Евпаторийский НИП-16, п. Молочное (площадка 3)
 
КРЫМСКИЙ РАДИОТЕЛЕСКОП
 
В ноябре 1981 г. в южных районах нашей страны разыгралась стихия: ураганный ветер, трехдневный снегопад и снова ветер. Его напора не выдерживали крыши многих домов, валились деревья, телеграфные столбы. Черное море разбушевалось так, что поселок Прибрежный возле Евпатории оказался затопленным и несколько дней напоминал Венецию. Недалеко от причала на мель выбросило сухогруз...
 
Следы стихии я видел по дороге в Центр дальней космической связи, где в те дни планировалась работа с автоматическими межпланетными станциями «Венера-13» и «Венера-14», которые должны были передать панораму поверхности таинственной планеты. «Как-то там справились со стихией?» – с беспокойством думал я. Одна только антенна радиотелескопа РТ-70 чего стоит! По площади она превышает футбольное поле. Поднятая же на высоту, эта махина создает парусность, намного большую, чем та, что была у сухогруза, лежавшего у берега. Какой же прочностью должна обладать эта антенна?
 
Издалека заметил выделявшуюся огромными размерами ослепительно белую чашу, возвышавшуюся над степью. И чем ближе подъезжал к ней, тем больше убеждался в целости ее изящной конструкции. Неожиданно над степью разнесся тревожный вой сирены. Это поступило предупреждение: всем быть внимательными, сейчас этот гигант весом 4000 т оживет! Кого-то сигнал мог действительно насторожить, а мне он доставил радость: цела антенна! Разум конструкторов, точность инженерных расчетов, добросовестный труд рабочих и мужество обслуживающих ее людей победили стихию.
 
И точно. Несколько минут спустя антенна, повинуясь заданной оператором программе, плавно и непринужденно пришла в движение. Через некоторое время она как будто вновь замерла. Стереотипное понятие о том, что антенна, поймав сигнал, нацеливается в заданную точку небосвода, в данном случае будет ошибочным. На самом деле она двигалась за источником информации, но движение это зарегистрировать может лишь ЭВМ.
 
Крымский радиотелескоп (см. последнюю стр. обложки) создавали многие коллективы под общим руководством М.С. Рязанского. По разнообразию режимов работы, остроте «зрения», количеству диапазонов волн и способности практически мгновенно переходить от одного к другому, а также по стабильности основных характеристик РТ-70 является одним из лучших в мире. Его разработчики решили широкий комплекс радиотехнических, конструктивных, инженерно-технических и строительно-монтажных задач.
 
В то же время специалисты позаботились об универсальности антенны, которая может использоваться для связи с автоматическими межпланетными станциями, быть основным элементом радиотелескопа, позволяющего исследовать самые далекие объекты Вселенной, или радиолокатором при зондировании планет.
 
Антенна состоит как бы из трех основных частей: железобетонной башни-фундамента высотой 16 м, поворотной платформы и зеркальной системы. Башня-фундамент воспринимает нагрузку через шарикоподшипник, который уникален по своим размерам: между двумя обоймами диаметром 22 м катаются 300 пудовых «шариков». Нижняя обойма крепится к фундаменту, отнивелированному с точностью ±0,1 мм, а верхняя – к поворотной платформе. Этот шарикоподшипник вместе с шестеренчатой системой поворота обеспечивает вращение антенны в горизонтальной плоскости.
 
Поворотная платформа имеет сложную конструкцию, основу которой составляет зубчатый сектор, вращающийся на цапфах в двух подшипниках горизонтальной оси и противовесы главного зеркала. В движение ее приводят электросиловые приводы, которые отслеживают цифровой код управления, задаваемый ЭВМ. Мощность системы привода обеспечивает нормальную работу антенны при скорости ветра 18 – 20 м/с.
 
