Проекты советских телескопов 80-х

[ratte07]

Если по оси модуля стоит стыковочный узел, то телескоп (оптический) может смотреть только вбок. При диаметре цилиндра 2,2 м это может быть только небольшой телескоп.

Я не об этом, это мне понятно, я просил прояснить вот это

, а неспособностью создать адекватный радиоканал сброса целевой информации.

Если быть точным, то не радиоканал сам по себе, а оптико-электронный комплекс сбора данных, без которого радиоканал не имеет смысла. Хотя и радиоканал может быть серьезной проблемой, особенно в рамках ограниченной массы.

[zyxman]

Ой, давайте не будем, а то щас и эту тему запорют.

Извините, забываю что тут надо писать языком, не провоцирующим обострений. :lol:

Кстати спасибо всем за интересную тему.

[AceIce]

Хотелось бы всё же разобраться, на каком этапе родился проект нашего Хаббла.

[Pavel]

А вот этой ссылки кажется еще не было...
http://www.e-vid.ru/index-m-192-p-63-article-22685.htm

- В 1962 году, когда по окончании кафедры радиофизики КГУ я пришел в Центральное конструкторское бюро КОМЗа инженером. Тогда здесь как раз начиналась работа по астрофизическому спутнику "Процион". Тему вела Академия наук Армении, курировал ее академик Академии наук СССР Виктор Амазаспович Амбарцумян, а непосредственным руководителем был член-корреспондент армянской Академии наук Григор Арамович Гурзадян... Но это была не первая работа КОМЗа по космической тематике - до этого здесь сделали несколько автоматических фотоаппаратов для съемки поверхности Земли... Так вот, "Процион" в силу ряда причин не был доведен до конца, а летный эксперимент под названием "Камертон" по отработке системы точной ориентации провели только в 1969 году на спутнике "Космос-309", разработанном на базе космического корабля "Восток". На спутнике были установлены небольшой телескоп и фотогиды, которые по звездам должны были стабилизировать весь аппарат.

Позже на базе "Проциона" в ЦКБ разработали ультрафиолетовый телескоп-спектрограф "Лира" - основной инструмент астрофизической обсерватории "Орион-2". С ним в 1973 году на "Союзе-13" работали Петр Климук и Валентин Лебедев. Были получены спектры сотен звезд до тринадцатой величины яркости - рекорд для того времени. Удалось сделать прекрасные фотографии. А уж сколько научных статей по итогам всего этого было написано... А вот субмиллиметровый телескоп БСТ-1, летавший в конце 70-х на "Салюте-6", был предназначен в том числе и для обнаружения так называемого реликтового излучения - свидетеля сотворения мира. С этим телескопом работали Юрий Романенко, Георгий Гречко, Владимир Коваленок, Александр Иванченков... Также для межпланетных станций "Марс" и "Венера" были сделаны приборы для исследования состава атмосферы и почвы этих планет.

Интересно, какой точности ориентации добились при помощи Камертона? Космос-309 проходит по базам как Зенит-2.

[Pavel]

А вот что еще есть на сайте Фотона

Стратосферные звездные телескопы и солнечный телескоп с диаметром главного зеркала в 1 м и массой в 6т автономно функционировали на борту аэростатов на высотах полета в 20 км и выше.

http://www.ckb-photon.ru/enterprise/dostig.htm

Даже навскидку не могу сказать в каких журнал искать про полеты таких аэростатов  В Космических исследованиях их скорей всего нет, я бы запомнил..

[C-300]

Vladimir пишет:
Вопросов многов, и ответы на многие из них есть. Но сейчас период дач и летних отпусков и до домашнего РС нет времени добраться. Осенью попытаюсь ответить.

Имею наглость напомнить

[Vladimir]

Александр Хороших пишет:

Vladimir пишет:
Вопросов многов, и ответы на многие из них есть. Но сейчас период дач и летних отпусков и до домашнего РС нет времени добраться. Осенью попытаюсь ответить.

Имею наглость напомнить  

Бог ты мой! Неужели прошло 5 лет, как я обещал? А говорят, обещанного 3 года ждут. Правда, за это время мы запустили еще один телескоп, но это, как я понимаю, не является оправданием. Поэтому придется отвечать.

[C-300]

Vladimir пишет:
Бог ты мой! Неужели прошло 5 лет, как я обещал? А говорят, обещанного 3 года ждут. Правда, за это время мы запустили еще один телескоп, но это, как я понимаю, не является оправданием. Поэтому придется отвечать.

Будем считать рассказ подарком форуму НК на Новый год!

[Vladimir]

Сразу приношу извинения за 5-летнюю задержку с ответом. Если сразу не ответишь, то затем вопрос погружается в такие глубины памяти, что самостоятельно найти его практически невозможно. Тем не менее, попытаюсь ответить на большинство вопросов, хотя сразу хочу предупредить, что в 80-е годы занимался исключительно межпланетными станциями, а с работами по астрофизическим спутникам лишь иногда пересекался. Более плотно занялся «Спектрами» только во второй половине 90-х после гибели «Марса-96». Так что «официальным историком» астрофизических спутников НПО им. Лавочкина не могу быть по определению. Есть люди, которые сами являются живой историей. Речь идет о Н.С. Кардашеве, Р.А. Сюняеве, А.А. Боярчуке, В.А. Серебренникове, А.А. Моишееве, В.Е. Бабышкине и др. Вот только кто бы их раскачал и сподвигнул на написание подробной истории отечественных астрофизических проектов. 
Поглубже погрузиться в историю создания астрофизических спутников мне довелось в процессе написания статей об «Астроне» и «Гранате» для монографии «Автоматические космические аппараты для фундаментальных и при­кладных научных исследований. Под общей ред. Г.М. Полищука и К.М. Пичхадзе. М. МАИ-ПРИНТ. 2010». При этом пришлось не только изучить архивные материалы, но и беседовать с участниками этих проектов. Жаль, что далеко не со всеми.
А теперь ближе к делу.
Первым аппаратом НПО им. Лавочкина, на котором устанавливался телескоп, был спутник раннего обнаружения УС-К или 5В95 (первый пуск – 19 сентября 1972 г). Правда, телескоп на спутнике предназначался отнюдь не для наблюдения звезд. К этому моменту в космосе уже находилась американская астрономическая обсерватория ОАО-С («Коперник»), запущенная 21 августа 1972 г. Этот аппарат, предназначен­ный для исследования в области УФ-астрономии, был оснащен телеско­пом, построенном по схеме Кассегрена, с диаметром первичного зеркала 81,3 см, что представляло собой значительное достижение в области создания средств внеатмосферной астрономии.
Главным конструктором УС-К А.Г. Чесноковым была инициирована проработка телескопа, не уступающего телескопу «Коперника». Этот телескоп с зеркалом 80 см получил имя «Спика». Оптическая схема телескопа была разработана специалистами Крымской астрономической обсерватории. Совместными усилиями специалистов КрАО и НПО им. Лавочкина были выработаны требования к конструкции телескопа и его установке на КА.
Поначалу «Спика» планировалась к установке на КА УС-К только для целей разведки (УС-КВИ). Однако руководителем КрАО академиком А.Б. Северным было высказано предложение об использовании этого аппарата с телескопом «Спика» для наблюдения не только земной поверхности, но и небесных источников, то есть звезд.
Разработать общую схему телескопа было еще полдела, нужно было еще про­вести детальную конструкторскую проработку, изготовить, испытать и отладить, вклю­чая такие операции, как юстировка, фокусировка и т.д. В СССР имелось несколько организаций, специализировавшихся в телескопостроении. Одним из них было Ленинградское оптико-механическое объединение (ЛОМО). Однако после проработки те предложили конструкцию телескопа массой 1300 кг, что, разумеется, не устраивало создателей КА. Было еще обращение в Казань в Государственный институт прикладной оптики, но у тех масса телескопа и вовсе составила 1800 кг при том, что масса теле­скопа на «Копернике» не превышала 800 кг.
Пришлось НПО им. Лавочкина разработку конструкции телескопа и его изго­товление брать в свои руки. При этом за сборку телескопа, его отладку и испытания отвечало КрАО. Надо сказать, что масса телескопа «Спика» составила всего лишь 400 кг, а его конструкция оказалась настолько удачной, что характеристики «Спики» превзошли даже прототип. Всего было изготовлено три телескопа «Спика».
Пришедший в конце 1977 г. на должность главного конструктора В.М. Ковтуненко приостановил работы по УС-КВИ и астрофизическому спутнику с телескопом «Спика». Только обращение академика А.Б. Северного в ЦК КПСС спасло ситуацию. 8 декабря 1978 г. было выпущено совместное Решение Министерства общего маши­ностроения и АН СССР «Программа создания космических средств науч­ного назначения на 1981-1990 годы», которым, среди прочих, предписывался запуск астрофизической обсерва­тории с УФ-телескопом «Спика». Тем самым, В.М. Ковту­ненко фактически приказали заняться созданием этого спутника.
В отличие от первоначальных планов астрофизический спутник решено было делать не на базе УС-К, а на базе межпланетных станций семейства М-71. Под базой подразумевалось использование единого конструктива с доработками под полезную нагрузку и единого состава служебных бортовых систем. При этом в качестве последних решили использовать системы, доработанные под венерианский картограф: увеличенная скорость передачи команд на борт, замена передатчика и подмодулятора, работающих в режиме времяимпульсной модуляции, на передатчик непрерывного излучения, а также солнечные батареи увеличенной площади (до 7 кв.м). Что касается компоновки, то она была серьезно пересмотрена. За ненадобностью была исключена двигательная установка, но блок баков КТДУ служил основным зве­ном в силовой схеме конструкции базового аппарата, поэтому для  сохранения силовой схемы необходимо было ввести новый конструктивный элемент, повторяющий внеш­ние контуры (геометрию и координаты посадочных мест) блока баков. Эту роль выполнил опорный цилиндр, позволивший объединить в создаваемом КА элементы конструкции «базы» с новыми, сугубо «астроновскими». Внутри его была размещена цилиндрическая рама с шаробаллонами.
Что касается других бортовых систем, то их изменения были незначительны, в том числе в системе ориентации и в системе исполнительных органов. Дежурная трехосная постоянная солнечно-звездная ориентация (ПСЗО) обеспечивалась по показаниям солнечного и звездного датчика с точностью ±1 градус. Для поиска Солнца и астроориентиров включались датчики угловых скоростей и режим РС. Точность ориентации в режиме РС ±30 угл. мин. На межпланетных станциях программные развороты и стабилизация при работе ДУ осуществлялась с помощью гироплатформы. Перед переходом на гироплатформу в системе ориентации включался режим АК, при котором точность достигала ±5 угл. мин. На «Астроне» режим АК стал основным при проведении научных наблюдений. Правда, продолжительность работы приборов в режимах РС и АК не должна была превышать 4 часов. Да и расход рабочего тела в этих режимах существенно увеличивался. Наведение телескопа на источник осуществлялось подвижкой полей зрения солнечного и звездного приборов. На советских АМС опорными светилами для звездных приборов служили чаще всего Канопус (альфа Киля) и реже Сириус (альфа Большого Пса) и Вега (альфа Лиры). Для увеличения возможностей по наведе­нию телескопа необходимо были расширить круг используемых астроориентиров. С этой целью была проведена работа по повышению чувствительности звездного при­бора, что позволило увеличить, в конечном итоге, количество опорных ориентиров до 15. При этом в качестве астроориентиров использовались такие яркие звёзды как Бетельгейзе (альфа Ориона), Ригель (бета Ориона), Ахернар (альфа Эридана), а также планеты (Юпитер, Сатурн, Марс).
Исполнительными органами системы ориентации системы ориентации были газовые сопла, работающие на азоте. Сами сопла имели три уровня тяги. В дежурной ориентации (ПСО, ПСЗО) газовые сопла работали на малой тяге. В режимах РС и АК включалась средняя или малая тяга.
Сразу хочу сказать, что в советские времена, да и сейчас, под каждую тему выпускался КПЭО, в соответствии с которым изготавливалось несколько экспериментальных машин для наземной отработки плюс штатные изделия. Никаких дублеров не делалось. В то же время почти для каждой бортовой системы поставлялись ЗИПовские комплекты входящих в нее приборов для оперативной замены в случае отказа штатного комплекта при наземных электрических испытаниях, что позволяло с минимальными задержками продолжать испытания. Это было особенно актуально для межпланетных станций, для которых значительное смещение даты старта было недопустимо.
Отказавшие приборы возвращались на предприятие-изготовитель, а после ремонта возвращались обратно в НПО ими. Лавочкина. После старта ЗИПовские комплекты приборов могли быть отправлены изготовителю для доработки под следующую экспедицию.
8 мая 1980 г. вышло Постановление ЦК КПСС и СМ СССР, утвердившее программу создания космических средств науч­ного назна­чения на 1981-1990 годы, в которой предусматривалось два этапа астрофизических исследований:
На первом этапе (1982, 1983 гг.) исследования проводятся с помощью КА 1А, созданных на базе АМС типа «М71» и 4В.
На втором этапе (1985, 1987, 1988 и 1989 гг.) исследования проводятся с помощью специализированных КА (2А) с улучшенными характеристиками.
Первый КА с телескопом «Спика» (1А №602) был запущен 23 марта 1983 г. Его полет и результаты достаточно подробно описаны в упомянутой выше монографии.
Как следует из сказанного выше, вслед за первым «Астроном» через год должен был быть запущен еще один с таким же телескопом. Однако к его изготовлению так и не приступили, а в результате чего два телескопа «Спика» так и остались неиспользованными: один находится в музее НПО им. Лавочкина, а второй – в КрАО.
 

