметровых волн. Другой критерий проистекает от связки РЛС-цель. Так, наиболее распространены РЛС с активным излучением и приёмом отражённого сигнала от пассивной цели. Но могут быть системы с активным ответом (т. н. "запросные" системы). В этом случае на цели устанавливается ответчик, который по запросу РЛС излучает сигнал. Имеются пассивные РЛС с приёмным устройством, предназначенным для приёма, например, теплового излучения объекта или излучения небесных тел. Возможны и беззапросные системы, когда в РЛС имеется приемно-измерительное устройство, а передатчик находится на цели. Различают также одно – или многопозиционные РЛС. В последнем случае единый приемопередающий центр обслуживает приёмные устройства, находящиеся на удалении от него (т. н. "разнесенные" системы). Существуют и многопунктные системы навигации для самоопределения собственного положения объекта относительно опорных маяков или наземных РЛС.
Как видим, радиолокация прошла солидный путь развития. Но уже с началом эксплуатации первых РЛС наряду с полезными колебаниями от лоцируемых целей на входе РЛС стали появляться сигналы, затруднявшие или даже делавшие невозможным нормальное функционирование РЛС. Источниками этих сигналов служили мешающие отражения от местных предметов, таких как лес, кусты, постройки в зоне действия РЛС, а также морских отражений от волн, обильных дождей, снега и т. п. Но природа нарушающих сигналов могла быть и иной. Паразитными для данной РЛС являлись некоторые излучения промышленных предприятий, соседних РЛС, космических объектов.