Часовой космоса

Вторая жизнь Владимира Комарова

А. Харьковский

1971

   Несколько лет назад перед учеными, радиотехниками, корабелами была поставлена сложная задача - построить исследовательское судно для поддержания связи с космическими аппаратами. На палубах надо было найти место для гигантских антенн, а в каютах и в трюме - для размещения лабораторий, сотен исследователей, тысяч приборов. Одним словом, целый научный институт. Корабль должен быстро и очень точно приходить в заданную точку океана. Наконец, в любую бурю палуба судна должна быть устойчивой, как скала, - даже небольшая качка повлияла бы на работу антенн и других приборов.
   Таких кораблей раньше не строили. Проектировщики вправе были сказать: "Это невозможно". Но они ответили ученым: "Понимаем - такое судно нужно. Давайте думать вместе".
    Вспомним, как выглядят антенны Центра дальней космической связи. Это колоссальные сооружения. Аппаратура, мощное энергетическое хозяйство занимают целые здания.
   Но как разместить такого рода конструкции на небольшом плавучем острове? Конечно, проще всего укоротить длинные "уши" - антенны. Но распознают ли они тогда ослабленный сигнал, который придет  к ним с расстояний в сотни тысяч километров? Ведь чем больше антенна, тем легче его уловить, выделить из космических и атмосферных радиошумов.

Читать также:

Первое экспедиционное судно "Персей". Его история началась в 1916 году. Великий русский ученый-географ Н.М.Пржевальский (1839-1888).

   Как же поступить? Поставить более мощные передатчики на борту космических аппаратов? Но каждый лишний килограмм на орбите - нежелательное утяжеление ракеты-носителя. Значит, этот путь для конструкторов закрыт.
   Строители приняли другое решение. Возвести на палубе большие антенны. Большие, но не слишком. Сделать их ажурными. И защитить их от порывов ветра и соленых брызг оболочками, прозрачными для радиоволн. Так родились знаменитые "шары", привлекающие внимание всех, кто видел корабль "Космонавт Владимир Комаров".
   Уменьшение площади антенн решили компенсировать совершенством радиоаппаратуры, выделяющей и усиливающей сигнал. Появились блоки и целые приборы, работающие в условиях сверхпроводимости. Для них нужны низкие температуры, а следовательно, жидкие воздух и азот. Разумеется, не обойтись и без генераторов постоянного и переменного тока разных мощностей и напряжений. Все это и составило так называемую службу обеспечения - одну из основных на корабле.
   При создании уникального судна встали проблемы, почти неизвестные конструкторам наземных станций слежения. Скажем: как обеспечить сосуществование десятков одновременно работающих радиостанций? Речь идет об электромагнитной совместимости приборов. Например, при сложении двух или более высокочастотных сигналов в цепях радиосхем могут возникнуть паразитные колебания, которые нужно гасить. В игру вступает даже корабельный корпус, в нем появляются наведенные токи, металл при качке судна искрит, а СВЧ-излучение способно так разогреть леерное ограждение, что оно обожжет руки.
   И вот, наконец, каждая установка или прибор заняли свое место, антенны поделили между собой эфир. Электростанция, способная залить светом большой город, обеспечила их устойчивую работу, а "электронный мозг" - согласованные действия автоматов. Подсчитали: водоизмещение судна должно составить 17500 т.
   Разумеется, дело не в одних размерах, пассажирские пароходы бывают и больше, а водоизмещение танкеров исчисляется сотнями тысяч тонн. Но ведь речь идет о корабле для исследования космоса - тут счет особый. Корпус должен быть очень жестким, почти недеформируемым. Таковы условия для проведения точных угломерных измерений.

   Тот, кто пытался во время качки стоять на палубе и смотреть на Луну, знает, что это дело нелегкое. Уследить за крошечным и быстро двигающимся космическим аппаратом еще труднее. Его не просто услышать и с помощью антенн, твердо стоящих на земле. А если палубу под антенной качает и кренит, связь тут же прерывается.
   Скорость космического корабля определяют, используя эффект Доплера, по изменению частоты радиоволн в зависимости от движения источника. Приемник должен быть неподвижным, как бы ни бушевали вокруг волны.
   Способов борьбы с качкой много, радикального - ни одного.
   Корабелы утверждают: полностью от нее избавиться нельзя, можно лишь сделать ее более плавной. Как? За счет дополнительного балласта. Тогда судно качается медленней, но у него появляется больше шансов лечь на борт и даже перевернуться. В общем, балласт против волнения полезен, как всякое лекарство, лишь в определенных дозах.
   Есть другое средство: поставить на борту успокоители качки - цистерны. Перекачивая воду из одной цистерны в другую, удается уменьшить килевую и вертикальную качку в 1,5-2 раза, а бортовую - в 6 раз.
   Но что хорошо для обычного исследовательского судна, совершенно не годится для часового космоса. Качка, скажем, на корабле "Академик Курчатов" все же остается выше порога человеческого восприятия. Антенны дальней связи чувствительней человека. Они признают лишь полный штиль.
   Можно, например, превратить судно в стабилизированную океанскую платформу. В заданный район оно приходит вплавь, а там девять десятых его отсеков заполняются водой.
   Однако и такое решение совершенно не подошло для корабля "Владимир Комаров". Поместить и людей и оборудование в одной десятой корабельного объема, а все остальное отдать под затопление? Но это капитуляция перед проблемой качки. И советские специалисты приняли другое - оригинальное и смелое решение.
   Зачем уменьшать качку, если антеннам все равно нужен полный покой? Надо создать стабилизированные, неподвижные площадки прямо под антеннами! Поставить гироскопы - оси их быстровращающихся роторов  всегда сохраняют в пространстве неизменное положение. Поэтому гироскопы покажут углы поворота корабельного корпуса вокруг центра тяжести. Палуба ходит вверх и вниз, перемещается сам центр тяжести? Но это отметят акселерометры - измерители ускорений. Все данные поступят в вычислительную машину. В ее памяти записано то неподвижное положение, которое должна занимать платформа. Из сравнения входных сигналов с данными памяти и рождается команда исполнительным механизмам нейтрализовать действие качки.
   Четыре года назад новое исследовательское судно сошло со стапелей. Владимир Комаров мечтал изучать дальний космос. Корабль, носящий его имя, стал часовым звездных просторов. За три года - восемь рейсов по многим морям и океанам. Его антенны надежно связывали нас с космическими кораблями "Союз", доносили до нас голоса космонавтов. Они поддерживали связь с первым в истории межпланетным аппаратом "Зонд-5", который, облетев Луну, вернулся на Землю.
 