 
Одной из причин незапуска второго «Астрона» была успешная работа первого. При этом была предварительная договоренность с французами, что случае неудачи с первым «Астроном» будет изготовлен и запущен второй.
Однако была и другая причина. Еще до запуска КА «Астрон» французы обратились к нам с предложением создать и запустить аналогичную «Астрону» астрофизическую обсерваторию, но с гамма-телескопом. Дело в том,  что такой телескоп был уже разработан для создавав­шегося французским Националь­ным центром космических исследований спут­ника «Сигма». Этот спутник мас­сой ~ 2 тонны предполагалось вывести на орбиту высотой в апогее 200 тысяч км с помощью раке­ты-носителя «Ариан-4», но все-таки при первом запуске РН «Ариан-4» полезную нагрузку составили коммерче­ский спутник связи «Панамсат-1» («Симон Боливар»), западноевропейский метеоспут­ник «Метеосат-3» и радиолюбительский спутник «Амсат-3С». Разработка же спутника «Сигма» была прекращена в начале 1983 г. по финансовым причинам. А чуть раньше французы обратились в Академию наук СССР с просьбой запус­тить французский гамма-телескоп советской РН. Эта просьба была решена положительно.
Помимо французского телескопа «Сигма» на КА «Гранат» было установлено два советских телескопа – АРТ-П и АРТ-С, а также обзорные детекторы «Конус», «Фебус», ВОТЧ.
Опять подчеркиваю, что КА создавался не из дублера какого-либо аппарата, хотя в качестве прототипа при его проектировании был выбран, конечно, «Астрон». Поскольку масса полезной нагрузки на «Гранате» была почти на 1600 кг тяжелее «астроновской», была изготовлена новая коническая проставка, соединяющая торовый приборный отсек с опорным цилиндром, конструкция которого была усилена под установку телескопа «Сигма», конструкция которого была усилена, а один из подвесных приборных контейнеров заменен на опорную плат­форму под рентгеновский телескоп АРТ. Внутри опорного цилиндра был установлен гермоконтейнер для размещения электронных блоков научной аппаратуры. В связи с этим из него были удалены 19 шаробаллонов системы исполнительных органов, а общее их количество уменьшилось с 35 до 16.
Система ориентации осталась практически без изменений. В то же время в отличие от «Астрона» на КА «Гранат» наблюдения источников рентгеновского и гамма-излучения проводились в режиме длительного накопления информации в дежурном режиме вне сеансов связи. Для повышения точности ориентации научных приборов и их стабилизации при отсутствии контура вторичного управления были «заужены» зоны нечувствительности солнечного и звёздного приборов. Это позволило повысить точность ориентации и стабилизации в режиме постоянной солнечно-звёздной ориентации с ± 70 до ± 15 угл. минут.
Для комплектации служебных систем были использованы приборы, изготовленные в качестве ЗИПа для АМС «Вега». Именно по причине их долгого «хранения» гарантийный срок существования КА «Гранат» снизили с 1 года до 8 месяцев, хотя затем он реально пролетал почти 9 лет.
 
