Для обеспечения энергопитания бортовых систем на спутнике устанавливались аккумуляторные батареи, которые во время полета подзаряжались от солнечных батарей.
В зависимости от конструкции спутника и задач научного эксперимента панели солнечных батарей могли ориентироваться в направлении на Солнце. Стабилизация осуществлялась с помощью гироскопической системы. В этом случае спутник имел обычно цилиндрическую форму. Такую систему энергопитания имел и спутник «Интеркосмос-1».
В других случаях солнечные батареи располагались по всей поверхности спутника и система ориентации отсутствовала. Это соответствовало шарообразной форме спутника.
Одной из необычных форм спутника «ДС» был спутник, созданный по заданию Физического института АН СССР, руководимого доктором наук, сыном известного академика Мандельштамом. Это его отец вместе с академиком Папалекси написали книгу «Занимательная физика», которая у нас, школьников сороковых годов, пользовалась большой популярностью.
Спутник, созданный по проекту ФИАНа, предназначался для исследования «солнечного ветра» и должен был ориентироваться по его направлению. Поэтому он имел форму волана. Эта конструкция была предложена одним из старейших сотрудников института инженером-полярником Касаткиным, который еще в тридцатые годы XX столетия изучал природу полярных сияний.
Полученные результаты по запуску спутника ФИАН показали, что он может действительно ориентироваться относительно «солнечного ветра». Это был, пожалуй, один из первых экспериментов в мире по исследованию «солнечного ветра». С подобными экспериментами мне больше ни разу не приходилось сталкиваться. При разработке программы полета «малышей» активное участие принимали и офицеры-управленцы КИКа.
Цифровое кодирование
Управление спутником «Интеркосмос-1», как и другими спутниками, проводилось с помощью командных, траекторных и телеметрических средств НИПов КИКа.
По радиокомандам происходило включение или выключение бортовых систем спутника. Прием научной информации и контроль работы бортовых систем осуществлялся с помощью наземных телеметрических станций типа «Трал-П», записывающих информацию на фотопленках.
Чтобы прочитать такую информацию, необходимо было проявить эти пленки и произвести дешифровку полученных сигналов. Затем по линиям связи передать данные в группу управления. На это уходило много времени. Позднее «Трал-П» был заменён более современной РТС-9 - без фотопленок, но необходимость дешифровки сигналов и передачи информации оставалась.
Особенно остро временные затраты сказывались при принятии решений по управлению спутником в случаях возникновения неисправностей в работе бортовых систем или наземных средств НИПов.
Для сокращения времени оперативно состояние бортовых систем спутника оценивалось по одному или нескольким параметрам. К таким параметрам относилось, в частности, изменение величины тока нагрузки на борту спутника при выдаче команд радиоуправления на включение или выключение бортовой аппаратуры. Кроме того, состояние бортовых систем определялось по оперативным докладам о качестве принимаемого сигнала наземными средствами НИПов.
Количество радиокоманд по управлению бортовыми системами спутника обычно не превышало полутора десятков. С их помощью изменялись режимы работы как научной аппаратуры, так и служебных бортовых систем спутника. Выдача команд производилась с помощью наземной передающей радиостанции НИПа по телеграфному распоряжению группы управления.
В телеграфном распоряжении был указан номер рабочего витка, номер команды, начало выдачи команды и ее продолжительность. В конце указывалась контрольная сумма всех цифр. Это было своеобразное цифровое кодирование распоряжения на выдачу команд на борт спутника.
Обычно распоряжение составлялось ведущим инженером по данному объекту и после двойной проверки через оперативного дежурного узла связи передавалось по телеграфу на соответствующий НИП. При передаче таких телеграмм обязательно проводилась обратная проверка переданного распоряжения. Если узел связи подтверждал правильность приема распоряжения, оно исполнялось.
Когда же контрольная цифра не соответствовала сумме всех цифр, указанных в распоряжении, то оно НИПами не исполнялось. Требовалась перепроверка всех цифр данного распоряжения.
