Ракеты и люди. Горячие дни холодной войны

В плоскости солнечных батарей на герметичном отсеке корпуса был установлен радиатор-нагреватель, постоянно освещаемый Солнцем. Его поверхность оклеили фотоэлектрическими преобразователями, увеличив таким образом общую площадь солнечных батарей. За радиатором-нагревателем вокруг цилиндрической обечайки гермоотсека был установлен радиатор-холодильник. Автоматическое переключение потока циркулирующей в радиаторах жидкости позволяло охлаждать блок ЛБВ и поддерживать тепловой режим всего аппарата.

Режим ретрансляторов требовал особого внимания при их включении во время наземных испытаний. Они могли «сгореть» еще на Земле не только от перегрева, но и при отключении антенны. Энергия, не имея возможности превращаться в радиоволны, превращалась в тепло. Пока набирались опыта эксплуатации, все же умудрились в КИСе один ретранслятор сжечь. Капланов, узнав об этом, положил под язык таблетку. Я запретил включение ретранслятора в отсутствие представителей Капланова.

Наибольшего числа изобретений потребовало создание комплекса системы управления. Ни одна из многих систем, уже созданных к тому времени, не была принята даже «за основу».

Для «Молнии-1» небольшая команда из коллектива Раушенбаха придумала новую многорежимную систему управления, в основе своей сохранившуюся до настоящего времени. Совмещение многих функций, возложенных на систему при длительном сроке службы, оказалось возможным благодаря многоцелевому использованию гироскопического стабилизатора принципиального нового типа — трехстепенного силового гироскопа с управляемой скоростью вращения ротора.

Гироскопический стабилизатор играл ведущую роль практически во всех режимах работы системы ориентации. Его довольно сложная теория была разработана Евгением Токарем. Изготовить такой стабилизатор — это специальная электрическая машина — мы сами не могли. За эту работу — без принуждения и с завидным энтузиазмом — принялись специалисты в институте Андроника Иосифьяна. Работу возглавил Николай Шереметьевский. Гироскопический стабилизатор «Молнии-1» стимулировал во Всесоюзном научно-исследовательском институте электромеханики новое научно-техническое направление — силовую гироскопическую стабилизацию для космических аппаратов.

Система ориентации начинала работать с гашения угловых скоростей спутника после его отделения от носителя. Затем происходил поиск Солнца специальным солнечным датчиком и приведение продольной оси спутника, перпендикулярной плоскости солнечных батарей, к направлению на Солнце. Изменением угловой скорости вращения маховика-гироскопа осуществлялось вращение всего аппарата вокруг направления на Солнце до тех пор, пока одна из двух параболических антенн не занимала положение, позволяющее ей следить за Землей. Необходимый угол разворота контролировался специальным оптическим датчиком.

Чтобы приток электроэнергии за счет освещения батарей Солнцем был максимальным, непрерывную ориентацию на Солнце надо было удерживать на всем «длинном» участке орбиты, пока спутник не входил в тень Земли над южным полушарием. Во время полета по «солнечному» участку одна из двух остронаправленных антенн ретранслятора должна непрерывно ориентироваться, отслеживая направление на центр Земли. Для проведения коррекции орбиты был придуман хитрый маневр, при котором перед достижением перигея спутник ориентировался так, чтобы в точке перигея корректирующий импульс двигательной установки был направлен по касательной к орбите. В тех случаях, когда не хватало управляющих моментов силового гироскопического стабилизатора или требовалась его «разгрузка», работали реактивные микродвигатели в простейшем «релейном» режиме.

Динамика ИСЗ, управляемого одним электродвигателем-маховиком, и все режимы «релейного» управления были разработаны Владимиром Бранцем, Владимиром Семячкиным и Юрием Захаровым.

Средний возраст динамиков-теоретиков и разработчиков аппаратуры системы управления составлял 30 лет. Они на «целых» четыре года были старше и опытнее проектантов. Этих четырех лет оказалось достаточно, чтобы сделать реальной казалось бы задуманную «понарошку» систему.

Инженеры, проектировавшие «Молнию-1» в начале шестидесятых, стали уважаемыми учеными, имеющими многочисленных учеников. Но ни они сами, ни их ученики теперь не решили бы подобной задачи без десятков персональных компьютеров и парка мощных машин вычислительного центра, без отработки системы на аналого-цифровых моделях! В то время никто не помышлял о таких возможностях.

Впрочем, изобретатель центробежного регулятора для паровой машины Уатт владел математикой в пределах четырех действий, а первые паровозы Стефенсона, развивавшие скорость до 50 км/ч, создавались в начале XIX века даже без использования логарифмической линейки. В XX веке теория центробежных регуляторов и паровозостроения обросла таким математическим аппаратом, в котором, будь живы сами изобретатели, они бы не скоро разобрались.