 

[Vladimir]

Успешный полет «Астрона» и «Граната» показал осуществимость создания астрофизических спутников даже на базе АМС. Однако чтобы перейти на новый более качественный уровень, требовалось создать специализированные астрофизические спутники, обладавшие повышенной точностью ориентации и скоростью передачи научной информации.
Упомянутое выше Постановление ЦК КПСС и СМ СССР от 8 мая 1980 г. с одной стороны утвердило программу создания КА науч­ного назна­чения на 1981-1990 годы, но с другой стороны главной целью задало создание АМС для исследования Фобоса. Одновременно предлагалось на базе АМС «Фобос» разработать целый ряд межпланетных станций и астрофизических спутников.
В конце 1983 г. были выпущены техпредложения по КА «Астрон-2» или 2А. В качестве полезной нагрузки на нем был установлен радиотелескоп с диаметром антенны 10 метров. Он предназначался для изучения Вселенной в диапазоне радиоволн 72 см, 18 см, 6 см и 0,8 см. Обращаю внимание, что летающий «Спектр-Р» также использует длины волн 18 см и 6 см. Сам КА должен был выводиться на высокоэллиптическую орбиту с высотой апогея 750 тыс. км.
Почему же все-таки радиотелескоп? Во-первых, УФ-телескоп уже летал в космосе на КА «Астрон», а гамма-телескопы планировались к установке на «Гранате». А во-вторых, в нашей стране уже были реальные проработки по космическим радиотелескопам. Достаточно вспомнить доставку в 1979 году на ОС «Салют-6» с помощью грузового корабля «Прогресс» радиотелескопа КРТ-10, разработанного в ЦНПО «Комета» и работавшего на длинах волн 12 и 72 см. Научные результаты были незначительны, но зато была показана техническая реализуемость эксперимента.
К этому периоду относятся и проработки в НПО им. Лавочкина на базе АМС 4В спутника с КРТ диаметром 30 метров. Правда проработки показали, что эта база не удовлетворяет требованиям эксперимента по целому ряду параметров. Кроме того, конструкция радиотелескопа с сетчатым покрытием не позволяет проводить исследования на длине волны ~ 1 см. Поэтому учеными были выдвинуты требования по созданию КРТ с диаметром 10 метров и жесткой поверхностью. Это требование сохранилось вплоть до окончательной реализации проекта. Именно поэтому конструкция разработки УНПО «Комета» была отвергнута. Создание конструкции рефлектора КРТ было поручено Ташкентскому КБ машиностроения (до 1978 г.  филиал КБ общего машиностроения). Специалистами ТашКБМ была предложена конструкция рефлектора, состоящая из центрального жесткого зеркала диаметром 3 метра и раскладывающихся лепестков. При этом отклонение формы поверхности всего зеркала от идеальной параболической не должно было превышать 2 мм, а ее центральной части – 0,5 мм. Только при соблюдении этих условий центральная часть обеспечивала работу в миллиметровом диапазоне, а вся антенна – в сантиметро­вом и дециметровом диапазонах радиоволн.
На рисунке ниже один из первых вариантов КА 2А с сетчатым КРТ двухзеркальной схемы.
 
 
 
На рисунке ниже первые наброски КА на базе АМС 4В2 с 30-метровым КРТ
 
 

 
 
На рисунке ниже предложения по компоновке КА на базе АМС 4В2 с телескопом ИК-интерферометром. К сожалению, никаких документальных следов этот КА не оставил.
 
 

 
В техпредложениях достаточно строго была выполнена установка на использование в качестве базового аппарата АМС 1Ф. При этом стоит отметить, что создание бортового управляющего комплекса (БУК), отвечающего в том числе и за ориентацию КА, было поручено филиалу НПОАП, а тот, в свою очередь, взял за основу при разработке систему управления для РБ 11С861, добавив к ней комплекс оптико-электронных приборов системы ориентации 8КС. В основе своей БУК был чисто ракетной системой, так как изначально предназначался для управления выведением, т.е. для работы на активных участках с включением ДУ. В его составе была БЦВМ, гиростабилизированная платформа, но отсутствовали (за ненадобностью) ДУСы. Как бы то ни было, но и в таком составе БУК исправно решал задачи, свойственные большинству экспедиций к планетам.
В этом смысле удивляют слова, что «что платформа Фобосов была отброшена, так как получилась крайне сложной в управлении, капризной, а по функциональности избыточной».
Что касается сложности в управлении, то судить о ней может тот, кто сам сталкивался с этим. Мне довелось управлять принципиально разными платформами, и поверьте моему опыту, существовали более сложные в управлении платформы, чем «Фобос».
Понятие «капризности» в отношении техники я еще могу понять, если речь идет о старом жигуленке. Если же под этим термином пытаются скрыть причины гибели аппаратов на этой платформе, то о них уже многократно писалось. В частности, последний из КА на этой платформе («Марс-96») погиб по вине отказа ДУ блока Д. АМС «Фобос-2» стала жертвой гнилой элементной базы – конденсатора К52. И лишь «Фобос-1» погиб из-за ошибки оператора группы планирования. Что ж операторы могут ошибаться, но ведь ошибки должны распознаваться наземной математикой, а она в ЦУП ЦНИИмаш была не в полной мере готова к полету. Для тех, кто неплохо знает историю отечественной космонавтики, напомню, что за год до полета «Фобосов» Джанибеков и Савиных возвращали к жизни ДОС «Салют-7», которая находилась в состоянии клинической смерти по вине оператора группы управления. К сожалению, послать экипаж для спасения АМС «Фобос» было невозможно – слишком далеко.
Что же касается функциональной избыточности, то о ней может идти речь только в том случае, если бы АМС «Фобос» без всяких переделок превратили в спутник для астрономических наблюдений. Ну не считаете же Вы, что проектанты настолько тупы, что не догадались бы снять с КА радиовысотомеры больших, средних и малых высот перед установкой на него телескопа. На самом деле состав бортовых систем АМС «Фобос» был функционально недостаточен для превращения ее в полноценную астрофизическую обсерваторию.
О чем речь? В БУК в качестве командных приборов использовались солнечный и звездный приборы, а также гироплатформа. С их помощью можно было довести точность ориентации на источник до 6 угловых минут, точность поддержания заданного положения до 2′, а угловую скорость стабилизации – до 0,005 град/с. Причем время стояния в заданной ориентации с такой точностью ограничивалось лишь запасами топлива, т.е. гидразина. Фактически это шаг вперед по сравнению с «Астроном», и формально выполнялись требования ТЗ, что и было зафиксировано в техпредложениях. Но это по форме, а по сути?
Во-первых, стабилизация на газовых движках требовала повышенного расхода рабочего тела, следовательно, срок активного существования КА определялся и запасами топлива в том числе. Изначально в ТЗ время САС было задано 2 года. Для такого срока расход гидразина был вполне терпимым, а потому заморачиваться с установкой на борт маховиков не было смысла.
Во-вторых, и это главное, принцип построения ориентации был почти таким же, как «Астроне» и «Венерах», а, значит, имел те же недостатки, то есть зависимость от наличия подходящих астроориентиров и суточный уход Солнца в инерциальном про­странстве. Более того, в БУК 1Ф поле зрения звездного прибора имело подвижку лишь вокруг одной оси, а не двух, как на «Астроне», что, конечно же, еще больше сужало область доступных наблюдаемых источников. К тому же, при проведении длительных сеансов наблюдения сказывалось годовое вращение Земли вокруг Солнца, а значит, при стабилизации на оптических приборах требовалось периодически компенсировать «сдвиг» Солнца относительно ИСК. В принципе, можно было наводиться и стабилизоваться и на гироплатформе, резко увеличив доступную зону наблюдаемых источников и не завися от ухода Солнца, но любая гироскопия имеет естественный уход. Если мне память не изменяет, то в те годы она составляла 0,25 град/час. Коррекция же положения по показаниям астродатчиков тогда еще не предусматривалась. Как результат, за 4 часа, отводимых на один наблюдательный сеанс, уход от направления на заданный источник достигал 1 градуса. Впрочем, большое электропотребление гироплатформы вряд ли бы позволило бы держать ее долгое время включенной. К этому стоит добавить, что в тепредложениях в конструкции КА была предусмотрена неподвижная установка панелей СБ, что ограничивало угол отворота панелей от направления на Солнце.
 