Поворотная платформа радиотелескопа РТ-70:
1 – зубчатый сектор; 2 – цапфа
 
 
Третья часть антенны – зеркальная система – крепится к поворотной платформе. Ажурный каркас главного зеркала собран из множества стальных труб, а 1188 алюминиевых щитов, составляющих рефлектор, насаживаются на регулируемые шпильки, закрепленные на каркасе. Это позволило провести монтаж зеркала, выполненного в виде 14 концентрических кругов, с требуемой точностью. Контррефлектор диаметром 7 м и приводы его перемещения (для компенсации [температурного] искривления каркаса антенны) крепятся на четырехстержневой опоре.
 
В центре рефлектора расположена большая кабина, где находятся контейнеры со сменной приемопередающей аппаратурой. Над этой конструкцией крепится поворотная зеркальная система. Она-то и обеспечивает быструю смену диапазонов приема и передачи.
 
Устойчивость космической связи достигается в том случае, когда размеры главного зеркала антенны в сотни и даже тысячи раз превышают длину радиоволны. Если учесть, что ее диапазон лежит в пределах от 3 до 40 см, то становится ясным, насколько громоздким оно должно быть. А это и приводит к возникновению ряда трудностей.
 
Качество любой антенны оценивается коэффициентом ее использования, который зависит от формы главного зеркала и дефектов его изготовления, совершенства облучателя, степени затенения зеркала элементами крепления контррефлектора. Еще совсем недавно этот коэффициент составлял 0,5 – 0,6, а это означает, что в лучшем случае 40 – 50% площади зеркала практически пропадало. Вот и получается, что, строя антенну диаметром 60 м, реально получали около 45 м. Не правда ли, обидно впустую тратить металл, энергию? Кроме того, с ростом диаметра зеркала увеличиваются сроки строительства, возрастает его стоимость.
 
Существенный вклад в решение этой проблемы внес член-корреспондент АН СССР Л.Д. Бахрах. Он предложил заменить традиционную параболическую форму главного зеркала квазипараболической. Такая форма рефлектора помогает добиться более равномерной освещенности его поверхности. Тогда и энергия облучателя используется почти полностью. Если бы не затенение от опор контррефлектора и дефекты изготовления зеркала, коэффициент использования поверхности квазипараболической антенны был бы близок к единице. Новый профиль зеркала нашел первое воплощение в антеннах спутниковой связи, в частности на станциях сети «Орбита» и «Москва».
 
С увеличением диаметра зеркала неизбежно встает еще одна проблема: борьба с деформациями. Их размеры растут пропорционально квадрату диаметра зеркала. Так, у 70-метровой антенны деформация в 8 раз больше, чем у 20-метровой, и достигает 3 – 4 см. Вот тут-то и начинаются трудности, ведь неровности формы не должны превышать десятой доли длины волны.
 
И из этого, казалось бы, безвыходного положения выход был найден. Советский конструктор радиотелескопов П.А. Калачев и немецкий конструктор С. фон Хорнер независимо друг от друга предложили идею, которая сводилась к следующему. Поскольку от деформации избавиться нельзя, то не попытаться ли рационально использовать новую форму зеркала, запланировав ее изменение в процессе проектирования?
 
Комбинируя смещение контррефлектора и облучателя в зависимости от деформации, можно добиться требуемого хода лучей. Позже, при разработке антенны РТ-70, был найден закон распределения деформации по поверхности произвольной формы для двухзеркальной системы, т. е. найдено решение в общем виде. В результате коэффициент использования антенны был поднят до 0,8.
 
Радиотелескоп был опробован в декабре 1978 г. во время работы с автоматическими межпланетными станциями «Венера-11» и «Венера-12». Тогда благодаря его чувствительности ученые смогли определить параметры движения спускаемых аппаратов в атмосфере планеты. С тех пор проведено немало космических, радиоастрономических и радиолокационных исследований, в которых с помощью РТ-70 получены качественно новые результаты.
 