   Капитан Борис Николаевич Борисов, наверно, волновался, когда вступал в свою должность. Ведь судно нужно выводить на связь с космической точностью: ошибка в десятки метров уже считается недопустимой.
   Старые мореходы пожимали плечами: "Да разве это возможно?" По небесным светилам положение корабля определяется с точностью 1800-3700 м. Но чтобы до десятков! Ведь море не твердая земля, надо постоянно учитывать влияние течений, ветра...
   Все это и учитывает навигационная электронно-вычислительная машина, установленная на "Владимире Комарове". Она связана проводами с десятками приборов и постоянно выдает точные координаты местоположения судна.
   Достигнут заданный район. Доклад в Центр космической связи. На "Владимире Комарове" начинается круглосуточная вахта. Экран точного времени показывает: сейчас космический корабль, двигаясь по орбите вокруг Земли, проходит последний радиопост на Дальнем Востоке. На судне идет настройка аппаратуры. Слышится команда: "Начать поиск сигнала!" Гигантские антенны приходят в движение. "Есть сигнал!" - говорит радист. "Есть захват!" - докладывают из лаборатории управления измерительными средствами. И так каждые час-полтора, пока кругосветный орбитальный курьер не вернется на родную Землю.

Одесса - Москва

Корабли советской науки

Представлены (рис. вверху) некоторые суда экспедиционного флота Академии наук СССР.

"Космонавт Юрий Гагарин" - самый большой научный корабль мира, спущен в этом году со стапелей судостроительного завода в Ленинграде. По водоизмещению чуть ли не втрое больше корабля "Космонавт Владимир Комаров". Оснащен новейшей отечественной аппаратурой для изучения верхних слоев атмосферы. В условиях автономного плавания способен выполнять задачи по управлению космическими аппаратами.

"Заря" - немагнитное судно, мотопарусная шхуна с деревянным корпусом. Более 15 лет ведет планомерную магнитную съемку Мирового океана. Материалы экспедиций воссоздают картину магнитного поля на водной поверхности планеты, уточняют существующие и помогают создавать новые  карты для воздушной и морской навигаций. Кроме экипажа в 25 человек на шхуне работают 10 научных сотрудников. Срок службы "Зари", как и большинства кораблей с деревянным корпусом, ограничен.

"Михаил Ломоносов". Год рождения - 1957-й. Специальность - физическая океанография.  В 1961 году на этом судне сделано крупное географическое открытие: в тропической зоне Атлантического океана ученые обнаружили мощное подповерхностное экваториальное противотечение (его назвали течением Ломоносова). В 1966 году корабль совершил  кругосветное плавание, продолжавшееся  целый год.

"Витязь" - ветеран исследовательского флота. Перестроен в 1949 году из грузового океанского судна. Предназначен для широкого комплекса океанологических исследований. Дал многие ценные сведения о растительном и животном мире глубоководных впадин северо-западной части Тихого океана. Начиная с 1967 года в центре внимания экспедиций "Витязя" - тектонические  зоны Мирового океана.

"Академик Курчатов" - полнопалубное судно с непрерывной надстройкой и усиленным ледовым корпусом. Назначение - комплексное изучение океана, проведение физических, геофизических и геологических работ. Имеет 24 лаборатории, 30 подсобных помещений, три стабилизированные платформы, радиолокационную станцию "Метеор". Снабжен успокоителями качки - в шторм их выпускают по обе стороны бортов. Корабль построен 5 лет тому назад в ГДР по техническому заданию и эскизному проекту Отдела морских экспедиционных работ АН СССР.    

 

Журнал "Техника - Молодежи" 11/1971

Серия сообщений ""Техника - молодежи" СССР":
Часть 1 - Биография сахара
Часть 2 - Занимательная История
...
Часть 22 - Космический профиль планеты Земля
Часть 23 - О выставке "Современные аттракционы" в 1971 в Москве
Часть 24 - Корабли советской науки
Часть 25 - Автомобильный музей
Часть 26 - Чемпионы античных ристалищ. История олимпийских игр
...
Часть 42 - Космический дом человечества
Часть 43 - Фото со смотра-пробега антикварных автомобилей в Юрмале в 1986 году
Часть 44 - Московский вернисаж «багги». Фото со Всесоюзного смотра-конкурса кроссовых автомобилей в 1974 году