 

 

 
В общем, что ни говори, а КА 2А в том варианте, который был изложен в техпредложении, плохо подходил для проведения полноценных астрофизических наблюдений. Во всяком случае, он не давал существенных улучшений по сравнению с «Астроном», а в чем-то даже проигрывал.

[Vladimir]

Попытка решить эти проблемы была предпринята в выпущенных в середине 1984 г. техпредложениях по КА 2АГ и 2АМ. По индексом 2АГ («Астрон-гамма») значился КА, на котором устанавливались два основных научных прибора – дифракционный гамма-телескоп и полупроводниковый гамма-спектрометр. Предполагалось, что с их помощью будут продолжены исследова­ния в гамма-диапазоне, начатые с помощью французского гамма-телескопа «Сигма» на КА «Гранат».
По индексом 2АМ («Астрон-Р») подразумевалось создание КА с радиотелескопом диаметром 10 метров, но обеспечивавшего исследования дополнительно еще и в миллиметровом диапазоне (3 мм, 8 мм, 6 см, 18 см и 72 см).
Казалось бы, отличия от КА «Астрон-2» по полезной нагрузке незначительны, однако требования к возможностям аппарата резко возросли.
Во-первых, длительность наблюдательных сеансов возросла с 4 до 10-12 часов. Обеспечить такую продолжительность при отворотах от Солнца на значительный угол за счет аккумуляторной батареи представлялось затруднительным. Проще было установить солнечные батареи на приводах.
Во-вторых, резко (с 4 до 112 Мбит/с) возросла скорость передачи информации с КРТ. Даже доработанный служебный радиокомплекс не обеспечивал такой скорости. Необходимо было дополнительно ставить высокоинформативную радиосистему для передачи научной информации (только на 2АМ).
В-третьих, точность ориентации и стабилизации должна была быть порядка 20 угловых секунд, а точность определения ориентации – около 3′′. Но выбранный для БУК 1Ф комплекс оптико-электронных командных приборов 8КС не обеспечивал потребные для астрофизического спут­ника точности. К тому же такая точность ориентации и стабилизации однозначно требовала замену газовых дви­гателей маховиками в процессе прецизионной ориентации.
Поскольку параллельно в это же время в НПО им. Лавочкина шло проектирование спутника видовой разведки «Аракс-Н», требования к точности ориентации и стабилизации которого были сопоставимы с требованиями к КА 2АМ и 2АГ, то было предложено использовать отдельные приборы и системы с разведывательного спутника. Речь идет о звездных приборах прецизионной астроизмерительной системы 12КС и махови­ках. Правда, серьезной детальной проработки проведено не было, а потому все это выглядело как декларация о намерениях. Тем не менее, это был шаг вперед по сравне­нию с техпредложениями по КА 2А полугодичной давности.
После проведенной работы стало очевидно, что для выполнения требований, предъявляемых к астрофизическим спутникам, требовалась коренная переделка как конструкции АМС «Фобос», так и состава бортовых систем, включая существенное усложнение программного обеспечения БЦВМ БУК. По сути дела, надо было создавать новый аппарат. Очевидно, что любая такая переделка – это открытие новой дорогостоящей ОКР. И дело здесь не только в деньгах, хотя и в них тоже. 80-е годы характеризовались пиком затрат на создание многоразовой космической системы «Буран». А ведь кроме этого на 80-е годы приходится создание сложнейших комплексов военно-прикладного назначения: «Аракс» и УС-КМО в НПО им. Лавочкина и «Сапфир» в ЦСКБ. Только этими заказами многие предприятия отрасли были загружены почти под завязку. Поэтому на то, чтобы разрабатывать еще что-то новое, наличных сил просто не хватало. Надо было исходить из существующего задела.
Как уже говорилось, в НПО им. Лавочкина шло рабочее проектирование по созданию спутников видовой разведки «Аракс» и спутников СПРН 71Х6 и 72Х6 системы УС-КМО. Между прочим, на всех этих КА ставилась системы ориентации разработки харьковского НПО «Электроприбор». «Аракс» имел характеристики в части точности ориентации и стабилизации достаточные для астрофизических спутников, но он был слишком тяжел (7,5 т) для выведения его на высокоэллиптические орбиты. К тому же панели СБ были жестко закреплены на корпусе, а используемая БАКИС «Тамань-база» не обеспечивала требуемых скоростей передачи информации.
 
