АДУ-1000
| ||||||||||||||||||||||||
История советских Центров дальней космической связи началась в 1960 году с создания комплекса «Плутон» в Крыму, возле города Евпатория.
Комплекс «Плутон» состоит из трёх раздельных приёмных и передающих антенн АДУ-1000. Передающая (К1 — ) находится на 2-й площадке Центра дальней космической связи возле посёлка Заозёрное, две приёмные (К2 — , К3 — ) находятся на 1-й площадке Центра дальней космической связи. Разнесение антенн на 8,5 км связано с необходимостью изолировать чувствительное приемное оборудование на 1-й площадке от мощного излучения передающих антенн на 2-й площадке.
Построенные всего за один год, эти антенны обеспечивали все программы исследования дальнего космоса до конца 1970-х годов, пока им на смену не была построена антенна РТ-70. На базе этих антенн был создан первый советский планетный локатор диапазона дециметровых волн, проведены первые в мире радиолокационные исследования Венеры, Марса и Меркурия и уточнены модели их движения.
Содержание |
История
Евпаторийский центр дальней космической связи (НИП-16), строили военные из Евпаторийского управления начальника работ (УНР) под командованием полковника В. Я. Левина. Сооружение первой очереди «объекта МВ» («МВ» расшифровывается как «Марс-Венера»)[1] началось в марте 1960 года.[2]
Крымский полуостров был очень удобен для строительства НИПов[2][3]:
- Крым — самая западная часть СССР, которая первая встречала спутники на первом витке после старта с Байконура (при обычном наклонении орбиты советских космических аппаратов — 65°)
- В западной равнинной части Крыма, где строился «объект МВ», очень чистый горизонт, позволяющий устанавливать устойчивую связь с космическими аппаратами (КА) уже при угле места 7°[4].
- Здесь наибольшее количество солнечных дней в году и наименьшее количество осадков, даже в сравнении с рядом расположенной Евпаторией.
- Близость к экватору позволяла увеличить зону охвата и обеспечить устойчивую связь с КА.
- Мягкий климат, без сильного перепада температур.
- Развитая инфраструктура: аэродромы, железные и автомобильные дороги, линии электропередач, что позволяло уменьшить капиталовложения и ускорить строительство, и при этом, несмотря на непосредственную близость к черноморскии пляжам, в этом районе побережье было малолюдным даже в пик сезона.
Для обеспечения устойчивой связи с космическими аппаратами (КА) внутри Солнечной системы необходимо было построить параболическую антенну диаметром около 100 метров. Сооружение такого типа антенн занимает 5-7 лет.[3] Первые пуски советских КА к Марсу планировались на октябрь 1960 года. Главный конструктор СКБ-567 Евгений Губенко принял оригинальное предложение инженера Ефрема Коренберга построить вместо одной большой параболической антенны систему из восьми стандартных 16 метровых параболоидов. Металлоконструкции механизмов и приводов были использованы готовые от линкоров.
Работы шли быстрыми темпами, уже в сентябре 1960 года на 2-й площадке возвышалась приёмная АДУ-1000.[3] Но старты не состоялись из-за аварий ракет-носителей. В декабре 1960 года антенны были откалиброваны по космическим радиоисточникам. До постройки в 1964 году в США 64-метровой антенны, комплекс «Плутон» был самой мощной системой дальней космической связи. Практическая работа комплекса началась со станцией «Венера-1», запущенной в феврале 1961 года. Затем был запуск в ноябре 1962 года станции «Марс-1». В 1970-х годах успешно велись работы с КА «Венера» и КА «Марс». Позже «объект МВ» начинает работать и с пилотируемыми КА и являлся основным центром управления полётами, до постройки ЦУП в городе Королёв, после чего выполнял функции запасного ЦУП.
Конструкция
Антенна АДУ-1000 представляет собой решётку из восьми 16-метровых дюралевых параболических зеркал, расположенных в два ряда по четыре зеркала на общем поворотном устройстве.
