Малые спутники конструкторского бюро

Малые спутники конструкторского бюро

Одновременно с разработкой и запуском ракет-носителей в КБ "Южное" происходило бурное становление деятельности космических подразделений, занимающихся проектированием малых спутников.

В новую для себя область космической техники проектанты конструкторского бюро вошли с собственной концепцией, собственным взглядом на аппараты для изучения околоземного пространства. В отличие от своих старших товарищей — специалистов королевского ОКБ, они не пошли по пути создания сложных и дорогих летающих лабораторий. С самого начала решено было организовать производство достаточно простых спутников, выполняющих вполне конкретные поставленные задачи. Для обеспечения нормального функционирования приборов, устанавливаемых на спутнике, предусматривался единый комплекс обслуживающих систем. Упрощение работы наземного персонала достигалось большой автономностью спутников.

Если при создании первых спутников перед проектантами все время стоял королевский объект МС-1, который во многом и определил конструкцию собственного первенца, то, "войдя во вкус", проектанты стали решать и более серьезные задачи. В ходе проектирования и разработки были получены уже собственные принципиально новые конструктивные решения.

Одна из проблем возникла при проектировании спутника, предназначенного для системы контроля противовоздушной обороны. К конструкции внешней его оболочки согласно техническому заданию предъявлялись диаметрально противоположные требования.

С одной стороны, из условий калибровки локаторов она должна была иметь форму идеального шара, поскольку именно такая поверхность хорошо поддается расчету и по ней можно производить метрологическую юстировку станций системы противовоздушной обороны.

Но поверхность оболочки для обеспечения питания электроэнергией одновременно должна была нести и солнечные батареи в виде плоских пластин.

Долго ломали голову над этой проблемой: как сделать "граненый шарик". И, наконец, поиски увенчались успехом, нужное решение было найдено: корпус спутника необходимо представить в виде замкнутого многогранника — додэкаэдра с плоскими гранями, а на них наклеить также плоские элементы солнечных батарей, сверху поместить металлическую сетку, частота ячеек которой должна выбираться из условия беспрепятственного прохождения солнечных лучей, и в то же время быть такой, чтобы локатор не реагировал на ее дискретность, а воспринимал как сплошную оболочку.

Однако на пути реализации этого остроумного решения встал завод. Довод один — не сможем выполнить.

Пришлось конструкторам, засучив рукава, взяться за дело самим. Выточили деревянный болван, на который методично с помощью пайки, выложили всю сетку, предварительно расчертив для этого всю поверхность вручную. И когда заводчане увидели воочию, что это все возможно сделать, то не только приняли предложение, но, проявив изобретательность, нашли более изящное решение для осуществления технологии сборки сетки, сделав ее из двух полуоболочек.

Так родился новый оригинальный спутник для системы противоракетной обороны — ДСП-1, положивший начало серии искусственных спутников Земли для калибровки наземных радиолокаторов и исследования верхних слоев атмосферы по заказам Министерства обороны. Один из создателей противоракетной обороны Советского Союза Главный конструкто Г.В. Кисунько в этой связи в своих мемуарах отмечает:

"… Янгель начал запускать из Капьяра первые ИСЗ серии "Космос", служившие согласно нашему заданию "мишенями" для проверки функционирования радиолокационных средств ПРО…"

Параллельно в ОКБ продолжали проводиться проектные и конструкторские работы по созданию спутников для Академии наук СССР и Министерства обороны СССР. Характер сформировавшихся задач, их многообразие и накопленный опыт по разработке первых космических аппаратов подсказали идею необходимости проведения унификации разрабатываемых малых объектов.

Однако с самого начала стало ясно, что создать универсальный спутник практически невозможно — настолько разнообразными оказались характер и объем предполагавшихся исследований. И в то же время целый ряд специфических особенностей допускал создание некоторых ограниченных модификаций спутников, позволявших решать ту или иную группу однородных, или, по крайней мере, близких по своему характеру научно-исследовательских задач.

Переход от одной модификации к другой давал возможность сохранять максимальную преемственность конструкции, а обслуживающие системы и схемы управления бортовой аппаратурой практически не зависели от конкретной научной задачи, решаемой спутником.

Основная идея унификации базировалась на независимости бортового служебного комплекса и конструкции спутника от решаемых научных задач. Это дало возможность установить на всех модификациях единый малогабаритный комплекс служебных систем. Кроме того, в самой конструкции унифицированных аппаратов предусматривалась возможность установки, в случае необходимости, дополнительных служебных систем, в частности, системы ориентации по магнитному полю Земли, системы закрутки и др., что расширяло область использования аппаратов.