Спутники СПРН 71Х6 и 72Х6 весили гораздо меньше, в частности масса КА 71Х6 не превышала 2,3 тонны, что позволяло вывести его с помощью «Протона» на геостационарную орбиту. На борту каждого из них была установ­лена СУОС харьковского НПО «Электроприбор», каждый стабилизировался с помо­щью маховиков и каждый имел для передачи специнформации остронаправленную антенну на приводе. На приводах были установлены и панели СБ. Правда, КА 71Х6 был «заточен» на работу на ГСО, а потому был ограничен в части наведения в произ­вольную точку. Зато таких ограничений не было у высокоэллиптического 72Х6. К тому же у него площадь СБ была почти на 10 м2 больше, что немаловажно при установке на КА достаточно энергоемкой полезной нагрузки.
На рисунке внизу КА 71Х6, который внешне отличается от 72Х6 наличием двух радиаторов-охладителей, установленных с противоположных сторон приборного контейнера.
 
 

 
Впрочем, и 72Х6 без каких-либо переделок тоже нельзя было использовать, заменив лишь полезную нагрузку. Радиолиния на этих КА была сверхзакрытой и специфической, а потому с ними можно было работать лишь со станций, размещенных на КП в Серпухове и Комсомольске на Амуре. Очевидно, что доступ туда иностранцев, да даже отечественных ученых был категорически запрещен. Помимо этого, был и еще целый ворох заморочек.
Однако все эти трудности устранялись, если позаимствовать радиокомплекс с какого-либо научного аппарата, например, с того же «Фобоса». Тем самым устранялись какие-либо барьеры для установки на борт КА зарубежных приборов и их отладке на территории НПО им. Лавочкина в присутствии иностранных специалистов. Кроме того, при доработке можно было увеличить скорость передачи информации на Землю до 4 Мбит/с, а для приема использовать станции Центра дальней космической связи в Евпатории и Уссурийске.
Таким образом, при некоторой доработке КА 72Х6 можно было использовать как базовый аппарат. Именно это положение нашло отражение в «Основных положениях на разра­ботку автоматического космического аппарата «Спектр»», которые были выпущены в январе 1985 г. Этот документ как бы подвел итоги той работе, которая была проведена в НПО им. Лавочкина по унифика­ции астрофизических КА. Впервые это семейство спутников было озвучено под именем «Спектр». Но самое главное, что базовым для создания этих спутников был выбран КА 72Х6. При этом исходили не только из возможностей его бортовых систем и достигну­тых характеристик, но из возможностей производства по изготовлению и отработке целой серии аппаратов. В том же документе были проанализированы требования, предъявляемые к бортовым системам и КА в целом, при установке на него телескопов, работающих в различных диапазонах спектра электромагнитного излучения. В каче­стве полезной нагрузки рассматривались телескопы ультрафиолетового, рентгенов­ского и γ-диапазонов, а также сантиметрового, миллиметрового и субмиллиметрового радиодиапазонов. Для большинства из них возможности МРК в части скорости пере­дачи информации и СУОС в части обеспечения точности ориентации были вполне при­емлемы. Только для радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазо­нов требования по точности и информативности значительно превышали возможности бортовых систем КА 72Х6.
 16 мая 1985 года после совместного обсуждения представителями НПО им. Лавочкина, ИКИ РАН и Крымской аст­рообсерватории было выпущено Решение, которое подтверждало целесообразность создания на базе КА 72Х6 серии автоматиче­ских космических аппаратов, предназначенных для исследования Вселенной в различ­ных диапазонах спектра элек­тромагнитного излучения. В декабре того же года в Москве состоя­лось первое международное совещание по наземно-космиче­скому интерферометру «Радиоастрон». На нем были определены основные диапазоны (1,35, 6, 18 и 92 см) кос­мического радиотелескопа, то есть в одну программу были объ­единены эксперименты, под которые проектировались КА 2АС и 2АМ. Правда, самые высокочастотные (мил­лиметровые) диапазоны были вынесены за скобки как более сложные в реализации.
Процесс был запущен, и он был узаконен Решением ВПК от 23 декабря 1985 г. №24, в соответствии с которым НПО им. Лавочкина было поручено провести в 1985 году работы по созданию астрофизического модуля для серии космических аппа­ратов «Спектр».
В соответствии с Решением ВПК в феврале 1986 г. были выпущены техпредложения по астрофизическому модулю «Спектр», получившему индекс АМ. В этом документе констатировалось, что для АМ «Спектр» в качестве базового больше всего подходит КА 72Х6. Такое решение опреде­лялось тем, что бортовые системы 72Х6 обеспечивали наведение в любую точку небес­ной сферы практически в любой момент времени и прецизионную ориентацию в ходе наблюдательного сеанса в течение длительного времени. Точность наведения КА составляла ~ 5 угловых минут, точность подержания ориентации – единицы угловых секунд, а угловая скорость стабилизации 10‒4 град/с. Такие характеристики давала харьковская система ориентации, обеспечивавшая построение гироинерциальной сис­темы координат и коррекцию положения в пространстве по астроориентирам. Небольшим изменением стало применение более мощных маховиков и звезд­ных приборов ПАИС 12КС с «Аракса».
Таким образом, для удешевления всей программы «Спектр» на базе КА 72Х6 создавался астрофи­зический модуль, который являлся общим для всех полезных нагру­зок. Правда, по сравнению с базовым аппаратом было произведено упрочнение при­борного контейнера, а габариты полезных нагрузок потребовали изменения установки астроприборов и антенн. Едиными для всех аппаратов серии «Спектр» были средства выведения – ракета-носитель 8К82К и разгонный блок 11С861, а также сборочно-защитный блок или головной обтекатель, позаимствованный от «Аракса».
Между прочим, из двух аппаратов УС-КМО дошел до летных испытаний только 71Х6, а 72Х6 по разным причинам так и остался на бумаге, хотя вся документация по нему была выпущена.
Программу «Спектр» планировалось реализовать в 1990-1995 годах. При этом в первоначальном списке обязательных пусков были приведены:
«Спектр-Р» ‒ КА с радиотелескопом;
«Спектр-И» ‒ КА с инфракрасным телескопом;
«Спектр-М» ‒ КА с радиотелескопом миллиметрового диапазона;
«Спектр-ГР» ‒ КА с телескопами γ и рентгеновского диапазонов.
Кроме того, рассматривалась возможность установки на АМ ультрафиолетового телескопа («Спектр-А») и аппаратуры СВЧ диапазона («Спектр-П»).
В целом масса полезной нагрузки не должна была превышать 1500 кг, а ее элек­тропотребление 1500 Вт. При этом масса служебного модуля должна была составлять порядка 2100 кг, включая 81 кг гидразина. Высота перигея должна была находиться в пределах от 1000 до 200 км, а апогея – 200÷500 тысяч км. Срок активного существова­ния – не менее 2 лет (затем она была увеличена до 3 лет).
В течение 4 лет выпускались техпредложения, эскизный проект и ДЭП по «Спектру-Р» (АМ1), причем облик КРТ при этом практически не менялся.
Чуть со сдвигом начали выпускать техпредложения по «Спектру-РГ» (АМ3), а не «Спектр-ГР», как указывалось ранее, а затем и эскизный проект. По сравнению с техпредложениями по 2АГ облик КНА здесь изменился кардинально: появились рентгеновские телескопы СОДАРТ, JET-X и МАРТ, а также УФ- телескоп EUVITA и целый ряд других приборов, в создании которых принимали участие многие европейские страны и США.
Надо сказать, что в течение этих 4 лет постоянно менялся облик системы ориентации. Сначала, как уже говорилось, на всех «Спектрах» должна была стоять харьковская система. Правда, для ее стыковки с фобосным радиокомплексом надо было разработать сложное согласующее устройство. Харьковчане из-за загруженности ничего не хотели переделывать, а найти другого исполнителя за приемлемые деньги оказалось сложно. Поэтому рассматривались варианты возврата к БУК 1Ф с добавлением новых приборов с других КА, в частности, БЦВМ или УИВК с «Аракса» или пилюгинский «Бисер-3», маховики и гиродины с «Аракса», а вместо прецизионной астроизмерительной системы 12КС оптические звездные датчики АСТРО-1М должна была разрабатывать ГДР (Карл Цейс Йена). С исчезновением ГДР взамен ОЗД решили разрабатывать звездные датчики сами. В качестве таких датчиков предполагалось использовать БОКЗ разработки ИКИ РАН.
31 декабря 1987 г. было выпущено «Решение о порядке создания и разработки аппаратов серии СПЕКТР», утвержденное Академией наук СССР и Главкосмосом СССР. В соответствии с этим Решением были запланированы пуски аппаратов целой серии КА «Спектр» в 1990-е годы:
1993 год ‒ «Спектр-РГ»;
1995 год ‒ «Спектр-Р»;
1997 год ‒ «Спектр-УФ»;
1999 год ‒ «Спектр-ИК».
 
