background image
четверг
k
102, 9 сентября 2010 г.
Выпуск 72
К 90 ЛЕТИЮ Ю.А. МОЗЖОРИНА
Ещ в 1954 году С.П. Королв и М.В.
Келдыш направили в адрес правитель
ства СССР докладную записку М.К. Ти
хонравова о возможности и целесооб
разности создания в СССР первого ис
кусственного спутника Земли (ИСЗ). А
в 1955 году Королв представил в пра
вительство предложение о запуске пер
вых ИСЗ с помощью создаваемой в его
ОКБ 1 ракеты Р 7. В январе 1956 года
правительство приняло постановление,
согласно которому ОКБ С.П. Королва
поручалось решить эту проблему, а
НИИ 4 становился головным по созда
нию наземного командно измеритель
ного комплекса (КИК) для обеспечения
полта ИСЗ, к институту подключалась
необходимая кооперация организаций
разработчиков Техническим руково
дителем работ был назначен Ю.А. Моз
жорин.
Ещ первые теоретические прора
ботки возможного облика КИКа для
ИСЗ, проведнные в НИИ 4 в 1953
1954 годах, показали неизбежную
сложность такого комплекса и огром
ные трудности его создания. Сроки
построения командно измерительного
комплекса также оказались крайне ко
роткими. Учитывая это, а также раз
бросанность средств КИКа по террито
рии СССР, успешное решение постав
ленной задачи казалось почти нере
альным.
Мозжорин очень хорошо понимал
существующие обстоятельства и ясно
видел, что только с помощью энергич
ной и чткой работы сильного коллек
тива высококвалифицированных по
Так создавался командно
измерительный комплекс
мощников можно одолеть все эти ги
гантские трудности. И Юрий Александ
рович такой коллектив создал.
К началу конкретных работ по созда
нию КИКа НИИ 4 был уже укомплекто
ван военными и гражданскими специа
листами в области радиолокации, теле
метрии, связи; был сформирован также
достаточно сильный коллектив теоре
тиков по баллистике, динамике и т.п.
Большинство их участвовало в созда
нии полигонного измерительного ком
плекса (ПИК) для ракеты Р 7. К работам
над КИКом для ИСЗ Ю.А. Мозжорин
также привлк большинство из них.
Поскольку для оснащения ПИКа
были разработаны и уже внедрялись в
производство новые радиотехнические
системы траекторных измерений и те
леметрии, система единого времени,
средства связи и т.п., Мозжорин при
нял кардинальное решение в целях
сокращения сроков построения КИКа
максимально использовать все эти раз
работки, заказав лишь необходимую
модификацию средств с учтом осо
бенностей их работы с ИСЗ. Большин
ство средств, необходимых для КИКа,
и создавалось по такой концепции.
Однако требовались и такие, которых
ранее не было, их пришлось разра
батывать заново. Первейшей задачей
разработки командно измерительного
комплекса являлось определение не
обходимого количества специальных
измерительных пунктов (которые да
лее будем называть станциями слеже
ния СС) и мест их размещения по
территории СССР.
Для того чтобы найти оптимальное
расположение СС с точки зрения наи
большей точности определения пара
метров орбиты ИСЗ по результатам
наземных траекторных измерений, не
обходимо было выбрать и разработать
соответствующий метод. Здесь нужно
отметить, что наиболее точными и на
джными являлись измерения с помо
щью радиолокационных станций теку
щих дальностей от РЛС до ракеты или
ИСЗ. Результаты именно этих измере
ний и решено было применить в каче
стве основных при нахождении пара
метров орбиты спутника.
Проанализировав все особенности
полта ИСЗ, специалисты группы Ти
хонравова И.М. Яцунский и Г.Ю. Мак
симов ещ в 1953 году решили исполь
зовать опыт и методологию небесной
механики. Ведь в астрономии издавна
орбиты небесных тел чаще всего опре
делялись по результатам измерений,
проведнных с помощью телескопов
лишь одной обсерватории, правда, на
больших промежутках времени. Конеч
но, существовали и значительные от
личия условий слежения за спутника
ми от условий астрономических наблю
дений это, в первую очередь, быст
рота видимого перемещения ИСЗ по
сравнению с перемещениями есте
ственных небесных тел, использова
ние в качестве основных измеряемых
параметров текущих дальностей от РЛС
до объекта, а не данных угловых изме
рений и др. Проведя необходимые про
работки, Яцунский и Максимов выде
лили основные черты соответствую
щего метода, в основу которого были
положены законы орбитального дви
жения ИСЗ и статистический метод
обработки результатов измерений
метод наименьших квадратов.