Эскизный проект первых в мире унифицированных спутников Земли был успешно защищен в 1963 году. Экспертная комиссия, возглавляемая Президентом Академии наук СССР М.В. Келдышем, дала высокую оценку проведенной работе и начинанию днепропетровских специалистов.

Унифицированные аппараты позволили широким фронтом развернуть научные исследования в околоземном пространстве при резком сокращении времени на разработку и удешевлении стоимости ИСЗ.

Параллельно развернулись масштабные работы для Генерального Заказчика (Министерства обороны) по созданию отечественных космических систем специального назначения со спутниками ДС-К8, ДС-К40, 11Ф616, 11Ф619, систем юстировки и поддержания в боевой готовности специальных наземных средств, фотонаблюдения, космических связных систем.

Создание в ОКБ специализированного конструкторского бюро космических аппаратов, а на заводе — космического производства явилось отражением реальных перемен, знаменовавших выход космической техники в Украине на широкую дорогу.

Середина шестидесятых годов стала самым плодотворным периодом становления космической тематики в конструкторском бюро. За ОКБ закрепилась ведущая роль в области целого ряда приоритетных космических тем. Это был период активного становления коллектива, пополнявшегося за счет молодых специалистов вузов, накопления научно-технического потенциала. Происходившие перемены нашли выражение в рождении новых оригинальных идей, реализованных в проектируемых объектах. Именно в этот период был разработан принципиально новый спутник, получивший название "Космическая стрела". С его помощью решалась проблема оптического зондирования атмосферы из космоса с целью определения ее строения и состояния. Эта, казалось бы, чисто астрофизическая задача применительно к атмосфере Земли приобретала прямое прикладное значение как средство совершенствования прогноза погоды.

При запуске спутника на минимально возможную высоту для проведения исследования околоземного пространства требуется сохранять его ориентацию и стабилизацию. При решении поставленной задачи возникла идея использования для этой цели аэродинамических сил. В результате родилась новая система, потребовавшая целого ряда нетрадиционных оригинальных решений.

Спутники с первой в мире аэрогироскопической системой ориентации и стабилизации были запущены в 1967 году ("Космос-149") и в 1969 году (" Космос-320") и успешно выполнили свои задачи. На фоне этих несравненных успехов, как акт несправедливости, была воспринята участниками космической программы необходимость свертывания части работ исходя из обстановки, сложившейся в конструкторском бюро в конце 1967 года. Опять встал вопрос — по какому пути развиваться дальше ОКБ.

Связано это было напрямую с очередным витком международной напряженности, требовавшей срочного развертывания работ, способных влиять на сдерживание агрессивных сил и поддержание военного паритета. По заданию руководства страны ОКБ предстояло развернуть работы по созданию разделяющихся головных частей и соответственно нового поколения боевых ракет. Для того чтобы обеспечить выполнение правительственного заказа, Главный вынужден принять решение о переводе значительного числа специалистов с космической на боевую тематику.

И тем не менее сильно поредевший коллектив нашел в себе силы не только продолжить оставшиеся после сокращения космической тематики работы, но и выйти с интересными предложениями по широкому международному сотрудничеству в области исследования околоземного космического пространства с помощью автоматических космических аппаратов. При выборе типа аппаратов для решения задач по программе международного сотрудничества в качестве базового были приняты унифицированные аппараты типа ДС-У, которые хорошо зарекомендовали себя при изучении околоземного космического пространства и были достаточно дешевы в производстве. С октября 1967 года начинались регулярные контакты ученых и специалистов ГДР, ЧССР и СССР по увязке научной аппаратуры на космическом аппарате ДС-УЗС.

14 октября 1969 года ТАСС объявило о запуске первого спутника по новой международной программе, получившей название "Интеркосмос".

В рамках неправительственного соглашения СССР и Франции в 1969 году ученые и специалисты приступили к реализации советско-французских проектов, в том числе проекта "Аркад". Основной задачей его было проведение совместных экспериментов ученых двух стран по исследованию физических явлений в верхней атмосфере Земли в высоких широтах и изучение природы полярных сияний. Успешная реализация программы ознаменовалась запуском спутника "Ореол-1" разработки конструкторского бюро в декабре 1971 года. К концу шестидесятых годов кадровый кризис в ОКБ был преодолен, что позволило увеличить объемы работ по космическому направлению. И, как следствие, в 1971 году были разработаны обоснованные научно-технические предложения "О принципах проектирования космических аппаратов", которые широко обсуждались в коллективах страны, занимавшихся разработкой космической техники, и получили одобрение и поддержку.

С учетом указанных принципов создавались базовые многоцелевые космические аппараты (КАМ), в короткое время были разработаны предложения по реализации большого количества оборонных, научных и народнохозяйственных задач космического направления на основе всего трех модификаций ИСЗ — КАМ-I, КАМ-II, КАМ-III.