 

 
В 1990 г. были выпущены техпредложения по «Спектру-УФ» (АМ2), ), а не «Спектр-А», как указывалось ранее. В нем окончательно вернулись к харьковской системе ориентации. Но главное, в нем тоже поенялся весь состав КНА. Если при первых прикидках в качестве полезной нагрузки планировался телескоп «Спика», то уже в техпредложениях и затем в эскизном проекте главным прибором эксперимента стал телескоп Т-170 с диаметром главного зеркала 170 см. Правда, наряду с большим телескопом на КА устанавливались 4 малых телескопа УФ-диапазона: 2 телескопа с зеркалом 50 см и еще два с диаметром зеркала 20 см. Впрочем, малые телескопы очень быстро исчезли со сцены.
 
 

 
В 1990 г. должны были начаться работы по «Спектру-ИК», но реально они так и не начались, хотя некоторое время присутствовал в планах. Кроме снимка с плаката, приведенного ниже, о нем известно лишь следующее: на полезную нагрузку отводилось 2800 кг из общей массы КА в 5500 кг, а в ее состав должны были входить советско-италь­янский субмиллиметровый криогенный телескоп и ИК-радиометр. Для передачи науч­ных данных нужна была скорость радиолинии 128 Мбит/с. Больше никаких документов по нему мне не встречалось. Я даже не знаю был ли ему присвоен индекс типа АМ4.
 
 

 
Помимо распада СССР и «бурных» 90-х годов на исчезновение проекта «Спектр-ИК», как  мне кажется, повлияло и отсутствие авторитетного научного лидера, какими были и еще остаются Н.С. Кардашев («Спектр-Р»), Р.А. Сюняев («Спектр-РГ») и А.А. Боярчук («Спектр-УФ»). Но это уже мое личное мнение.
Впрочем, «бурные» 90-е повлияли и на другие «Спектры». Финансирование этого направления резко уменьшилось, а то, что выделялось Роскосмосу на научный космос, шло на межпланетную программу «Марс-94/96». «Спектрам» же выделялись лишь крохи. Лишь после гибели «Марса-96» стали больше выделять деньги на программу «Спектр», да и то не в полном объеме. Как результат, изготовление материальной части российскими организациями сильно запаздывало, а плановые сроки постоянно срывались и переносились вправо. В то же время изготовление зарубежных научных приборов, которое финансировалось по линии национальных космических агентств, шло полным ходом. 
Видимо почувствовав безнадежность ситуации, Р.А. Сюняев убедил Роскосмос выделить РН «Протон» для выведения европейской астрофизической обсерватории «Интеграл», в котором он участвовал как экспериментатор. Все это привело к тому, что 13 февраля 2002 г. работы по проекту «Спектр-РГ» были приостановлены. На первое место вышел «Спектр-Р» со сроком запуска в 2007 г. Неиспользованная матчасть «Спектра-РГ» осталась пылиться или была списана. Этим был нанесен серьезный удар по репутации России. В частности, примерно тогда же США вышли из проекта «Радиоастрон».
Впрочем, как говорит Леонид Каневский, это уже совсем другая история.
 
