11.04.2024
Радиосвязь с первыми космонавтами
Рис.1. Ю.А.Гагарин - первый космонавт Рис.2. С.П.Королёв – Генеральный конструктор
12 апреля, в День космонавтики, давайте поговорим о связи с космонавтами во время первых полетов в космос.
Сейчас нам трудно себе это представить, но во время первого полета человека в космос 12 апреля 1961 года радиосвязь космонавта с Центром управления полетом пропадала надолго.
Остается только восхищаться мужеством первого космонавта Юрия Алексеевича Гагарина, ни разу не потерявшего самообладания в полете в смертельно опасных ситуациях, в которых до него никто еще не оказывался. Вернее сказать, оказывались собаки и манекены – и из семи полетов кораблей "Восток" до него лишь три закончились благополучно.
Управление первыми полетами космических кораблей было полностью автоматическим, поскольку никто не знал, как поведет себя космонавт в условиях невесомости, выдержит ли его психика длительное одиночество во мраке вселенной.
А это значит, что именно радиосвязь обеспечивала управление полетом и посадкой летательного аппарата. Кроме того, предусматривалась радиотелефонная и радиотелеграфная связь с космонавтами, постоянная отправка на Землю информации о техническом состоянии важнейших узлов корабля и физическом состоянии пилотов (телеметрии) и пеленгация спускаемого аппарата для определения места его посадки.
Для организации столь сложной схемы коммуникаций было создано несколько систем радиосвязи с аппаратурой на Земле и на космическом корабле:
– система ультракоротковолновой (УКВ) радиосвязи с позывным "Заря" использовала специальные наземные приемно-передающие устройства на научно-измерительных пунктах Министерства обороны;
– коротковолновая (KB) радиосвязь с позывным "Весна" – включала приемные и передающие средства на коротковолновых центрах Министерства связи СССР;
- на время полетов запускалась система телефонных и телеграфных каналов проводной связи от Центра управления полетами (ЦУП) к УКВ пунктам Министерства обороны и KB центрам Министерства связи.
Система "Весна" работала в диапазоне 10 - 24 МГц. Телефонная или телеграфная связь с борта корабля осуществлялась с помощью передатчика мощностью 6 - 10 Вт. На передающих центрах Минсвязи на Земле использовались передатчики мощностью от 15 до 500 кВт, работавшие в основном на ромбические антенны. Изначально связь с первыми космическими кораблями обеспечивали 12 KB центров системы «Весна». После учета их эффективности число центров сократилось до шести: два в Москве (Бутово и Львовская), а также по одному в Новосибирске, Иркутске, Алма-Ате и Хабаровске.
Данные телеметрии отправлялись с корабля по радиотелеграфу (мощностью 1 Вт) по 17 информационным каналам, которые различались по длительности передаваемых посылок.
В процессе посадки корабля по изменению длительности определенной посылки фиксировались момент включения тормозной двигательной установки (ТДУ) и момент отделения от корабля спускаемого аппарата. При приземлении спускаемого аппарата на парашюте специальная антенна в одной из строп парашюта передавала радиосигнал "АН" для его пеленгации (также мощностью 1 Вт). А через 10-15 мин после приземления спускаемого аппарата выстреливалась штыревая антенна, которая продолжала передавать сигнал "АН".
Центр управления полетами с каждым из КВ и УКВ центров был связан двумя телефонными и телеграфным каналами. Каждый телефонный канал встраивался в единую сеть циркулярной диспетчерской связи.
Работа центров связи координировалась Центром управления полетом (ЦУПом). Для этого на карту земного шара наносились рассчитанные на ЭВМ диаграммы направленности антенн каждого из задействованных центров, а также накладывался рассчитанный и начерченный на кальке стандартный виток - проекция полета корабля на Землю с нанесенными метками времени.
На каждый из центров телеграммой из Центра управления полетом передавались данные о времени включения и выключения определенного передатчика и данные о пересечении экватора для каждого витка. Такие же – дублирующие - карты с калькой траектории стандартного витка сотрудники каждого центра подготавливали самостоятельно.
В каждом центре во время полета постоянно находились представители Центра подготовки космонавтов для переговоров с экипажем корабля и передачи необходимых данных.
Также на время полетов Министерство связи СССР запрещало работу отечественных радиостанций на частотах, близких к частотам системы "Весна", и проводило "расчистку" частот зарубежных станций включением на этих частотах передатчиков большой мощности.
Для приема радиосигналов с борта корабля на максимально удаленных участках его маршрута привлекались высококвалифицированные радисты - "слухачи", способные воспринимать сигналы минимальной интенсивности.
