среда, 2 октября 2013 г.

Космическая электротехническая лаборатория «Омега-1»

Метеорологическая обстановка влияет не только на мирную, но и на военную деятельность. Не говоря уже о необходимости учета погодных условий при планировании учебной или боевой деятельности вооруженных сил, наличие или отсутствие облачности определяет возможность выполнения разведывательной фотосъемки, а точность наведения головных частей современных межконтинентальных баллистических ракет требует учета температуры воздуха и скорости ветра в районе цели. Таким образом, военным пользователям метеорологические наблюдения со спутников необходимы даже более, чем гражданским.

В Советском Союзе работы по созданию спутниковой метеорологической системы начались в начале 60-х годов. В отличие от практически всех остальных космических аппаратов метеоспутники разрабатывались не ракетной фирмой, а Всесоюзным научно-техническим институтом электромеханики, относящимся к Министерству электротехнической промышленности. Такая аномалия могла быть вызвана изначальным стремлением создать спутник с электромеханической системой ориентации, избавляющей чувствительную инфракрасную и телевизионную аппаратуру от отрицательного воздействия выхлопов ракетных двигателей. (Нельзя, впрочем, исключить, что все было как раз наоборот).

Научно-производственное предприятие Всероссийский (ранее Всесоюзный) научно-исследовательский институт электромеханики (НПП ВНИИЭМ) в начале 60-х годов XX века стал основоположником в нашей стране создания космических систем для гидрометеорологии и контроля окружающей среды.

В 1960 году два главных конструктора А.Г. Иосифьян и М.К. Янгель решили создать специальную космическую лабораторию для исследований и отработки в реальных условиях длительного полёта в космосе некоторых видов электротехнической аппаратуры и материалов. Правительство поддержало их предложение, и в 1960 году вышло решение о создании двух спутников космических электротехнических лабораторий (КЭЛ). Эти спутники в процессе разработки получили название «Омега».

Космическая электротехническая лаборатория с самого начала задумывалась как необычный спутник, технически не похожий на те, что создавалось до этого. ВНИИЭМ начал исследовать в космической электротехнической лаборатории различные режимы ориентации – на Землю и Солнце. До этого на всех космических аппаратах в качестве силы, способной создавать управляющие моменты относительно центра массы, использовались газореактивные двигатели. Но длительное поддержание спутника в ориентированном состоянии потребовало бы большого запаса газа для реактивных двигателей, и не осталось бы массы для научных приборов. В связи с этим появилась идея создать электромеханическую систему ориентации.

Имея три двигателя-маховика, можно управлять движением аппарата вокруг центра масс по трём осям, при этом значительно сокращается расход рабочего тела, а необходимая электроэнергия поступает с солнечных батарей. Такая система ориентации и управления движением космическим аппаратом впервые в мировой практике была реализована на борту космической электротехнической лаборатории «Омега».

Для ведения работ сформировался небольшой коллектив, куда вошли специалисты по динамике полёта: И.Е. Сахаров, конструктор А.В. Чаев, ведущий электромеханик института Н.Я. Альпер. Был создан специальный сектор, который поручили возглавить молодому инженеру Ю.В. Трифонову. Когда по спутнику «Омега» вышло решение Правительства, дирекция организовала специальное конструкторское бюро (СКБ) во главе с опытным и волевым М.Т. Геворкяном, работавшим главным технологом института. Он вёл все конструкторские и технологические вопросы, а сектор Ю.В. Трифонова проводил работы, связанные с электрикой, общей схемой аппарата, отдельными узлами, и занимался испытаниями. С большими трудностями были сделаны два спутника и отправлены на космодром Капустин Яр.

Для запуска были предложены небольшие ракеты конструкции М.К. Янгеля, которые потом стали называться «Космос», так как с их помощью запускались многие спутники серии с таким же названием. Первоначально это была баллистическая шахтная ракета, к которой добавили вторую ступень. На стартовой позиции первая ступень располагалась в пусковой шахте, а вторая – над ней под открытым небом.

13 апреля 1963 года состоялся первый старт, а 13 декабря 1963 года был запущен второй спутник. Хотя и с недостатками, но в целом эти спутники, получившие после пуска наименование «Космос-14» и «Космос-23», работали. Оба спутника были выведены на орбиты высотой 250 – 350 км, наклонением 49°. Максимальная продолжительность работы на орбите – 6 месяцев. Спутники «Космос-14» и «Космос-23» были небольшие – массой около 300 кг, но буквально начинены новинками.

Ориентация и стабилизация впервые осуществлялась по трём осям с помощью электродвигателей-маховиков, созданных под руководством конструктора А.И. Мельникова. Имелись датчики положения Земли, Солнца, акселерометры, которые давали необходимые информационные сигналы для двигателей-маховиков.

Спутники имели солнечные батареи, работавшие в режиме ориентации на Солнце, что существенно повышало их эффективность. Был впервые разработан режим закрутки спутника вокруг оси, ориентированной на Солнце, со стабилизацией этого вращения. Этот режим впоследствии широко использовался на пилотируемых кораблях при эксплуатации станций серии «Салют».

Впервые в космической практике (на спутниках «Космос-14» и «Космос-23») были исследованы принципы преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью кремниевых полупроводниковых фотопреобразователей (при длительной ориентации солнечных батарей на Солнце), а также работоспособность аппаратуры при повышенных температурах и методы терморегулирования.

Вернуться на 1963

Вернуться на Космос

Использован материал с сайта  http://jurnal.vniiem.ru/text/124/11.pdf   

Комментариев нет:

Отправить комментарий