Результаты исследований показа
ли, что измерения дальностей до ИСЗ,
производимые радиолокаторами с
двух трх станций слежения только
на одном витке прохождения спутни
ка через территорию СССР, позволя
ют определять параметры орбиты ИСЗ
и прогнозировать его движение с при
емлемой точностью в течение време
ни, не меньшего суток. Необходимо
только максимально возможно раз
нести эти станции вдоль трассы витка.
Наибольшая точность нахождения тре
буемых параметров орбиты обеспечи
валась при совместной обработке ре
зультатов измерений на двух трх
смежных витках. Конкретная раз
работка и реализация подобного ме
тода на одной из первых советских
ЭВМ (Стрела) были выполнены в
1956, 1957 годах П.Е. Эльясбергом и
В.Д. Ястребовым в НИИ 4.
На основе результатов анализа оп
тимального расположения станций сле
жения, а также ещ ряда требований,
предъявляемых к СС, было решено со
здать в составе КИКа для управления
первыми ИСЗ семь подобных станций
и расположить их вблизи следующих
населнных пунктов: Тюра Там, Макат,
Сары Шаган, Енисейск, Искуп, Елизо
во, Ключи.
В НИИ 4 было решено создать коор
динационно вычислительный центр
(КВЦ), в котором собиралась бы вся
информация со станций слежения,
организовывались е обработка и ана
лиз, а также вырабатывались радиоко
манды, которые необходимо было пе
редавать на СС для их выдачи на борт
ИСЗ. Первый в СССР КВЦ разместили в
актовом зале НИИ 4, специально пере
оборудованном для этой цели. В день
42 й годовщины запуска первого ИСЗ
на здании, в котором размещался КВЦ,
была открыта памятная доска с соот
ветствующей надписью.
Параллельно с выбором расположе
ния станций слежения Ю.А. Мозжорин
организовал работу по определению
состава и требуемых характеристик
технических средств, которыми надо
было оснастить станции, анализу воз
можности создания необходимых
средств связи СС с КВЦ и др. Велись
разработки технических заданий (ТЗ)
на создание средств, необходимых для
оснащения КИКа, и согласование ТЗ с
организациями разработчиками. Пос
ле определения местоположения СС
результаты разработок всех этих
средств оставалось лишь привязать к
конкретной местности и соответствен
но уточнить ТЗ. Таким образом, под
руководством Юрия Александровича в
кратчайшие сроки был создан деталь
ный проект командно измерительного
комплекса, обсужднный и утверждн
ный на заседаниях высоких комиссий.
После утверждения проекта Мозжо
рин с помощниками организовал неве
роятно энергичную работу по строи
тельству станций слежения, изготов
лению всех необходимых технических
средств, оснащению ими СС, их кадро
вому обеспечению, созданию и обору
дованию КВЦ. И КИК, как это ни было
маловероятно, был создан практичес
ки в требуемый срок.
Игорь БАЖИНОВ,
доктор технических наук,
профессор, главный научный
сотрудник ЦНИИмаша
Во второй половине 1955 года Ю.А. Мозжорин был переведн на работу в НИИ 4 Министерства
обороны и назначен начальником его крупного подразделения, в состав которого входило несколько
отделов, специализирующихся на вопросах полта ракеты и измерений параметров е траектории. В
последующий период мне пришлось ближе познакомиться с Юрием Александровичем. Руководя
работой своего подразделения, он интересовался и другими смежными областями ракетно космичес
ких исследований. Знакомился Мозжорин и с работами группы М.К. Тихонравова, и нам нередко
приходилось докладывать Юрию Александровичу об их результатах, приходилось это делать и мне
ИГРУШКИ ДЛЯ КОСМОСА
Примерно за месяц до пуска Союза, который
стартовал первым, у руководства возникла идея
иметь на его борту космическую игрушку. Вре
мя было очень ограничено. Разработку рабочих
чертежей и передачу их в производство нужно
было сделать в течение недели. Борис Викторо
вич позвал меня, как конструктора, для принятия
решения. Он предложил продемонстрировать
принцип управления ракетой с использованием
гироскопа. Игрушка должна быть механической,
то есть не требовать электрического питания.
Раскрутку гироскопа игрушки космонавт должен
производить с помощью прочного шнура, анало
Космический волчок
Космический волчок
Космический волчок
гично запуску лодочного мотора. Космический
волчок, как назвали игрушку, должен иметь не
подвижную рукоятку, барабан для намотки шну
ра, неподвижно соединнный с ротором гироско
па. Как и у лодочного мотора, шнур должен рас
цепляться с барабаном в конце сматывания. По
думайте, как максимально уменьшить прецессию.
Я постараюсь через пару дней побывать у вас,
сказал Борис Викторович.
