М. Борисов - На космической верфи. Поиски и свершения

Значит, чтобы уверенно принять сигнал, который, естественно, ослабевает с расстоянием, нужно применять антенну с большим коэффициентом усиления. Как же быть с антеннами космических станций? Да еще таких, которым предстоит уйти от Земли на огромные расстояния. Попробуйте представить себе расстояния почти в восемьдесят миллионов километров, которые должны преодолевать «Венеры». По нашим земным меркам — даль невообразимая. А если к этому добавить, что полет станции проходит по траектории, представляющей собой сложную кривую линию, и сама станция в силу ряда причин изменяет свое положение на этой кривой, то сложность обеспечения радиосвязи в этих условиях очевидна.

В общем, трудности задачи мы сознавали. Но интуиция — одно, а инженерный расчет — нечто другое. А для расчета, известно, нужны исходные данные, здесь не обойдешься без баллистиков. Это они должны сказать, где на траектории полета и при каких положениях станции должна быть обеспечена надежная радиосвязь.

Получить от баллистиков конкретные цифры и графики порой нелегко, потому что этим цифрам и графикам предшествуют сложные и трудоемкие баллистические расчеты.

По-человечески мы понимали наших коллег, но на деле были к ним беспощадны и настойчивы, требуя информацию. И никак не могли «войти в их положение». И нетрудно понять почему. Ведь проектанты были беспощадны и настойчивы — по отношению к нам — скажи им, наконец, какие все-таки будут антенны. Без этого ни не успеют выпустить в срок компоновку. Но, а им в свою очередь «наступают на пятки» конструкторские бригады, которые никак не могут приступить к выпуску чертежей на отсеки станции, да и на сами антенны.

Идет нормальный процесс проектирования станции. А это прежде всего цепь взаимных согласований. И все участники процесса должны что-то друг другу выдать и соответственно друг от друга что-то получить. Сначала хотя бы предварительные данные, а по мере накопления знаний проводить их уточнения. И все это усугубляется тем, что время-то не ждет, станция должна быть готова в определенные сроки, а иначе — ждать полтора года.

Для того чтобы обеспечить надежную радиосвязь, лучше всего иметь бортовые антенны довольно значительных размеров. Ну, скажем, параболы диаметром в добрый десяток метров; ибо чем больше размеры антенны, тем ширина ее диаграммы излучения уже, а коэффициент усиления больше.

Но антенна большого размера затенит поле зрения оптических датчиков. Управленцы этого допустить не могут. Им еще нужно направить такую антенну на Землю с предельной точностью. А какая она должна быть, если ширина диаграммы будет составлять доли градуса. Специалисты, считающие и контролирующие массу каждого прибора на станции, каждой гайки и каждого кронштейна не пропустят такую антенну, потому что она при таких размерах будет иметь большую массу. Больше, чем антенна меньшего диаметра.

Конечно, до абсурда дело не доводится. И данные выдаются с учетом всех аспектов проектирования (вот для чего антенщику нужна широкая техническая эрудиция), что не исключает последующих споров и уточнений.

Связным с смежными отделами был выделен Иван Гутьев, представитель антенной лаборатории. Он с утра, не заходя к себе в лабораторию, обходил исполнителей, которые уже могли, хотя и с опаской, назвать некоторые цифры.

По крупицам собрал Иван нужные данные о режимах ориентации станции, их точностях, логике работы борта… В его блокноте одна страничка заполнялась за другой. Теперь можно было начинать первые предварительные расчеты антенн. Ждать больше нельзя. Проектный отдел не дает покоя; «Где размеры антенн и места их установки?» Они тоже ждать больше не могут… Срок выпуска компоновки станции неумолимо приближался.

Работы шли по скоординированному плану, в котором были установлены сроки для баллистиков, антенщиков, проектантов, т. е. для всех служб, усилиями которых создается станция. Но кто может сидеть и спокойно дожидаться заветной даты получения нужной информации. Хочется получить для начала пусть не полную, пусть часть от целого, ведь, получив ее, можно будет уже начинать продумывать: что и как ты должен сделать.

Именно поэтому получение данных — первейшая и важнейшая забота.

Как мы понимали проектантов! Как хотели помочь им!

Но расчеты не могли быть закончены без четкой договоренности с нашей смежной организацией, которой подведомственна вся радиолиния, с помощью которой на борт станции передаются команды управления, а со станции — информация научная, служебная… Радиолиния состоит из наземной станции, бортовой аппаратуры и АФУ. А поскольку антенно-фидерное устройство создано нашей фирмой, да еще и потому, что оно вклинивается между «бортом» и Землей, естественно, что нашему смежнику далеко не безразлично, что и как мы создаем. Судите сами. Вот пример: «Земля» работает превосходно, «борт» еще лучше, а вся радиолиния — скверно. Нужная дальность не «вытягивается», скорость передачи меньше, чем «закладывалась», команды проходят со сбоями. Кто виноват? В чем причина?

Двух мнений быть не может. Конечно, в АФУ.

Именно поэтому антенщики должны не просто выполнять поставленные перед ними требования, а выполнять их с гарантией, уверенно, с запасом. На всякий непредвиденный случай.

И опять все сводится в основном к коэффициенту усиления антенны, да еще добавляется коэффициент бегущей волны.

Но сначала, что такое режим бегущей волны?

Принято считать, что только в этом режиме вся энергия волны, возбужденная в фидере источником энергии (например, передатчиком), поглощается на конце фидера (например, антенной). Вот отсюда и коэффициент бегущей волны. Он показывает, какая часть энергии передатчика передается в нагрузку. В режиме бегущей волны он равен единице, и это вообще его самое большое значение. К нему стремятся, но никогда не достигают, потому что в каждом реальном антенно-фидерном устройстве есть какие-то несогласованности, потери. И от того, как антенщику удается настроить АФУ, зависит величина коэффициента и, конечно же, величина излучаемой антенной мощности.

Так чему она должна быть равна? 0,5 или 0,9, 0,6 или 0,8? А может быть, 0,7? Вопрос сложный. Потому что схема АФУ любого космического аппарата («Венера» не является исключением) состоит из многих элементов-фильтров, переключателей, ответвителей, высокочастотных разъемов, антенн. Наконец, на нее оказывают влияние передатчики, приемники. И каждый элемент схемы, если можно так сказать, не улучшает коэффициент бегущей волны, а ухудшает его.

Переговоры с представителями смежной организации проходят непросто, хотя мы давние коллеги.