М. Борисов - На космической верфи. Поиски и свершения

• Название: На космической верфи. Поиски и свершения
• Автор: М. Борисов
• Издательство: Машиностроение
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1983

В книге рассказано о создании автоматических межпланетных станций «Луна» и «Венера», первыми совершивших мягкую посадку на Луну и Венеру, первыми доставивших на Землю образцы лунного грунта, о первом в мире «Луноходе».

Автор показал «космическое» КБ за работой, рассказал о его Главном конструкторе — Г. Н. Бабакине. 3-е издание (2-е изд. вышло в свет в 1979 г. под тем же названием) дополнено главой о создании системы управления первым в мире луноходом.

Для широкого круга читателей

---

Представитель управленцев попытался серьезно (так наверняка показалось бы непосвященному слушателю) оценить предложение радиста. Как всегда бесстрастно, он сказал:

— Ты не прав. Если сделать быстродействующий привод для наведения антенны на Землю и удержания ее в этом направлении, то передачу можно вести на ходу.

Какие выводы напрашивались? Пока один — антенна ни в коем случае не должна жестко крепиться к луноходу, ее необходимо с ним «развязать». С помощью привода. Но какого?

Управленец называл цифры, характеризующие скорость «отработки» привода при езде по крайне пересеченной местности, усеянной камнями и валунами, по лунным дорогам, изборожденным трещинами.

Привод получался сложным, если учитывать высокие ходовые качества лунохода, его способность преодолевать различные препятствия — ведь привод должен был отслеживать эти препятствия не только с большой скоростью, но и с высокой точностью, определяемой в первую очередь шириной диаграммы направленности антенны. А она, как вы помните, должна иметь малый телесный угол.

Чего не назвал управленец, так это массу такого привода. И не потому, что он его себе не представлял. Такие системы были его специальностью (несколько лет тому назад он защитил на эту тему кандидатскую диссертацию). И, наверное, потому что он понимал все проблемы, которые возникают при проектировании и отработке таких систем, стал нашим союзником, повсюду говорил об их сложности, о том, как трудно при таком решении обеспечить высокую надежность. Иметь такого союзника было совсем неплохо. Особенно, если ему поручена разработка логики работы лунохода.

А трудность в создании такой быстродействующей системы наведения антенны состояла еще и в том, что масса ее получалась весьма значительной.

Ситуация складывалась непростая.

С одной стороны, — сложный, нереальный пока привод, а с другой — слепой аппарат. Но разве можно представить себе телеуправляемый аппарат на Луне без «глаз»? Ведь в отличие от других космических аппаратов здесь телевидение должно быть не только исследовательским средством, но и важнейшим элементом системы дистанционного управления.

Вот тут-то «на горизонте» и возникла система малокадрового телевидения, которая словно беспристрастный, квалифицированный арбитр разрешала возникшие затруднения с приводом, со «зрением» лунохода, вообще.

И все потому, что, как говорят радисты, для передачи такого телевидения потенциал системы должен быть меньше, чем для нормального 25-кадрового. Это означает, что мощность передатчика может быть меньше, что диаграмма излучения антенны может быть шире, чем для обычного телевидения, причем значительно. А раз так, то и вся система наведения антенны становится значительно проще, значительно надежнее, а масса ее значительно меньше. Теперь крены лунохода и изменения его тангажа за счет неровностей рельефа могут допускаться намного больше — Земля надежно «упрятана» в диаграмме направленности антенны. А если даже она и «вывалится» из нее, оператор остронаправленной антенны сможет по радиоканалу без труда навести ее снова — ведь луноход не гоночная машина. Луноход — это труженик-исследователь. Следовательно система малокадрового телевидения при передаче одного кадра предположим за 5, 10 или даже за 20 секунд вполне приемлема и в то же время не загружает радиоканал избыточной информацией.

Не все, конечно, сразу правильно восприняли результаты расчетов и моделирования. И прежде всего потому, что они в чем-то расходились с устоявшимися понятиями.

— Ну, как можно водить автомобиль, если дорогу, по которой едешь, видишь только раз в несколько секунд? — систематически, в разных вариациях и в различных ситуациях спрашивал всех Петр Борисович, конструктор и страстный автолюбитель, и недоумевающе разводил руками.

Стоит ли удивляться, что смириться с тем, что на луноходе будет малокадровое телевидение, он не мог. Он, видимо, просто не представлял себе, что какое-то устройство, имеющее колеса, может ездить со скоростью значительно меньшей, чем сто километров в час.

Кроме того, непривычная малокадровая система порождала все новые и новые вопросы. Сколько строк будет в кадре? Какова зона обзора телекамеры? А ответить мы пока могли далеко не на все.

Работы еще только-только разворачивались. Синица с товарищами с утра до позднего вечера пропадал или у разработчиков, договариваясь о характеристиках телевизионной системы или у Арсентия Дмитриевича, размещающего телекамеры на луноходе.

На каждом шагу возникали новые проблемы. И нельзя было, как при решении какой-то трудной задачи, помещенной в учебнике по математике, найти в конце ответ и сверить свое решение. Все делалось впервые.