По сравнению с другими отечественными центрами дальней космической связи крымский радиотелескоп в различных диапазонах волн в 10 – 35 раз более чувствителен к сигналам, приходящим от автоматических межпланетных станций. Во столько же раз выше скорость приема научной информации, передаваемой с борта этих станций. Это особенно важно для исследования Венеры, поскольку время спуска аппаратов на ее поверхность занимает несколько часов. Именно возможности крымского радиотелескопа обеспечивали прием цветной фотопанорамы поверхности Венеры в 1981 г. и информации о локации поверхности планеты аппаратурой станций «Венера-15» и «Венера-16» с 1983 г., и в экспериментах с аэростатными зондами «Вега-1» и «Вега-2» в 1985 г.
 
Интересные результаты получили советские ученые при радиолокации планет. Измерения межпланетных расстояний, выполненные с помощью крымского и других радиотелескопов, легли в основу уточненной теории движения планет земного типа (Меркурия, Венеры, Земли и Марса). Она дает поразительные результаты: в 50 – 100 раз точнее классической позволяет прогнозировать движение этих планет. Это очень важное достижение. Баллистики получили весьма тонкий инструмент для расчета межпланетных траекторий космических аппаратов.
 
Антенна РТ-70 дала возможность увидеть рельеф ближайших к нам планет с разрешением по дальности до 1,2 км. В частности, на Марсе определен профиль горы Олимп, максимальная высота которой 17,5 км.
 
Этот телескоп позволил радиоастрономам регистрировать слабые источники космического излучения, исследовать их спектр в недоступном ранее диапазоне волн (например, на длинах волн 1,35 и 0,8 см). А именно они несут важную информацию о структуре и движении объектов Вселенной.
 
Радиоастрономы, опираясь на опыт предшественников, в целях достижения лучшего разрешения стали «объединять» радиотелескопы в радиоинтерферометры с базой чуть ли не в диаметр Земли. Такой антенный дуэт позволяет достичь разрешения в 0,001 угловых секунд, что в 20 раз лучше, чем у самого крупного оптического телескопа. В частности, совсем недавно крымский радиотелескоп РТ-70 был участником такого дуэта в исследованиях кометы Галлея. А в 1979 г. советские ученые создали первый в мире космический радиоинтерферометр, в который вошли РТ-70 и установленный на орбитальной станции «Салют-6» радиотелескоп КРТ-10.
 
Таковы первые, в ряде случаев рекордные, достижения советских ученых при работе с РТ-70. Как всякий новый и совершенный инструмент, он не раскрыл пока полностью своих возможностей, и мы, несомненно, еще станем свидетелями новых космических свершений с использованием крымского радиотелескопа.
 
В.Л. Горьков, кандидат технических наук. Из брошюры "КОСМИЧЕСКИЕ РАДИОЛИНИИ", сентябрь 1986 г.
 
 
Спасение "Салюта-7" и П-2500
 
Очередная советская долговременная орбитальная станция (ДОС) «Салют-7» была выведена на орбиту 19 апреля 1982 года. После того, как на ней отработало семь экспедиций, со 2 октября 1984 года станция функционировала без экипажа, в автоматическом режиме под контролем Центра управления полетами. 11 февраля 1985 г. на ДОС произошел отказ первого комплекта передатчика системы дальней радиосвязи (ДРС) и автоматически включился второй комплект. Ведущий оператор ЦУПа, не обеспечив анализ причин отключения первого передатчика, решил его включить. Это решение привело к катастрофическим последствиям.
 
Бортовая автоматика повторно не отключила неисправный передатчик и из-за резкого возрастания тока потребления начала отключать потребителей от системы электропитания. При этом оказались обесточенными передатчики всех систем (ДРС, телеметрии и др.) и целый ряд систем жизнеобеспечения. Станция оказалась неуправляемой, а состояние ее бортовых систем неизвестным.
 
После глубокого анализа случившегося было принято решение направить на станцию экипаж, который смог бы восстановить ее работу. Для этой ответственной экспедиции срочно сформировали два очень квалифицированных экипажа: В.А. Джанибеков - В.П. Савиных и Л.И. Попов - А.П. Александров.
 
Чтобы составить программу спасательной экспедиции, важно было знать: вышла ли система энергопитания станции из строя полностью либо, отключив часть потребителей, еще в какой-то части функционирует? Главный конструктор радиосистем М.С. Рязанский предложил следующий способ получения ответа на данный вопрос. Если предположить, что система энергопитания станции функционирует, то дежурные приемники ДРС должны быть включены. В этом случае через бортовые антенны должны излучаться сигналы гетеродинов этих приемников. Поскольку уровень просачивающихся сигналов в этом случае был бы чрезвычайно низок, штатные антенны наземных радиотехнических комплексов управления принять этот сигнал не могли. М.С. Рязанский предложил поставить эксперимент по приему сигналов гетеродинов дежурных приемников системы ДРС с помощью 70-метровой антенны комплекса П-2500, предназначенного для связи с дальними космическими аппаратами.
 
На антенне было установлено приемное устройство, настроенное на частоту гетеродинов бортовых приемников (а она значительно отличалась от рабочей частоты радиокомплекса). К выходу приемного устройства был подключен чувствительный анализатор спектра, который позволял зафиксировать сигналы гетеродинов. Кроме того, принятый сигнал подавался на систему обработки информации планетного радиолокатора, которая позволяла провести узкополосную фильтрацию принятого сигнала и его регистрацию.
 
Так как угловые скорости орбитальной станции для наблюдателя с Земли могут достигать одного углового градуса в секунду, обеспечить угловое сопровождение станции антенной П-2500 было невозможно (ее максимальная скорость углового сопровождения составляет 20 угловых минут в секунду). Но П-2500 имеет режим «переброса» антенны в заданную точку, при этом скорость переброса составляет 30 угловых минут в секунду. Была принята следующая схема эксперимента: - для работы выбирались витки, при которых станция видна с Земли под минимальными углами места (4-6°), при этом ее угловые скорости были минимальны; - программа углового наведения антенны П-2500 в режиме «переброса» повторяла проекцию траектории станции на небесной сфере. Программа движения антенны запускалась с опережением относительно движения орбитальной станции. Благодаря большей угловой скорости станция по времени догоняла антенну; - в тот момент времени, когда станция «догоняла» диаграмму направленности антенны, начинался прием сигналов гетеродина, который продолжался до того момента, когда станция за счет опережения выходила из диаграммы направленности.
 
При ширине диаграммы направленности порядка 20 угловых минут прием сигнала на каждом витке продолжался примерно 1 -2 сек. Наблюдения проводились в период с 3 по 6 марта 1985 года на нескольких витках. При этом был четко зафиксирован прием сигналов на частоте гетеродинов приемников системы ДРС как на анализаторе спектра, так и системой обработки сигналов планетного радиолокатора. Проведенный эксперимент однозначно подтвердил работоспособность системы энергопитания станции «Салют-7» на момент его проведения. В связи с тем, что на подготовку спасательной экспедиции было затрачено много времени, решили повторить эксперимент в мае 1985 года. Однако при этом прием сигналов гетеродинов бортовых приемников станции не был зафиксирован, что означало полное отсутствие напряжения питания бортовой сети станции. Это было учтено в программе работ по восстановлению станции. Как известно, космонавты В.А. Джанибеков и В.П. Савиных, стартовавшие 6 июня 1985 года на космическом корабле «Союз Т-13», блестяще провели работу по восстановлению станции, что позволило в дальнейшем эксплуатировать ее в штатном режиме.
 
Ведущий научный сотрудник РНИИ КП, доктор технических наук Евгений Павлович Молотов.
 