Решётка размещена на двух прочных корпусах дизельных подводных лодок, сваренных между собой и закреплённых на ферме железнодорожного моста, которая установлена на опорно-поворотном устройстве 305-мм орудийных башен главного калибра утилизируемых крейсеров типа «Сталинград».[3][5][2][6] Поворотные устройства орудийных башен лично отбирали С. П. Королев и М. В. Келдыш.[2] Вся антенна покоится на бетонном основании, выполненном с высокой точностью. Использование готовых конструкций позволило построить антенны в ускоренные сроки. Все вращающиеся части каждой антенны весят 1500 тонн.[2]
Фидерный тракт приёмной антенны выполнен на базе волноводов 292×146 мм. Сигналы суммируются сначала от каждой вертикальной пары зеркал, затем от двух соседних пар, объединённых в четвёрку, и, наконец, от двух четвёрок, образующих восьмёрку.[7]
Первая советская система «Кадр» цифрового программного управления наведением антенн АДУ-1000 была создана в 1960 году в ЦНИИ «Агат» под руководством Я. А. Хетагурова. Выполненные Хетагуровым научные исследования и теоретические проработки позволили создать систему программного управления и наведения с точностью, полностью удовлетворяющей требованиям дальней связи, обусловленными технико-технологическими заданиями на систему. Разработка системы «Кадр» была высоко оценена правительством: Я. А. Хетагуров был награждён орденом Ленина и медалью Президиума Академии наук СССР «В ознаменование первого в мире выхода человека в космическое пространство», участники разработки были награждены орденами и медалями.[8]
Электроприводы антенн АДУ-1000 разработаны и отлажены НИИ автоматики и гидравлики (бывший ЦНИИ-173 оборонной техники). Радиосистемы комплекса «Плутон» создавалась СКБ-567. 16-метровые параболические антенны изготавливал Горьковский машиностроительный завод оборонной промышленности, металлоконструкцию для их объединения монтировало НИИ тяжелого машиностроения, электронику системы наведения и управления антеннами разрабатывал МНИИ-1 судостроительной промышленности.[3]
В 1961 году передающая антенна была модернизирована для обеспечения работы планетного радиолокатора. Системы планетного радара, были разработаны в Институте радиотехники и электроники АН СССР и созданы в виде макетов. Были впервые применены недавно изобретённые мазеры. Работами руководил А. В. Францессон.
В этом же году осуществлена первая в мире радиолокация Венеры. В 1962 году были модернизированы и приёмные антенны для обеспечения одновременного приёма в ДМ и СМ (λ=8 см) диапазонах волн. Для этого зеркальная система элемента решётки выполняется по двухзеркальной схеме Кассегрена[9][7] и устанавливается двухчастотный облучатель. Фидерный тракт СМ диапазона выполнен на базе круглых волноводов диаметром 70 и 120 мм.
Характеристики
Антенна АДУ-1000 работает в ДМ диапазоне волн (λ=30…40 см).
Эффективная площадь антенны 900 м², шумовая температура при зенитном положении антенны 25 К. Ширина диаграммы направленности (ДН) антенны на приёмной частоте в горизонтальной плоскости 16 угл. мин, в вертикальной 36 угл. мин. На передающей частоте ширины ДН соответственно равны 19 и 40 угл. мин.[7]
Поступающая от передатчика мощность в 1960 году была равна 10 кВт в режиме непрерывного излучения. Затем мощность была повышена до 40 кВт. В данный момент мощность передатчика в режиме непрерывного излучения равна 80 кВт (4 клистрона по 20 кВт). В импульсном режиме мощность достигает 250 мегаватт в стерадиан.[5]
Антенна имеет программное наведение с точностью 1 угл. мин.
В 1962 году «Плутон» был модернизирован. На нём была установлена аппаратура приёма научной информации в сантиметровом диапазоне. Были применены малошумящие квантовые усилители на парамагнитных кристаллах, охлаждаемые жидким гелием. После модернизации эффективная площадь антенны в ДМ-диапазоне волн составила 650 м², в СМ — 450 м². Размер луча — 2500×1250 угл.сек.[5]
Скорость передачи научной информации составляла до 3 кбит/с при приёме телеметрии и до 6 кбит/с при приёме изображений.
Дальность связи — 300 млн км.[2][5]
Научные задачи
Комплекс «Плутон» обеспечивал все советские программы исследования дальнего космоса до конца 1970-х годов.
В 1960-70-х годах велись работы с космическими аппаратами (КА) «Венера».
В 1971 году велась работа с КА «Марс-2» и «Марс-3».
В 1973 году с КА Марс-4, −5, −6 и −7 были исследованы атмосфера и поверхность Марса, получены первые цветные снимки его поверхности.
В 1961 году осуществлена первая в мире успешная радиолокация планеты Венеры.
Летом 1962 года, после повышения чувствительности приемной аппаратуры, произведена первая в мире радиолокация Меркурия.
В октябре-ноябре 1962 года проведено повторное радиолокационное исследование Венеры.
