Государственное конструкторское бюро "Южное" им. М.К. Янгеля

Ракеты и космические аппараты
конструкторского бюро "Южное"

Под общ. ред. С. Н. Конюхова

©ГКБ "Южное" им. М. К. Янгеля, Днепропетровск, 2000

Наш адрес: ruzhany@narod.ru

ЧАСТЬ 3
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

Осуществление полетов в космическом пространстве является одной из самых замечательных познавательных идей человечества. Запуск первого в мире искусственного спутника Земли 4 октября 1957 г. и первый пилотируемый космический полет Ю. А. Гагарина 12 апреля 1961 г. — яркие события XX века — нашли отражение и в де-ятельности Государственного конструкторского бюро "Южное".

Запуски первых космических аппаратов открыли новые возможности для изучения космического пространства. Были получены данные о физико-химических параметрах верхней атмосферы, характеристиках магнитного поля Земли, формах взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем Земли, физике космических лучей и ряд других, в том числе необходимых для подготовки пилотируемых полетов. Однако значительное число экспериментов, выдвинутых в качестве первоочередных, на первых космических аппаратах не могло быть осуществлено, многие полученные данные нуждались в уточнении, сравнении и проверке.

Последнее обстоятельство определило потребность в организации систематических запусков космических аппаратов как для регулярных исследований околоземного космического пространства и накопления статистических данных, так и для создания специальных космических систем, функционирующих на постоянной долговременной основе (системы службы Солнца, радиационной безопасности, ионосферного зондирования, обнаружения высотных ядерных взрывов и т.д.). Для решения поставленной задачи необходимо было создание в короткий срок новых экономичных ракетных систем и разработка соответствующих их классу космических аппаратов, перекрывающих по своим функциональным возможностям широкое поле задач научного и прикладного назначения.

В этих условиях КБ "Южное" выступило с инициативой создания ракеты-носителя легкого класса 63С1 на основе стратегической баллистической ракеты Р-12. Для проведения летной отработки комплекса 63С1 организуется разработка космического аппарата ДС-1 (Днепропетровский спутник-1).

Реализация проявленной инициативы обеспечила КБ "Южное", ставшему вторым в стране разработчиком ракетных комплексов, приоритетные позиции и в области космического направления работ.

В начале 1961 г. в КБ "Южное" были созданы первые специализированные подразделения по космической тематике.

Изготовление космических аппаратов было организовано на Южном машиностроительном заводе.

Значительную практическую помощь специалистам КБ "Южное" в разработке космических аппаратов оказал коллектив ОКБ-1.

В сентябре 1961 г. разработка носителя 63С1 и космического аппарата ДС-1 вышла на стадию натурных испытаний.

Первый запуск аппарата ДС-1 №1 состоялся 27 октября 1961 г., но оказался неудачным из-за аварии ракеты-носителя.

Запуск аппарата ДС-1 № 2 состоялся 21 декабря 1961 г., космический аппарат пролетел по баллистической траектории из-за преждевременного выключения двигателя II ступени ракеты-носителя.

После двух неудачных запусков было принято решение об изготовлении простейшего аппарата ДС-2 на основе аппаратуры и узлов конструкции космического аппарата ДС-1.

16 марта 1962 г. ракетой-носителем 63С1 №6 ЛК космический аппарат ДС-2 №1 был запущен и выведен на орбиту искусственного спутника Земли. Начал функционировать первый разработанный КБ "Южное" космический аппарат, получивший официальное наименование "Космос-1" и ставший первенцем реализации советской программы космических исследований "Космос".

С тех пор 16 марта отмечается в ГКБ "Южное" ежегодно как день рождения космического направления работ. Конструкторское бюро обрело приоритетную специализацию разработчика космических аппаратов и комплексов в таких областях космической деятельности, как фундаментальные научные исследования околоземного кос-мического пространства. Солнца и солнечно-земных связей, океанографические исследования, наблюдение Земли и отработка специальных комплексов в интересах Министерства обороны СССР. По каждому из этих направлений создано несколько поколений космических аппаратов, которые успешно применялись для решения целевых задач (некоторые космические аппараты продолжают эксплуатироваться и в настоящее время).

За 40 лет работ по созданию космических аппаратов Государственное конструкторское бюро "Южное" совместно с кооперацией разработало свыше 70 типов космических аппаратов, сдало в эксплуатацию 15 космических комплексов мирового уровня, осуществило запуск на орбиту около 400 космических аппаратов собственной разработки. К достижениям предприятия следует, в частности, отнести:

— разработку и реализацию впервые в мировой практике принципа создания унифицированных платформ КА как основы специализированных КА, получаемых в результате оснащения платформ комплексами аппаратуры целевого назначения;

— реализацию на аппаратах собственной разработки (одним из первых в бывшем СССР) гравитационно-магнитных систем стабилизации различного класса и астротелевизионных систем прецизионной индикации параметров углового положения КА;

— разработку и реализацию систем электроснабжения КА различного класса, использующих оригинальные решения в части секционирования солнечных батарей;

— разработку и внедрение в практику высокоэффективных активных и пассивных систем обеспечения температурных режимов КА, газореактивных и жидкостных двигательных установок систем ориентации и стабилизации КА;

— разработку и реализацию методов проектирования широкого круга эффективных антенных систем для ракет-носителей и космических аппаратов, решение проблемы обеспечения непрерывной радиосвязи боевых ракет при их движении на нисходя-щем участке траектории.

Предприятие имеет большой опыт международного сотрудничества в области космических исследований. Совместные проекты выполнялись со странами Восточной Европы, Францией, Индией, Швецией. В рамках программы "Интеркосмос" разработано, изготовлено на Южном машиностроительном заводе и выведено на орбиту 22 автоматических спутника Земли, получены приоритетные результаты по целому ряду направлений исследований.

За прошедшие годы накоплен значительный научно-технический потенциал, воспитан коллектив высококвалифицированных специалистов, создана экспериментальная база для развития традиционных и новых направлений космической техники, ис-пользующиеся в настоящее время при проведении работ ГКБ "Южное" в рамках реализации Национальной космической программы Украины и межгосударственных космических программ.

Вместе с Конструкторским бюро "Южное", головной организацией по космическим аппаратам, и ПО "Южный машиностроительный завод" (г. Днепропетровск), головным заводом-изготовителем КА, в разработке, изготовлении, испытаниях и эксплуатации КА участвовала широкая кооперация предприятий и организаций многих отраслей промышленности и организаций заказывающих ведомств. Основные из них по направлениям работ (в наименованиях 1990 года):

— бортовая специальная аппаратура КА — НПО им. Плешакова, г. Москва; ЛНПО "Вектор", г. Ленинград; ЦНПО "Вымпел", г. Москва; ЦНПО "Комета", г. Москва; НПО "Астрофизика", г. Москва; ОКБ МЭИ, г. Москва; Ленинградское оптико-механическое объединение, г. Ленинград;

— бортовая научная и исследовательская аппаратура КА — организации по тексту части 3 книги; ИКИ АН СССР — сопряжение и отработка бортовых комплексов научной аппаратуры;

— бортовая и наземная аппаратура командно-программно-траекторных радиолиний — НПО точных приборов, г. