Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Как терялись космонавты.

12.07.2016 в 10:28

( Наука@Science_Newworld).

Утром седьмого июля к мкс успешно стартовал корабль "Союз" новой модификации МС. В ней были улучшены различные системы, и впервые телеметрия и голосовая связь с космонавтами будут доступны на любом витке. Космическая связь даже на околоземной орбите - не такая простая штука, как это может показаться, и история космонавтики хранит множество историй, как из-за проблем со связью на какое-то время космонавты "Терялись".

Немного физики.


Почему вообще возникают проблемы со связью в космосе? Просто потому, что земля круглая. А по круглой земле радиоволны по-разному распространяются. Ульракороткие волны (укв, UHF) распространяются , внимание, только в области прямой видимости, и, когда ваш собеседник скрылся за горизонт, связь пропадает. Короткие волны (кв, HF, VHF), кроме прямой радиовидимости, могут отражаться от ионосферы, и вы можете беседовать с очень удаленным собеседником. Встречаются рассказы о том, как в районе южного полюса слушали кв радио Москвы, дошедшее через многократные отражения от мощного слоя в ионосфере.

В первых космических кораблях использовались приемники и передатчики кв и укв диапазонов. Несмотря на отражение от ионосферы, связь с космическим аппаратом на коротких волнах возможна. Поэтому в области видимости наземных станций обычно использовали укв, а вне их - надеялись на связь по кв, которая могла как быть, так и не быть.

Первые полеты.

С самых первых полетов от космонавтов требовалось держать связь, вести доклад, чтобы дублировать показания телеметрии и полнее, чем приборы, сообщать свое самочувствие. А неизбежные проблемы со связью приводили к тому, что в исторических переговорах первых полетов собеседники постоянно пытаются проверить, а слышно ли их?

Фрагмент переговоров Юрия Гагарина с землей на укв канале:

9. 25.
Кедр: "заря-3" на связь. Как меня слышите?
Кедр: "заря-3", как меня слышите, как меня слышите? "Весну" не слышу, не слышу "весну"….
Заря 3 (Карпенко: вас понял, слышу удовлетворительно.
Кедр: полет проходит хорошо, все идет хорошо. Что можете мне сообщить?
9. 26.
Кедр: полет проходит успешно. Чувство невесомости нормальное. Самочувствие хорошее. Все приборы, вся система работают хорошо. Что можете мне сообщить?
Заря 3 (Карпенко: слышу вас хорошо, приборы работают нормально, самочувствие нормальное.
Кедр: вас слышу отлично. Что можете сообщить о полете? Что сообщить мне можете?
Заря 3 (Карпенко: указаний от 20-го (королева) не поступает, полет проходит нормально.
9. 27.
Кедр: понял вас, от 20-го указаний не поступает. Сообщите ваши данные о полете! Привет блондину! (Блондином назван космонавт ст. л -нт Леонов, находившийся на укв радиостанции "заря-3" в Елизово.
Заря 3 (Карпенко: как слышите меня?
Кедр: вас слышу хорошо. Как меня?
9. 29.
Заря 3 (Карпенко: как ваше самочувствие?
Кедр: мое самочувствие превосходное, отличное, отличное, отличное. Мне результаты о полете сообщите!
Заря 3 (Карпенко: повторите, плохо слышу.
Кедр: чувствую себя очень хорошо, очень хорошо, хорошо.
9. 30.
Кедр: сообщите мне ваши данные о полете!
Заря 3 (Карпенко: как меня слышно?

В полете Гагарина с позывными "Заря" велись переговоры на укв, а на кв использовался позывной "весна":

1. Новосибирск.
Станция работала на передачу с 9. 22 до 9. 39. Передавалась на борт эстрадная музыка и на фоне музыки телеграфом позывной "ВСН" через 30 секунд. Сообщений с борта не приняли.

2. Алма-ата.
Станция работала с 9. 52 до 10. 02 на передачу. Передавались песни баглановой и на фоне песен телеграфом позывной "ВСН" через 30 секунд. С борта сигналов не приняли.

3. Хабаровск.
Станция работала с 9. 42 до 9. 52 на передачу по программе. Передавались "Амурские Волны" и на фоне песни телеграфом позывной " ВСН " через 30 секунд. Сигналы с борта принимались, начиная с 9. 21 до 10. 11 с перерывами. Двухсторонняя связь была установлена в период с 9. 53 до 10. 57. 4. Москва.
Станция работала на передачу с 10. 03 до 10. 37. Передавались песни о Москве и на их фоне позывной "ВСН" через 30 сек. Связь с "Кедром" была установлена кратковременная в 10. 13. 10. 13.
Весна (Хорошилов: как слышите?
Кедр: вас слышу хорошо. Полет … льно … протекает.
10. 16.
Весна (Хорошилов: полет протекает нормально.
- (ответа не последовало.
10. 18.
Весна (Хорошилов: майор Гагарин, ваш полет идет нормально.
- (ответа не последовало.

За океаном происходило примерно то же самое.

00 01 02 00.

Алло, дружба - 7, оператор вумера (Австралия. Как вы слышите меня? Прием.

00 01 02 04.
Джон гленн.
Понял вас, оператор вумера, все еще слышу вас громко и ясно. Как меня слышно?

00 01 02 08.
Capcom.
Слабо, но разборчиво, дружба - 7. все системы пока что в порядке. Давление 125/90. У вас проверка кв связи через 2 минуты 30 секунд и вход в зону действия связи кантона (атолл в тихом океане) примерно через семь минут. Прием.

00 01 02 22.
Джон гленн.
Понял, это дружба - 7. спасибо большое, все системы пока что в порядке, переключаюсь на кв. Прием.

00 01 02 31.
Capcom.
Понял, дружба - 7, это оператор вумера, конец связи.

00 01 03 17.
Джон гленн.
Алло, вумера, это дружба - 7 на кв, вы меня слышите? Прием.

00 01 04 00.
Джон гленн.
Это дружба - 7, это дружба - 7, передаю вслепую в сеть связи "Меркурий". 1, 2, 3, 4, 5. это дружба - 7, конец связи.

00 01 04 16.
Capcom.
Это оператор канаверал, проверяю кв, GMT 15 52 05, время (отметка времени для синхронизации. Я не принимаю корабль, это мыс, отбой.

00 01 05 17.
Capcom.
Дружба - 7, это кано (Нигерия. GMT 15 53 02. Я не принял вашего сообщения, это кано, конец связи.

00 01 05 32.
Capcom.
Дружба - 7, это оператор Занзибара, это оператор Занзибара, конец связи.

00 01 09 44.
Comm Tech.
Дружба - 7, это оператор кантона, вы слышите меня? Прием.

00 01 09 53.
Джон гленн.
Алло, кантон, алло, кантон, это дружба - 7, слышу вас громко и ясно, как меня слышно? Прием.

00 01 10 00.
Джон гленн.
Алло, кантон, алло, кантон, это дружба - 7, слышу вас громко и ясно, как меня слышно? Прием.

00 01 10 08.
Comm Tech.
Дружба - 7, это техник кантона, слышу вас громко и ясно, ожидайте оператора.

Глухие орбиты.

У Ссср было меньше возможности установить станции связи в районе экватора и южном полушарии, поэтому долгое время в нашей космонавтике существовало такое понятие, как "Глухие Витки". На них космический корабль проходил далеко от станций связи на территории Ссср, устойчивая связь была невозможна, и в лучшем случае можно было получить телеметрию по кв. Поэтому на этих витках обычно не было важных операций, а космонавты отдыхали или спали.

Со временем Ссср построил несколько кораблей для космической связи, что немного улучшило ситуацию, но полностью проблему не решило. В США же сеть наземных станций использовалась до конца 1980-х, когда ее заменила сеть космических ретрансляторов Tdrss. Спутники на геостационарной орбите прекрасно видели объекты на низкой орбите и ретранслировали данные на землю, которая тоже была в прямой радиовидимости.

Поиск и спасение.

Первые корабли садились в режиме баллистического спуска, что приводило к невысокой точности посадки, целью было попадание "Примерно в эту Область". Спускаемый аппарат имел специальный передатчик, который сигналил свое местоположение, но точность наземной пеленгации места посадки также была неидеальна. Все это неизбежно приводило к тому, что первых космонавтов могли искать, и довольно долго.

Первыми людьми, которые встретили Гагарина, были жена лесника с дочкой, случайно оказавшиеся рядом. Затем подъехали местные пвошники и колхозники. И только потом уже к месту посадки смогли прибыть штатные поисково-спасательные службы. После посадки поповича (Восток - 4) самолеты с десантом спасательных служб прибыли быстро, но из-за отказа радио, он не смог передать, что у него все в порядке, и уже ему пришлось оказывать помощь десанту врачей.

Снял скафандр, начал курочить радиостанцию (ни основная, ни резервная не работали. Потом вижу - самолет появился. Я тогда начал ракеты пускать. Они увидели меня и начали снижаться, а я начал бегать туда-сюда, чтобы показать, что жив - здоров, у меня все нормально и прыгать не надо - помощь не нужна. В самолете бригада врачей, которые должны мне оказывать помощь, и я подумал, что они при таком ветре все перебьются, ведь у них всего по 4-5 прыжков. Но они все же прыгнули …. Получилась занятная картина: тот, кого они должны спасать, носится по степи и гасит купола …. Врач, подполковник, подбегает ко мне, а лицо у него разодрано. Я говорю: "йод есть? Есть". Давай, я тебе смажу лицо …".

За океаном второй орбитальный полет закончился почти анекдотически. Из-за ошибки астронавта и отказа оборудования корабль "Аврора-7" с астронавтом Скоттом карпентером приводнился в 400 км от цели. Карпентер вылез из корабля, удобно устроился на надувном спасательном плоту, и стал ждать спасателей, пока пресса спекулировала, что, возможно, США потеряли своего первого астронавта. Не знаю, о чем задумался карпентер, но он умудрился не заметить самолет спасателей, и очень удивился, когда внезапно рядом с его лодкой появился еще один человек. Карпентера искали почти сорок минут, а на авианосце, обеспечивающем посадку, он оказался только через четыре с лишним часа.

Посадка первого многоместного корабля "восход-1" проходила штатно, в районе даже находился самолет, пилот которого мог непосредственно видеть происходящее. Это пригодилось - связи не было.

Все собравшиеся напряженно молчали, ожидая докладов начальника службы поиска генерала кутасина. Когда тот доложил, что летчик самолета ил - 14 "Видит Объект", королев не выдержал, отнял микрофон у Гагарина и закричал:
- я - "Двадцатый"! Сколько парашютов видит летчик михайлов - один или два?
Лишь в том случае, если раскрылся только один купол - это плохо. Скорость приземления может быть 8-10 метров в секунду. Таким образом, если к тому же не сработает двигатель мягкой посадки, травмирование космонавтов неизбежно.
Кутасин после мучительной паузы доложил, что корабль спускается на двух парашютах.
Снова ожидание.
Наконец:
- летчик Михайлов видит корабль на земле и около него троих человек, машущих руками.
Дорогой и неизвестный летчик михайлов! Только в том случае, если бы ты знал, какой гром аплодисментов, какие объятия последовали за твоим коротким сообщением!

Совершавшие посадку в нерасчетном районе "Джемини-3", "джемини-5" и "джемини-8" тоже долго ждали спасателей, а эпопея "восхода-2", когда Беляев и Леонов несколько суток ночевали в лесу, однозначно держит рекорд по наиболее "веселой" посадке. И если начавший летать спейс шаттл садился на взлетно-посадочную полосу, что упрощало поиск и эвакуацию, то корабль "Союз" мог преподнести сюрприз. В штатном режиме "Союз" выполняет управляемую посадку, когда бортовой компьютер креном корабля изменяет подъемную силу и прицеливается в расчетную точку посадки. Но если что-то идет не так, то включается аварийный режим баллистического спуска. В этом случае система управления банально закручивает корабль. Перегрузки растут раза в два, и корабль садится с большим недолетом, но жизни космонавтов будут вне опасности. В 2003 году корабль "союз тма-1" с Николаем Будариным, кеном бауэрсоксом и Дональдом петтитом сорвался в баллистический спуск и не долетел до цели 500 км. Космонавтов искали три часа, и это было очень нервное время - в тот же год при похоже выглядящих обстоятельствах погиб шаттл "Колумбия" со всем экипажем. С тех пор в укладку "Союза" включили мобильный телефон и навигатор. После этого "Союз" еще два раза садился в режиме баллистического спуска, но спасательные службы были готовы, и корабль находили гораздо раньше.

Что же теперь?

Не удивлюсь, если спутниковый телефон с навигатором пока не убрали из укладки "Союза", на всякий случай. Но на смену им уже пришло более продвинутое оборудование. Единая командная телеметрическая система ектс - тка обеспечит постоянную цифровую связь без глухих витков. Пока что обеспечивается 70% покрытия, а с вводом в строй станции "Клен - Р" на космодроме "восточный", покрытие составит 100%. А точные координаты корабля на участке спуска на парашюте и после посадки будут передаваться, опять же через спутники, системой коспас - сарсат.