Сколько на луноходе должно быть телекамер?

— Допустим одна, — рассуждал Арсентий Дмитриевич. — Угол ее зрения около 50 градусов — (Радисты ему сообщили данные). — Этого вполне достаточно для будущего «водителя», — который займет свое место у телеэкрана в составе экипажа. Но если одна камера выйдет из строя, — продолжал Ситкин свои рассуждения вслух, — то луноход превратится в луностоп. Нет, конечно, нужно принимать предложение телевизионщиков — ставить две телекамеры.

Так они и были установлены на «Луноходе-1» рядом.

А на какой высоте они должны размещаться?

Федор Ильич, Арсентий Дмитриевич и телевизионщики имели на этот счет свое мнение, основанное на анализе разрешающей способности телекамер, скорости лунохода, заданных препятствиях и скорости передачи. Камеры были размещены на одном уровне. Они зорко смотрели вперед. И никакие препятствия не могли от них укрыться (конечно, по нашим тогдашним представлениям).

Со временем опыт работы с «Луноходом-1» вооружит разработчиков новыми знаниями и на «Луноходе-2» будет увеличена средняя скорость передвижения. Для этого потребуется увеличение дальности обзора и одну из телекамер придется поднять вверх. Но это уже будет значительно позднее, а пока… Пока вроде все было хорошо. Если, конечно, не считать того, что даже две телекамеры не могли полностью решить всех проблем.

При двух телекамерах «водитель» не видит передние колеса и трапы, и то, что делается по сторонам, практически он тоже не может увидеть. Ну, а обстановка позади лунохода вообще остается неизвестной.

Можно в таких условиях работать с луноходом? Видимо, нет. Разберем все по порядку. Луноход доставлен на Луну. Он должен съехать на ее поверхность. В какую сторону съезжать — вперед или назад? Где меньше камней и менее крутые склоны? Однозначного ответа и даже какого-то вероятного ответа пока нет. Значит, прилунившись, луноход как человек, попавший в незнакомые условия, должен «осмотреться».

— Ясно? — спокойно спрашивал Ситкин, пытаясь при этом сам найти ответы на волнующие его вопросы.

— Дальше. Я поехал в заданном направлении («я» и «луноход» в устах Ситкина уже давно стало синонимами) и въехал в кратер. Как выбраться из него, в какую сторону? Опять нужно осмотреться. Ясно?

— Ясно. Ну, а если увеличить количество телекамер?

— Сколько?

— Ну, 360 градусов разделить на 50. Значит, получается чуть больше семи. А если с учетом дублирования…. — назвав цифру по собственной инициативе, собеседник замолкает.

— А для чего существуют панорамные телевизионные камеры? — спросил однажды разработчик этих камер Станислав Иванов. Глядя на него, молодого, улыбчивого, невольно забываешь, что он доктор технических наук. После каждой встречи с ним не перестаешь удивляться его разносторонней эрудиции и готовности решить любую сложную проблему без «местничества» и, может быть, даже в ущерб каким-то своим интересам. Во имя общего дела.

Я был на его защите и помню, как это все происходило. Панорамные камеры на автоматических станциях «Луна-9» и «Луна-13» в разработке которых принимал участие Иванов, отлично сняли лунные панорамы. И когда Иванов представил на защиту свою кандидатскую диссертацию, на ученом совете, в состав которого входили маститые, седовласые ученые, произошло то, что бывает не часто. По глубине проработки, по практическим результатам кандидатская диссертация Станислава была единогласно признана докторской.

Заслуга Иванова состоит в том, что он на новой основе возродил, дал «вторую жизнь» забытым принципам телевидения. Ведь довольно часто в наше время находятся люди, считающие, что в век сверхзвуковых самолетов, автомобилей, развивающих скорость сто-сто пятьдесят километров в час, тихоходный транспорт уже не нужен. Наверное, это не правильно. Иванов доказал, что в век электронного, цветного, стереоскопического телевидения «доисторическая» система механической развертки изображения в некоторых случаях еще может быть незаменимой.

Панорамные камеры осматривают окружающее пространство с помощью зеркала, которое совершает вращательное и колебательное движение. Световой поток от предмета попадает на зеркало, которое его отклоняет и направляет в объектив. Диафрагма, размещенная в его фокусе, вырезает часть светового потока, определяя разрешающую способность системы и четкость изображения. Затем световая энергия в фотоэлектронном умножителе преобразуется в электрический сигнал. Панорамная телевизионная система работает во время остановок лунохода и передает изображение неподвижных объектов, окружающей местности, Солнца, Земли… Эта система с большим углом зрения: у камер вертикального обзора это телесный угол сечением 360 градусов на 30 градусов; у камер бокового обзора — 180 градусов на 30 градусов. Четкость изображения такой системы раз в 10 выше, чем четкость изображения на экране обычного телевизора, к которому привыкли. А это, в свою очередь, позволяет применять такие камеры не только для навигационных целей, но и для научных изысканий. С их помощью проводятся морфологические и топографические исследования лунной поверхности.