Марс, СССР и наша «античность»

О.Генри: «Я не знаю иного способа судить о будущем, кроме как по прошлому».

Мудрости и самой жизни надо учиться у древних. И чем дальше, чем сильнее, серьёзнее и основательнее. У нас есть своя «ближняя античность» — Советский Союз.

Как много людей знает, что СССР первым был на Марсе? Ладно там, а здесь? И не только на Марсе. Мягкая посадка, впервые в мире: «Луна-9» (1966), «Венера-7» (1970), «Марс-3» (1971). Ну да, это же античность: полвека прошло.

Как это романтично: «Посадка спускаемого аппарата на Марс была осуществлена между областями Электрида и Фаэтонтия на плоском дне крупного кратера Птолемей, западнее кратера Реутов, и между малыми кратерами Белев и Тюратам».

Ещё меньше тех, кто в курсе, что на «Марс-3» использовались компьютерные наработки нашей лунной программы: бортовая БЦВМ С-530 (И.Ц.Гальперин, М. А. Качаров). У неё была своя операционная система (А.Г.Глазков, Б. Н. Вихорев). Проект курировал академик Н. А. Пилюгин. Изначально разрабатывалась для Лунного ракетного комплекса Н1-Л3. Затем эта БЦВМ использовалась и для управления межпланетными станциями серии «Венера».

Приведу полностью тезисы доклада А. Г. Глазкова. У них здесь шансы сохраниться для потомков выше, чем на дальних задворках Интернета.

/ А. Г. Глазков. «Первая Советская БЦВМ в Космосе». Сборник докладов «XXVIII Академические чтения по космонавтике» (2004)

≪ Последовавшая за полётами первых спутников и первого человека в космосе Лунная гонка между СССР и США поставила качественно новые задачи перед создателями систем управления в НИИАП. Для проекта Л-1, предусматривающего облёт космонавтами Луны, наиболее сложной задачей было возвращение экипажа в спускаемом аппарате (СА) на Землю при входе в атмосферу со второй космической скоростью.

Для посадки на территории СССР в районе Казахстана была сформирована траектория с двумя погружениями в атмосфере Земли с суммарной дальностью полёта до 10000 км, существенно большей, чем у американцев, осуществлявших посадку на воду в Тихом океане. Ограниченное аэродинамическое качество (~ 0,3) СА обусловило весьма узкий коридор входа в атмосферу Земли (~ 10 км), обеспечивающий захват СА атмосферой и достижение требуемой дальности.

Существенно нелинейная зависимость дальности полёта от управляющего воздействия, так называемый «рикошет», при первом погружении в атмосферу и единственный управляющий параметр движением центра масс в плоскости полёта (проекция аэродинамического качества СА на эту плоскость) исключили использование традиционных систем управления движением ракеты, программирующих значение двух кажущихся скоростей по времени и имеющих два управляющих параметра — угол атаки и тягу двигателей.

Простейший вариант управления СА был предложен В. А. Ярошевским из ЦАГИ. Он основан на использовании информации с одного акселерометра, ориентированного в; направлении как на первом, так и на втором погружении (; 2) в атмосферу Земли. При этом на первом погружении программная зависимость; -ускорения от; -скорости интерполировалась от угла входа в атмосферу (темп нарастания перегрузки), а на втором — программная зависимость времени от; -скорости интерполировалась от времени внеатмосферного полёта.

В дальнейшем была реализована интерполяция программных зависимостей при первом погружении от дальности полёта в атмосфере Земли. Сравнительно простой вариант управления был уже не «по зубам» освоенным в НИИАП, специализированным вычислителям электромеханического типа и типа цифрового дифференциального анализатора, использованного для управления гибкими траекториями лунной ракеты Н-1, предложенного сотрудником НИИАП В. А. Котельниковым.

Поэтому обратились за помощью к Главному конструктору вычислительной техники С. А. Крутовских, который разрабатывал БЦВМ типа «Аргон» по заказу авиаторов на элементах «Тропа». Автору этих строк выпала задача не только создания первой программы БЦВМ в космосе для управления СА, моделирования и уточнения системы команд БЦВМ «Аргон 11С», но и отработки динамики движения СА на аналого цифровых комплексах (АЦК) и создания математического обеспечения для моделирования движения на впервые в СССР созданном АЦК с БЦВМ.

При этом моделирование движения центра масс производилось на универсальной ЭВМ «Клён», использовавшейся в задачах противовоздушной обороны, а углового движения — на аналоговой модели МН-17. Отработкой динамики управления СА на универсальной ЭВМ М-20 на первом и втором погружении занимались соответственно К. З. Ибрагимов и Ю. В. Трунов.

Работы по всем этим направлениям были проведены ударными темпами за два года, и уже к 1967 году был отработан вариант управления СА без смены дальности. Многократные, в то время, аварии носителя ракеты «Протон» сместили первые полёты ещё на два года. Из трёх полетов по проекту Л-1, первый закончился аварийным баллистическим спуском СА в Индийском океане, а два других — успешной посадкой на территории СССР, реализованной впервые в мире при возвращении к Земле со второй космической скоростью.

Дальнейший пилотируемый облёт Луны по программе Л-1 оказался нецелесообразным, так как в 1969 году американцы реализовали высадку на Луну астронавтов. Эффективность использования БЦВМ, продемонстрированная в проекте Л-1, стимулировала разработку собственных БЦВМ в НИИАП, применённых для всех последующих систем управления. ≫