 

 
Сейчас можно только гадать, смогли бы мы запустить «Спектры» в 90-е годы при нормальном финансировании? Возможно. Правда, пускать каждые 2 года хотя бы по сложнейшей астрофизической обсерватории ни одному государству не под силу, но бумага все стерпит.
 
Я еще раз прошу прощения у всей читающей публики за свой несколько сумбурный рассказ и возможные неточности. Эта сумбурность связана с недостатком времени, а неточности с недостатком фактического материала. Я лишь надеюсь, что этот рассказ подтолкнет тех, кто принимал непосредственное участие в описываемых событиях, или хотя бы знает что-то интересное о них, написать об этом если не всю историю, то описать хотя бы ее отдельные эпизоды. Раз вопросы задаются, значит это кому-то интересно.
Надеюсь также, что своим рассказом ответил на большинство вопросов.
 

[Vladimir]

Отвечу также на отдельные вопросы.
Вопрос об установке «части научной аппаратуры на Марсе-8 на поворотных платформах».
Первоначально в ходе экспедиции планировалось доставить на Марс марсоход и аэростатный зонд. После того, как они по разным причинам исчезли, образовался большой резерв по массе. Этим решили воспользоваться многие экспериментаторы. Как результат, на АМС было установлено два с половиной десятка научных приборов, не считаю четырех посадочных станций. Из-за большого количества приборов требования к ориентации в момент проведения наблюдений у них были совершенно различны, т.е.  совершенно не стыковались. Именно поэтому ряд приборов посадили на поворотные платформы, которые позволяли независимо проводить наблюдения. Так что это главная причина, а вовсе не точность ориентации самого КА.
 
Вопрос о проекте «Ломоносов».
Этот проект никогда объединялся с другими «Спектрами», а был следствием разворачивания работ по теме «Кругозор», предусматривавшей обнаружение с ИСЗ искусственных тел на фоне звездного неба. Для достоверного обнаружения этих тел необходимо точно знать положение звезд на небе, что является целью астрометрии, для чего и возник проект «Ломоносов». КА «Ломоносов» разрабатывался с максимальным заимствованием конструкции и бортовых систем «Аракса». Правда, вместо 1,5 метрового телескопа разработки ЛОМО должен был устанавливаться телескоп разработки ГОИ им. С.И. Вавилова с главным зеркалом диаметром 1 метр.
С распадом СССР тема «Кругозор» прекратила существование, а работы по «Ломоносову» слегка теплились до конца 90-х, но тоже тихо скончались.

[C-300]

Владимир, спасибо большое!

Vladimir пишет:
монографии «Автоматические космические аппараты для фундаментальных и при­кладных научных исследований. Под общей ред. Г.М. Полищука и К.М. Пичхадзе. М. МАИ-ПРИНТ. 2010»

А нет возможности купить эту книжку?

[Vladimir]

Александр Хороших пишет:
Владимир, спасибо большое!

Vladimir пишет:
монографии «Автоматические космические аппараты для фундаментальных и при­кладных научных исследований. Под общей ред. Г.М. Полищука и К.М. Пичхадзе. М. МАИ-ПРИНТ. 2010»

А нет возможности купить эту книжку?

К сожалению, нет. Весь тираж распределяет начальство.

[C-300]

Vladimir пишет:
К сожалению, нет. Весь тираж распределяет начальство.

Ужас! Неужели нельзя было напечатать побольше с прицелом на реализацию части тиража?!

[Алексей Головин]

Александр Хороших пишет:

Vladimir пишет:
К сожалению, нет. Весь тираж распределяет начальство.

Ужас! Неужели нельзя было напечатать побольше с прицелом на реализацию части тиража?!

Книгу эта есть в Государственной публичной научно-технической библиотеке России (ГПНТБ России) http://www.gpntb.ru/ . На дом не дадут, зато можно в читальном зале почитать и бесплатно отсканировать 20 разворотов (40 стр.).

[C-300]

Алексей Головин пишет:
Книгу эта есть в Государственной публичной научно-технической библиотеке России (ГПНТБ России) http://www.gpntb.ru/ . На дом не дадут, зато можно в читальном зале почитать и бесплатно отсканировать 20 разворотов (40 стр.).

Спасибо...

[Global Ural]

дохлый    сайт у этой биб-ки,ничего не открывается

[luft67]

Vladimir пишет: 
.

А чего-то я сейчас припомнил, что на Энергии рассматривался "свой" проект КРТ-30, напоминающий тот КРТ, что летал на Салюте-7 (семь, вроде, да. Антенна там еще сразу не отцепилась, потребовалась ВКД).
Только "энергетический" КРТ должен был смотреть совсем даже и не вверх, а наоборот !

[C-300]

luft67 пишет:
А чего-то я сейчас припомнил, что на Энергии рассматривался "свой" проект КРТ-30, напоминающий тот КРТ, что летал на Салюте-7 (семь, вроде, да. Антенна там еще сразу не отцепилась, потребовалась ВКД).
Только "энергетический" КРТ должен был смотреть совсем даже и не вверх, а наоборот    !

собсна, тута я по нему собирал информацию: http://militaryrussia.ru/forum/viewtopic.php?f=7&t=2462&sid=d4d521b10d3403b88a2e4ebcc1c51333