Некоторые габаритно-массовые характеристики П-2500 / РТ-70 / СМ-214
 
Диаметр основного зеркала
70м
Диаметр контррефлектора
3 - 7м
Масса, в т.ч.: зеркальной системы, опорно-поворотного устр.
4470т, 1400т, 2870т
Максимальная высота
88,108м
Диаметр шарового погона
22м
Диаметр азимутального зубчатого обода
25,5м
Радиус угломестного зубчатого сектора
16,85м
Площадь отражающей поверхности
4520 кв.м
Количество щитов отражающей поверхности
1188 шт
Размер щитов: длина, ширина
2,5м, 0,654-1.982м
 
Некоторые эксплуатационные характеристики П-2500 / РТ-70 / СМ-214
 
Тип зеркальной системы
Двухзеркальная по системе Грегори
Углы поворота по азимуту
±270°
Скорости наведения  по азимуту
от 2,5" /с (теоритически) до З0'/с
Углы поворота по углу места
от 4°30' до 95°30'
Скорости наведения  по углу места
от 2,5"/с (теоритически)  до 15'/с
Сейсмичность
8 баллов
Высота над уровнем моря
0 - 2500 м
Рабочая скорость ветра для дм диапазона длин волн
до 18 м/с
Рабочая скорость ветра для см диапазона длин волн
до 10 м/с
Рабочая скорость ветра для мм диапазона длин волн
до 2м/с
Рабочие длины волн, дециметровый диапазон
8 - 5 см
Рабочие длины волн, сантиметровый диапазон
3 - 0,8 см
Рабочие длины волн, милиметровый диапазон
4 - 1 мм
Ширина диаграммы направленности
2,5' (дм диапазон), 3" (см и мм диапазоны)
Разрядность датчиков угла
18(5") (дм диапазон), 22(0,3") (см и мм диапазоны)
СКО отработки ЭСП программных коорд. при ветре > 10 м/с
20" (дм диапазон)
СКО отработки ЭСП программных коорд. при ветре < 10 м/с
15" (дм диапазон), 5" (см и мм диапазоны)
СКО отработки ЭСП программных коорд. при ветре < 2 м/с
5" (дм диапазон), 1,5" (см и мм диапазоны)
СКО отклонения отражающей поверхности основного зеркала от теоретического профиля
0,8 мм (Евпат.), 1,3 мм (Уссур.), 0,07 мм (Суффа, расчетное)
СКО отклонения отражающей поверхности контррефлектора от теоретического профиля
0,4 мм (Евпат. и Уссур.), 0,1 мм (Суффа, расчетное)
 
Некоторые фактические характеристики П-2500 / РТ-70 / СМ-214
 
Ветровые деформации при ветре 15 - 20 м/с: наклон по углу места
2'
Ветровые деформации при ветре 15 - 20 м/с: деформации каркаса главного зеркала
10 мм
Низшая частота собственных колебаний при угле места 0°
1,35 Гц
Низшая частота собственных колебаний при угле места 90°
1,47 Гц
Минимальная скорость плавного вращения по азимуту
5"/с
Весовые деформации каркаса главного зеркала
30 мм
Отклонение от апроксимирующего параболлоида
0,8 мм
Остаточное снижение коэфф. усиления при оптимальном перемещении КР
3...4%
Остаточное снижение коэфф. усиления при заторможенном КР
30%
 
Характеристики П-2500 / РТ-70 / СМ-214 приведены для периода до 1990 г.
 
 
 
 
Во времена "Национального центра управления и испытаний космических средств" (НЦУИКС) антенна и Центр в целом являлись зачастую объектом несанкционированого туризма... Фото:  LesnikOld
 
Демонтаж системы градирен - пока не проржавело "в ноль" успеем сдать металлолом...
 
Посеянный в сентябре 2013 года украинский рапс стал россиским весной 2014 года. Фотография мая  2014 года - голубое небо и желтое поле...  Несмотря на цвета украинского флага, "вежливые люди" доделали свое дело и территория уже под россиским триколором. Хочется верить, что конфликт когда-нибудь закончится, "ястребы" с обеих сторон угомонятся и государства найдут компромисы... (даже в их флагах есть "однокоренные" цвета)