Специалисты из НИИ Радио Министерства связи обязательно присутствовали в ЦУП во время полета, чтобы прогнозировать прохождение радиоволн по траектории полета и рекомендовать наиболее благоприятные периоды для связи с кораблем.
Особенно интенсивно коротковолновая связь с космическим аппаратом применялась в зонах «нулевой радиовидимости» УКВ-центров, а также когда в космосе находилось несколько кораблей одновременно или при непредвиденных ситуациях.
Система коротковолновой связи «Весна» для связи с космонавтами использовалась более 10 лет и была свернута в 1970-е годы из-за ее очень высокой стоимости.
По прошествии полувека часть материалов, связанных с первыми полетами в космос, были рассекречены – и мы можем узнать несколько любопытных подробностей тех далеких событий.
Прежде чем отправить на орбиту живых людей, качество радиосвязи с бортом корабля проверяли на манекенах - их называли "Иван Иванычами" и отправляли в полет обвешанными многочисленными датчиками. Это были копии человека – настолько точные, что инженеры в цеху надевали на них халаты, чтобы «соблюсти приличия». Во рту у "Иван Иваныча" размещали динамик – по нему передавали в записи концерт хора имени Пятницкого. Обычную запись человеческой речи передать не решились, чтобы конкуренты на западе, перехватив сигнал и услышав голос с орбиты, не сделали вывод о запуске человека в космос Советским Союзом.
Собаки и манекены во время первых запусков ракет проверили на себе и «систему аварийного спасения» пилота на самом опасном участке полета – 20-секундном подъеме ракеты от стартового стола: для парашютирования такой высоты было недостаточно, и потому рядом с ракетой на старте натягивали стальную сетку. В случае аварии космонавт должен был катапультироваться и упасть на нее.
Первые полеты управлялись автоматически по радиосвязи. Однако, у космонавта была возможность переключить систему в ручной режим – у него имелся секретный числовой код в запечатанном конверте для чрезвычайных ситуаций. В конверте у Гагарина значилось «125». Категорически запрещалось сообщать код космонавту перед стартом. Но оказалось, что Юрию Алексеевичу «волшебное число» тайно сообщили практически все, кто был в курсе – в его мужестве и самообладании никто не сомневался!
Рис.3. Космический корабль «Восток»
© SCIENCE MUSEUM/GLOBALLOOKPRESS.COM
Рис.4. Схема космического корабля «Восток»
По желанию космонавтов с Земли передавались музыка, песни или последние известия.
В частности, Юрий Гагарин во время своего легендарного полета слушал Леонида Утёсова и песню «Ландыши», а сам перед стартом насвистывал песню «Родина слышит, Родина знает».
По воспоминаниям Олега Ивановского, ведущего конструктора космических кораблей "Восток", закрывшего за первым космонавтом люк корабля перед стартом, уже после герметизации крышки корабля ему по радиосвязи позвонил генеральный конструктор Сергей Павлович Королев и сообщил о плохом контакте одного из датчиков крышки. Королев потребовал как можно скорее снять и заново установить крышку! Ивановский переглянулся с монтажниками Морозовым и Селезневым и попросил предупредить Юрия Гагарина об открытии люка.
«Сняли 32 гайки с замков, сняли крышку. Заметил, что Юрий, чуть приподняв левую руку, внимательно смотрит на меня в маленькое зеркальце, пришитое на рукаве, и тихонько насвистывает мотив песни: "Родина слышит, Родина знает".
Посмотрел на кронштейн, на котором стоял КП-3. Все было на месте. Прощаться с Юрой еще раз было некогда, успел поймать только в зеркальце его хитрющий взгляд. Крышка опять на замках. Снова гайки: Первая. Есть тридцать вторая! Стрелка вакуумметра неподвижна: "Есть герметичность!".
Но самое главное, как потом признались пультовики, просто у них внизу, на Земле, одна лампочка стала неправильно мигать. Поэтому и делать-то ничего не надо было.»
После закрытия крышки люка Гагарин в течение двух часов планово готовил машину к старту, причем начал подготовку с проверки радиосвязи.
Рис. 5. Приборная панель корабля «Восток-1» Ю. А. Гагарина. Центральный Музей Вооружённых Сил, Москва
Недавно опубликованы записи переговоров Юрия Алексеевича с ЦУПом и многочисленными центрами радиосвязи по всей стране.
Позывной Гагарина – «Кедр». Позывной УКВ-центров – «Заря», позывной КВ-центров – «Весна».
"Заря-1" (УКВ):
- главный конструктор ОКБ-1 КОРОЛЕВ С.П.,
- заместитель начальника Боевой подготовки ВВС генерал-лейтенант авиации КАМАНИН Н.П.
