100 рассказов о стыковке: Часть-1 - [20]

Наш ПС всегда будет напоминать о той стремительности, с которой он ворвался в Новый и Старый Свет, о том эффекте, который он произвел на простых людей и их правительства, о тех последствиях, которые стали раскручиваться с каждым витком, с каждым его оборотом вокруг Земли.

Моя причастность к истокам космонавтики морально помогала и помогает в учебной деятельности, и не только. Тогда, 40 лет назад, мне пришлось разработать свой первый космический механизм — вентилятор и участвовать в подготовке электрической схемы управления. С этого совсем небольшого проекта, как и сам ПС, начиналась космическая электромеханика. В своей работе мы базировались на опыте техники ракет.

Я начал этот свой рассказ с лекций о космической технике. Мне показалось уместным включить в этот рассказ краткое изложение лекции № 2 из упомянутого курса.

СОДЕРЖАНИЕ:

— Почему «спутник» (?)

— Основные характеристики спутника

— ТЗ — техническое задание

— Электрическая схема

— Основные системы (СЭП, СУБА, БРП, СУД, СБИ, СОТР)

— Краткое описание и параметры

— Отработка космических аппаратов и бортовых систем

— Предполетные испытания

— ЛКИ — летно–конструкторские испытания

— Значения спутника для последующих проектов.

Почему следует начать со спутника? На это есть несколько хороших причин. Во–первых, он — первый. Во–вторых, он — простой, и о нем можно рассказать целиком. Затем, он содержит все основные системы, без которых нельзя летать в космос. И, наконец, далее по курсу будет видна эволюция, которую претерпели эти системы по мере развития космической техники.

Спутник весил 83,6 кг, его корпус имел сферическую форму диаметром 0,58 м и был изготовлен из алюминиевого сплава, тщательно отполированного снаружи. Внутри герметичного корпуса располагалась вся аппаратура. Снаружи к корпусу были прикреплены две пары радиоантенн длиной 2,4 и 2,9 м.

Следует еще раз обратить внимание на внешний облик спутника. Мне кажется, было трудно подобрать другой более запоминающийся образ, более стремительную форму, символически отображавшую прорыв человека в космос,

Каждая работа начинается с ТЗ — технического задания. Для спутника можно представить такое ТЗ: этот КА требовалось разогнать до скорости не менее 7,8 км/с, чтобы вывести его на орбиту высотой около 1000 км. Необходимо обеспечить радиосвязь и радиотелеметрический контроль. Конструкция должна быть надежной и выдерживать полет на ракете–носителе в условиях открытого космоса. Время активного существования — не менее двух недель.

Это общие требования, на их основе составляются частные ТЗ на аппаратуру и подсистемы.

Несмотря на кажущуюся тривиальность задачи и относительную простоту конструкции, как, впрочем, и всего ПС, в компонентах его конструкции отразилась их космическая сущность.

Спутник содержал основные системы, по крайней мере в зародыше, все те, которые стали принадлежностью других КА, В наше время они входят в состав пилотируемых кораблей, несмотря на то что задачи и соответственно сложность аппаратуры возросли многократно.

Основные системы спутника — это:

— СЭП (электропитание),

— СУБА (управление бортовой аппаратурой),

— БРП (бортовой радиопередатчик),

— СТР (терморегулирование),

— СБИ (бортовые измерения),

— СУД (управление движением),

— НА (научная аппаратура).

Спутник, который в ОКБ-1 назвали ПС (простейший спутник), действительно был достаточно простым. Структурная электрическая схема аппаратуры приведена на рисунке.

Аппаратура спутника состоит из следующих основных частей:

— 3 аккумуляторные батареи (АБ),

— датчик (контакт) отделения (КО) от ракеты–носителя,

— термореле (ТР),

— вентилятор (В),

— датчики температуры (ТДТ) и давления (ТДД),

— радиопередатчики РП1 и РП2, работавшие на частоте 300 и 400 МГц, с телеметрическими модуляторами,

— дистанционный переключатель (ДП).

Система электропитания (СЭП) обеспечивается тремя серебряно–цинковыми АБ (весом 17 кг каждая), две — для питания передатчиков, одна — для остальной аппаратуры. Контакты КО и ДП управляют включением борта (СУБА).

ДП представляет собой электромагнитное реле с двумя обмотками и механической фиксацией. При протекании импульсного тока во включающей обмотке нормально открытые контакты замыкаются. По замыканию КО срабатывает ДП, который подключает АБ к аппаратуре, в том числе включаются РП1 и РП2, передающие звуковой радиосигнал (бип–бип), содержащий закодированную телеметрическую информацию.

Электрическое напряжение с датчиков ТДТ и ТДД подается на радиопередатчики, сигналы которых модулируют ширину выходных импульсов, обеспечивая таким образом телеизмерения температуры и давления.

Отмечу, что, начиная со спутника, контакт отделения КО, по сигналу которого фактически начинается космический полет, стал применяться на всех космических аппаратах.

Внешняя поверхность, аппаратура и внутренняя конфигурация всего спутника проектировались под настоящие космические условия. Внешний теплообмен обеспечивался подбором так называемых оптических коэффициентов наружных поверхностей, внутреннее терморегулирование — вентилятором. Внутри герметичного корпуса воздух в условиях невесомости не передает тепло путем конвекции теплых и холодных слоев; аппаратура спутника требовала охлаждения и сброса тепла в открытое космическое пространство. При повышении температуры свыше 36°С реле ТР включало вентилятор, который создавал воздушный поток для охлаждения аппаратуры. При уменьшении температуры ниже 20°С реле ТР выключало вентилятор. Все эти компоненты, обеспечивающие нормальный температурный режим для остальной аппаратуры, стали первой космической системой терморегулирования (СТР), рассчитанной на то, чтобы работать на спутнике, летающем в вакууме, в прямых солнечных лучах и в тени Земли.