19 и 24 ноября 1962 года была осуществлена радиосвязь через планету Венера. Инициатором этой радиопередачи был О. Н. Ржига. Для модуляции использовался кода Морзе, длительность точки составляла 10 сек, тире — 30 сек, в десятисекундных паузах излучалось номинальное значение несущей частоты (λ=39 см), при передаче «точек» и «тире» излучаемая частота увеличивалась на 62,5 Гц, общее время радиопередачи составило 8 минут. 19 ноября было передано телеграфным кодом слово «МИР», через 4 минуты 32,7 секунды отражённый от Венеры сигнал был принят на Земле. 24 ноября было послано радиотелеграфное сообщение из слов «ЛЕНИН», «СССР» и отражённый от поверхности Венеры сигнал был принят через 4 минуты 44,7 секунды. Эти сообщения являются первыми радиопередачами для внеземных цивилизаций в истории человечества. Сигнал, пройдя мимо Венеры, отправился к звезде HD131336 из созвездия Весы.[10]
В конце 1950-х центральной проблемой астрономии был вопрос об источниках релятивистских частиц. Наиболее вероятным источником была Крабовидная туманность. 16 апреля 1964 года на АДУ-1000 наблюдалось очень редкое астрономическое явление покрытия Луной туманности обнаружили дифракционную картинку, соответствующую компактному радиоисточнику. Было зафиксированно изменение яркости компактной области в юго-восточной части Крабовидной туманности, излучение которой существенно снизилось на следующий день. В дальнейшем было показано, что эта особенность определяется облаком релятивистских электронов, проходящих в тангенциальном направлении магнитной силовой трубки.
16 ноября 1996 года — работы с КА Марс-96[4]:.
В 2004 году с помощью АДУ-1000 изучалось влияние корональных дыр на геопроявления.[11]
Современное состояние
Предложено создание без особых капитальных вложений импульсного радиолокатора на основе радиотехнических систем Национального центра управления и испытания космических средств Украины (АДУ-1000 (приёмная антенна) и П-400 (излучающая антенна)) для прогноза астероидной опасности, каталогизации космического мусора, исследования солнечной короны, околосолнечной и межпланетной плазмы, а также для радиоастрономических исследований дальнего космоса. Показано, что при использовании крупногабаритных антенн АДУ-1000 и П-400 такой радиолокатор при длине волны около 30 см на высотах около 100 км обнаруживает объекты с минимальными размерами около 0,7 см.[12]
Используемый комплексом «Плутон» частотный диапазон наиболее представителен в радиоизлучении Солнца, оптимален для построения трёхмерных радиоизображений Солнца и исследований околосолнечной плазмы, радиогалактик и квазаров. На диске Солнца пространственное разрешение около 1000 км.[12][11]
Использование современой элементной базы и компьютерных технологий позволяет получить существенный экономический эффект (прежде всего каталогизация космического мусора, позволяющая безопасно выводить на орбиту КА) используя законсервированные комплексы антенных устройств.
Примечания
- ↑ ОБЪЕКТ «МВ» «Секретные материалы» № 2, январь 2006
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Из истории великой цивилизации
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Черток Б. Е. Глава 5. Обратная сторона // Книга 2. Ракеты и люди.
- ↑ 4,0 4,1 Запуск и полет станции "Марс-96"
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Don P. Mitchel. Soviet Telemetry Systems. Deep-Space Communication Centers
- ↑ Митрахов, Николай Королев и Украина. Ракетно-космические страницы (рус.). Национальное космическое агентство Украины Проверено 11 сентября 2009.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 Глава 8. Наземные антенные системы // Радиосистемы межпланетных космических аппаратов : сборник / Под ред. А. С. Винницкого. М.: Радио и связь, 1993. С. 139—175.
- ↑ Г. А. ХЕТАГУРОВ. НЕТ ПРОРОКА В СВОЕМ ОТЕЧЕСТВЕ
- ↑ Sven Grahn. ADU-1000 antennas at Yevpatoria
- ↑ А. Л. Зайцев. Радиовещание для внеземных цивилизаций
- ↑ 11,0 11,1 СОСТОЯЛОСЬ ЗАСЕДАНИЕ НТС НЦУИКС
- ↑ 12,0 12,1 Вестник ХНУ
Ссылки
- Действующая АДУ-1000 Эпизод фильма «Укрощение огня» на Youtube
- Современное состояние АДУ-1000(К1) на Youtube
- Российские станции дальней космической связи
 |
Эта статья является кипарисовой статьёй Крымологии. |
