Наши космические пути

Коллектив авторов

Для приема радиосигналов на больших расстояниях используются узкополосные малошумящие приемные устройства. Это влечет за собой необходимость достаточно точного расчета значений принимаемой и излучаемой частот с учетом эффекта Допплера. Для поддержания постоянной частоты на входе узкополосных фильтров приемников, находящихся на межпланетной станции и на измерительном пункте, ъ излучаемую и принимаемую частоты вводится прогнозируемая допплеровская поправка.

При удалении межпланетной станции на расстояния, измеряемые десятками и сотнями миллионов километров, мощность сигнала, достигающего Земли, ничтожна. Так, например,

при дальности в 70 миллионов километров на один квадратный метр земной поверхности будет приходиться всего лишь 10^{– 22} ватта. Для приема столь малых сигналов даже при использовании сверхвысокочувствительных приемников требуются антенны большой площади.

В пунктах Центра дальней космической радиосвязи созданы большие антенные сооружения, позволяющие принимать радиосигналы от источников, удаленных на громадные расстояния от Земли.

Антенна может быть наведена в любую точку небесной сферы с точностью до нескольких угловых минут. Программы наведения автоматически вводятся в электронно-счетную машину, управляющую антеннами.

Все данные измерений передаются по автоматической линии в координационно-вычислительный центр, где проводится обработка траекторных измерений, с помощью быстродействующих электронных вычислительных машин осуществляется прогнозирование движения АМС и рассчитываются программы наведения антенн. Координационно-вычислительный центр осуществляет руководство всеми наземными измерительными службами по намеченной программе.

Устройство станции

Автоматическая межпланетная станция представляет собой аппарат, оснащенный комплексом радиотехнической и научной аппаратуры, системой ориентации и управления, программными устройствами, системой регулирования теплового режима, источниками питания.

Конструктивно АМС выполнена в виде герметического корпуса, состоящего из цилиндрической части с двумя днищами. Внутри герметического корпуса станции на приборной раме установлена бортовая аппаратура и блоки химических батарей. Снаружи корпуса расположены часть датчиков научной аппаратуры, две панели солнечных батарей, жалюзи системы терморегулирования и элементы системы ориентации.

К одной из панелей солнечных батарей крепится блок тепловых датчиков для исследования изменения оптических коэффициентов различных покрытий в условиях длительного пребывания в межпланетном пространстве на различных расстояниях от Солнца. Кроме того, снаружи корпуса станции установлены четыре антенны. Одна из них — остронаправленная — имеет форму параболоида диаметром около двух метров и обеспечивает связь с межпланетной станцией на больших расстояниях от Земли и передачу большого объема информации в течение небольшого промежутка времени.

Две крестообразные антенны, установленные на панели солнечной батареи, имеют малонаправленную диаграмму и предназначены для связи на средних расстояниях от Земли.

Всенаправленная антенна — штырь длиной 2,4 метра — предназначена для передачи информации и определения параметров траектории на приземном участке.

Наибольшие размеры станции (без учета антенн и солнечных батарей) по длине — 2035 миллиметров и по диаметру — 1050 миллиметров.

Вес автоматической межпланетной станции составляет 643,5 килограмма.

Панели солнечных батарей, параболическая и штыревая антенны до отделения станции от космической ракеты находятся в сложенном состоянии и раскрываются сразу же после отделения, кроме параболической антенны. Последняя раскрывается при сближении с Венерой.

Конструкция

станции обеспечивает поддержание внутри ее герметичного корпуса первоначального давления газа около 900 миллиметров ртутного столба на протяжении всего времени полета.

Жалюзи системы терморегулирования, установленные на цилиндрической части, вращаясь, открывают и закрывают радиационную поверхность, соответственно увеличивая или уменьшая отвод тепла, выделяющегося при работе бортовой аппаратуры. Управление работой жалюзи и вентиляторами, установленными внутри корпуса, осуществляется при помощи бортового автономного программного устройства с системой температурных датчиков, установленных в местах, подверженных наибольшему перегреву или переохлаждению. Таким путем решается задача обеспечения нормального температурного режима бортовой аппаратуры на всей траектории полета от Земли к Венере, при приближении станции к Солнцу на расстоянии до 110 миллионов километров, то есть при увеличении мощности солнечного излучения более чем в два раза.

Две панели солнечных батарей, постоянно ориентируясь на Солнце, обеспечивают непрерывную подзарядку химических источников тока на всей траектории полета АМС, обеспечивая энергопитание всех бортовых систем и аппаратуры.

Радиотехнический комплекс АМС решает следующие задачи:

— измерение параметров движения станции относительно Земли;

— передачу на Землю результатов измерений, производимых на борту научной аппаратурой;

— передачу на Землю информации о работе бортовых приборов, давлении и температуре внутри объекта и на его корпусе;

— прием с Земли радиокоманд управления работой аппаратуры на борту станции.

Управление работой бортовой аппаратуры станции производится путем передачи команд по радиолинии с наземных пунктов, а также автономными программными бортовыми устройствами.

Система ориентации АМС решает в течение полета по траектории следующие задачи:

— устранение произвольного вращения станции, полученного при отделении от космической ракеты, стартовавшей с тяжелого искусственного спутника Земли;

— обеспечение поиска Солнца из любого положения станции и осуществление ориентации солнечных батарей на Солнце в течение всего времени полета;

— обеспечение любого необходимого пространственного разворота станции и осуществление стабилизации станции;

— обеспечение вблизи Венеры ориентации остронаправленной (параболической) антенны в сторону Земли для получения более высокой скорости передачи научной информации и сведений о работе бортовой аппаратуры на Землю.

АМС оснащена комплексом научной аппаратуры для проведения физических измерений на пути Земля — Венера.

В настоящее время измерения проводят приборы, предназначенные для исследования космического пространства вдали от планет. Среди них аппаратура:

— для измерения космических лучей;

— для измерения магнитных полей в диапазоне от нескольких единиц гамм до нескольких десятков гамм;

— для измерений заряженных частиц межпланетного газа и корпускулярных потоков Солнца;

— для регистрации микрометеоров.

На борту АМС находится вымпел с изображением Государственного герба Союза Советских Социалистических Республик. Вымпел представляет собой модель Земли и конструктивно выполнен в виде полой сферы диаметром 70 миллиметров из титанового сплава. На внешней поверхности сферы нанесено изображение контуров материков. Поверхность морей и океанов имеет голубой цвет, а материков — золотисто-желтый.