Вот лишь несколько минут переговоров:
|
7.25 |
Кедр: Работаю на ДЭМШ (ДЭМШ - динамический электромагнитный микрофон шлема). Даю счет: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10. |
|
7.26 |
Кедр: Проверка связи. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10. Как слышите? |
|
7.27 |
Кедр: Вас слышу хорошо. Работаю на ДЭМШ. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Как поняли? |
|
7.28 |
Кедр: Прием на телефон. |
|
7.29 |
Кедр: Проверку связи закончил. Как поняли? … |
|
7.30 |
Заря 1 (Королев): Понял Вас отлично. Данные Ваши все принял, подтверждаю. Готовность к старту принял. У нас все идет нормально. |
|
7.32 |
Заря 1 (Королев): Как слышите меня? Мне нужно Вам передать. |
Гагарин действительно был удивительно спокоен и собран, его пульс тогда – 64 удара в минуту.
После бесконечных проверок в 9-07 состоялся наконец старт ракеты, на Земле услышали ставшее легендарным «ПОЕХАЛИ…», но первый полет Гагарина завершился успешно во многом благодаря его самообладанию и, возможно, везению. Из-за сбоя в системе радиоуправления не все системы корабля сработали штатно, и «Восток-1» оказался на орбите, высота которой на 100 км превышала плановую. В такой ситуации при отказе ТДУ (тормозной двигательной установки) корабль мог остаться на орбите на 15 или 20 суток без достаточного запаса воды и еды для пилота.
За 108 минут полета ракета «Восток» с Юрием Гагариным на борту поднялась на максимальную высоту 327 км, максимальная скорость ее движения составила около 28 000 км в час.
В полете системы связи переключались с УКВ на КВ центры и обратно, но через 50 минут после старта связь «Востока-1» с радиоцентрами на территории нашей страны прервалась. И тогда в ход вступили радиотелеметрические станции «Трал-К» на кораблях Четвертой Тихоокеанской гидрографической экспедиции (так официально называли Первый плавучий измерительный комплекс Минобороны СССР под управлением контр-адмирала Ю.И.Максюты) – корабли «Сахалин», «Сучан», «Сибирь» и «Чукотка», расположившись в Тихом океане в ряд от 40° северной широты до 8° южной широты с интервалами 700-900 миль, по очереди принимали прямо с экранов электронно-лучевых трубок телеметрические данные с космического корабля, в первую очередь – пульс и дыхание космонавта, и телеграммами передавали в ЦУП и на космодром Тюра-Там (позже – Байконур).
Рис.6. Судно «Сахалин»
. 
Рис.7. Судно «Сучан»
Также за полетом внимательно следили с кораблей «Краснодар», «Долинск» и «Ворошилов» в Атлантическом океане. В случае необходимости моряки были готовы вступить в двухстороннюю радиосвязь с космонавтом, применить бортовые вертолеты и плавсредства и провести поисково-спасательные работы в океане.
Рис.8. Размещение судов в Тихом и Атлантическом океанах
Вот как описан этот процесс на сайте ветеранов Флота космической службы:
Контр-адмирал Ю.И.Максюта: «Начальник станции быстро находит среди пичков сигнала параметр пульса, выкрикивает "Ноль!", старшина станции нажимает кнопку секундомера, идет отсчет пичков до конца текущей минуты. Через 6о секунд старшина командует: "Стоп!" Начальник повторяет число - "76". Оно вносится в заранее подготовленный бланк и по телеграфу срочно передается в ЦУП и Тюра-Там. Таким же образом отсчитан параметр дыхания – «22».
Самым опасным участком полета оказался спуск – он занял около получаса и был отмечен чередой непредвиденных событий: отказал один из клапанов тормозного двигателя, корабль начал непрерывно вращаться с большой скоростью, при входе в плотные слои атмосферы загорелась обшивка, Гагарин увидел пламя в иллюминаторе и крикнул: «Я горю! Прощайте, товарищи». В итоге корабль приземлился совсем не в том районе, где его ждали, и Гагарин чудом избежал приземления на воду – в Волгу. За несколько километров от Земли он катапультировался и приземлился отдельно от спускаемого аппарата без какого-либо запаса еды и воды и без рации недалеко от деревни Смеловки близ города Энгельса Саратовской области.
Рис.9. Спускаемый аппарат космического корабля «Восток». Крышка, отделившаяся на высоте 7 километров, падала на Землю отдельно, без парашюта.