Из этой схемы составления и передачи распоряжения видно, какая ответственность ложилась на «управленцев» при выдаче только одной команды. Общее же количество команд в распоряжении могло быть до десятка, особенно при аварийных ситуациях. Кроме того, их нужно было расписать по времени с учетом зоны радиовидимости данного НИПа. Эта зона соответствовала углу места более семи градусов, при котором команды уверенно проходили на борт спутника.
Зоны рассчитывались вычислительным центром при проведении измерений траектории полета спутника вначале соответствующим НИИ, а позднее КИКа по данным орбитальных измерений, проводимых наземными пунктами. Они выдавались в виде целеуказаний для каждого НИПа и зависели от наклонения и высоты орбиты полета спутника, а также от географической широты, на которой был расположен данный НИП.
В целеуказаниях назывался номер НИПа, номер, время и долгота каждого витка при прохождении экватора, а также временные семиградусные зоны выдачи радиокоманд.
Эти целеуказания в виде телеграмм поступали на НИПы и в группу управления для составления программы полета на каждый виток работы со спутником.
Искусство «управленца» состояло в том, чтобы при аварийных ситуациях при работе со спутником быстро и правильно оценить возникшую неисправность в работе комплекса спутник - наземные средства. Принять правильное решение по ее устранению и свести к минимуму потерю полезной информации. Необходимо было также выбрать соответствующий НИП и организовать работу его технических средств.
Для этого требовалось быстро и без ошибок составить цифровую телеграмму и отправить ее на выбранный НИП. На все эти операции отводилось времени не более 90 минут - одного периода обращения спутника «Интеркосмос-1» вокруг Земли.
«Интеркосмос-1» – «воскресший спутник»
Характерным примером управления спутником в аварийных ситуациях стала работа со спутником «Интеркосмос-1».
Этот спутник, как уже было сказано, предназначался для изучения атмосферы Земли. В разработке научной аппаратуры спутника принимали участие страны социалистического содружества.
Спутник был запущен в октябре 1970 года с полигона «Капустин Яр». Помимо научных целей запуска особое внимание уделялось ему как политическому событию. Необходимо было показать практическое сотрудничество по освоению космоса братскими социалистическими странами. Для приема научной информации на территории стран-участниц эксперимента были размещены приемные телеметрические станции типа РТС-9.
За подготовкой и запуском внимательно следили в ЦК КПСС, лично Л.И. Брежнев. Поэтому неудивительно, какая нервная обстановка сложилась в ОКБ Ковтуненко при разработке и подготовке этого спутника к полету. К предстоящим ноябрьским праздникам необходимо было показать наши очередные успехи в освоении космоса.
В конструкции спутника не было ничего принципиально нового. Он представлял собой уже ранее запускавшийся спутник, имеющий ориентируемые на Солнце солнечные батареи для подзарядки бортовых аккумуляторов. Новое состояло в том, что на нем был установлен ряд научных приборов, разработанных в странах СЭВ.
Запуск и работа подобных спутников, как правило, проходили успешно. Одним из элементов системы ориентации были гироскопические датчики угловых скоростей (ДУСы), с помощью которых и происходила стабилизация панелей солнечных батарей на Солнце.
При разработке программы полета мне пришлось выезжать в ОКБ «Южное», где создавался этот спутник. Я оказался невольным свидетелем, какая там царила напряженная обстановка, чтобы выдержать, уложиться в установленные сроки.
В результате спешки в систему ориентации солнечных батарей были установлены ДУСы, которые не отвечали нужным техническим требованиям. Других просто под рукой не было, а время поджимало. То есть опять понадеялись на русское «авось вывезет». Однако, «авось» на этот раз не вывезло.
Во время запуска спутника я был на полигоне как член Госкомиссии от КИКа. По каким-то причинам, связанным, видимо, с международным запуском спутника, Госкомиссию возглавлял академик Петров Борис Николаевич. Я знал его по работе в МАИ как заведующего кафедрой автоматики. Перед зданием штаба полигона Капустин Яр и на стартовой позиции развевались государственные флаги стран-участниц. Это был первый запуск на полигоне, в котором принимали участие иностранные представители.