В конструкторском секторе я подробно передал
разговор с Б.В. Раушенбахом. Все понимали, что от
идеи до претворения е в жизнь обычно лежит
длинный путь. Я попросил дать предложения по
конструкции космического волчка с учтом тре
бований со стороны внутренних отсеков корабля
Союз. По результатам мозговой атаки для разра
ботки конструкции сформировали команду в сле
дующем составе: В. Холодивкер, А. Ковалва,
Н. Малашина и я. Сразу приступили к работе.
Для любознательного читателя: волчок (гирос
коп) быстро вращающееся вокруг оси симмет
ричное тврдое тело с осью вращения, имеющей
одну неподвижную точку. При любых поворотах
подставки ось вращения волчка, если отсутствует
трение, остатся неизменной в пространстве. В
основе теории гироскопа лежит решение задачи о
вращении тяжлого тела вокруг неподвижной
точки. В XVIII веке эту задачу решали Жозеф Луи
Лагранж, Леонард Эйлер, Анри Пуанкаре. Но пред
ложенные этими великими математиками реше
ния носили частный характер. Софья Ковалевс
кая предложила для решения задачи применить
функцию комплексной переменной. В результате
было доказано, что уравнения движения тврдого
тела в общем случае не имеют однозначных реше
ний, за исключением приближнных случаев.
В 1888 году Ковалевская за такое решение
задачи получила премию Парижской академии
наук. Сделанное позднее С.В. Ковалевской допол
нение в теоретическую часть своей работы заслу
жило премию короля Оскара в конкурсе, объяв
ленном Шведской академией наук. Решение дан
ной задачи по способу Ковалевской нашло прак
тическое применение в устройстве гирокомпаса,
гировертикали, а также при конструировании си
стем автоматической стабилизации (автопилотов).
К приходу Бориса Викторовича наиболее дос
тойный вариант конструкции космического вол
чка был разработан с проведением необходи
мых расчтов. Выслушав мо сообщение и ответы
на вопросы, Раушенбах утвердил конструкцию и
попросил чертежи белки сегодня же передать
начальнику приборного производства. С ним
имеется договорнность о срочном изготовлении
трх штук, но при вашем тесном сопровождении,
сказал Борис Викторович.
На следующий день все детали были на стан
ках, а мы рядом. Кроме нанесения покрытий,
все детали к вечеру были готовы. Я попросил
передать их сборщику для предварительной при
мерки. После этого доработки были небольшие, и
через день началась сборка. Главное требование
установка шарикоподшипников с оптималь
ными натягами и смазкой, чтобы момент трения
при вращении ротора сделать стабильным и ми
нимальным по величине. Сначала регламенти
рованная обкатка и замеры моментов трения, за
тем промывка, смазка и снова обкатка и заме
ры. Влияние изменения температуры на момент
трения очень незначительное. Есть замечание по
эргономике (удобству запуска), но это уже не
исправить. Надеемся на ловкость и умение наших
космонавтов Алексея Леонова и Валерия Куба
сова. Решили улучшить дизайн на поверхность
диска нанести абстрактный цветной рисунок. Это
после сборки удачно выполнил наш конструктор
Вячеслав Холодивкер.
Космический волчок был самолтом отправ
лен на Байконур с краткой инструкцией по приме
нению. Космонавты были очень заняты, и погово
рить с ними, а тем более показать им, как волчок
приводить в действие, нам не удалось. Космодром
был переполнен представителями фирм США,
СССР, армией журналистов, и нам направления на
космодром не дали. Тут ещ отказала бортовая
камера цветного телевидения. Вс внимание было
привлечено к е ремонту. Хотя уже на орбите неис
правность устранили, но регламент экипажа был
очень насыщенным. Может быть, до игрушки не
дошли руки. Да и тренировок на Земле не успели
провести. Пожалуй, это стало главной причиной
отсутствия демонстрации космического волчка.
В наше время его могут продемонстрировать
экипажи Международной космической станции.
Но необходимы спонсор и желание руководства
МКС.
Рудольф ТЮКАВИН,
ветеран РКК Энергия им. С.П. Королва
Условия невесомости на космическом корабле или станции можно использовать
для наглядной демонстрации некоторых физических явлений, например, свойства
роторного гироскопа сохранять положение оси вращения в пространстве. В усло
виях невесомости (микрогравитации) сила трения от веса ротора уменьшится на
несколько порядков. Соответственно уменьшится и прецессия гироскопа, что
позволит в течение показа сделать е практически незаметной. Именно этот
эксперимент предложил Б.В. Раушенбах, когда руководство советской части про
граммы Союз Аполлон поручило ему выполнить данную работу.
Для любознательного читателя: волчок (гироскоп)
быстро вращающееся вокруг оси симметричное
тврдое тело с осью вращения, имеющей одну
неподвижную точку.