Поскольку по радио еще в процессе полета на весь мир было объявлено об успешном запуске человека в космос, увидевшие Гагарина колхозники сначала испугались, но потом быстро поняли, кто именно «упал на них с неба».
Рис.10. Гагарин в первые минуты после приземления.
Из Доклада Ю.А. Гагарина на заседании Государственной комиссии после космического полета: "13 апреля 1961 г. СОВ. СЕКРЕТНО экз. № 1
...Я ждал разделения [отсеков]. Разделения нет. Я знал, что по расчету это должно было произойти через 10-12 сек. после выключения ТДУ. При выключении ТДУ все окошки на ПКРС погасли. По моим ощущениям больше прошло времени, но разделения нет. На приборе "Спуск" не гаснет, "приготовиться к катапультированию" - не загорается. Разделения не происходит. Затем вновь начинают загораться окошки на ПКРС: сначала окошко третьей команды, затем - второй и затем - первой команды. Подвижный индекс стоит на нуле. Разделения никакого нет... Я решил, что тут не все в порядке. Засек по часам время. Прошло минуты две, а разделения нет. Доложил по КВ-каналу, что ТДУ сработало нормально. Прикинул, что все-таки сяду нормально, так как тысяч 6 есть до Советского Союза, да Советский Союз тысяч 8 км, значит, до Дальнего Востока где-нибудь сяду. "Шум" не стал поднимать. По телефону доложил, что разделения не произошло.
Я рассудил, что обстановка не аварийная. Ключом я передал "ВН" - все нормально. Через "взор" заметил северный берег Африки, Средиземное море. Все было четко видно. Корабль продолжал вращаться. Разделение произошло в 10 часов 35 минут, а не в 10 часов 25 минут, как я ожидал, т. е. приблизительно через 10 минут после конца работы тормозной установки".
Прекрасно понимая опасности своей работы, Гагарин перед полетом оставил письмо жене: "В технику я верю полностью. Она подвести не должна. Но бывает ведь, что на ровном месте человек падает и ломает себе шею. Здесь тоже может что-нибудь случиться". Это письмо Валентине Ивановне передали только после трагической гибели Ю.А.Гагарина в 1968 году.
И в заключении хочется напомнить, что в советские годы наша страна отчаянно соревновалась с западом за первенство в освоении космоса и преуспела в этом, сначала создав первую в мире межконтинентальную баллистическую ракету Р-7, затем с ее помощью отправив на орбиту в 1957 году первый в мире ИСЗ – искусственный спутник Земли и, наконец, в 1961 году - первый пилотируемый корабль «Восток-1» с Юрием Гагариным на борту.
При этом, средства радиосвязи позволяли нашим конкурентам внимательно следить за нашими достижениями – как иллюстрацию приводим здесь фотографию траектории полета корабля «Восток» с подробными поминутными комментариями этапов полета от запуска до посадки.
Рис.11. Траектория полёта корабля "Восток".
С 6:26 до 6:32 UTC станция слежения Shemya (Алеутские о-ва, США) принимала телевизионный сигнал с борта "Восток" Источник: svengrahn.pp.se
Источники:
1. КВ радиосвязь на первом этапе полетов космонавтов - К 40-летию полетов Ю. А. Гагарина и Г. С. Титова, В. Н. Танетов, - "Электросвязь" №7, 2001 г., стр. 45.2. https://historyrussia.org/sobytiya/pervyj-v-mire-poljot-cheloveka-v-kosmos-sostoyalsya-v-etot-den-58-let-nazad.html - сайт Российского Исторического общества (Историко-документальный просветительский портал создан при поддержке фонда «История Отечества»)
3. http://niskgd.ru/mix/p21/index.htm - сайт ветеранов флота космической службы
4. https://www.litres.ru/book/a-m-kurochkin/uriy-ivanovich-maksuta-predelnaya-dalnost-43644642/chitat-onlayn/ - Юрий Иванович Максюта. Предельная дальность. - А.М.Курочкин
5. https://style.rbc.ru/people/601bf0809a794719e1f80b68
6. https://www.techinsider.ru/technologies/1549976-sovetskaya-pressa-umolchala-ob-etih-podrobnostyah-pervogo-kosmicheskogo-poleta-gagarina/
7. https://rg.ru/2014/03/09/gagarin-site.html - Российская газета, 09 марта 2014 года - Российская газета - Неделя - Федеральный выпуск: №58(6330)
8. https://www.gctc.ru/main.php?id=296 – сайт НИИЦ подготовки космонавтов имени Ю.А.Гагарина
9. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гагарин,_Юрий_Алексеевич
Автор статьи – Урумян Тамара,
экскурсовод, хранитель Музея истории телефона
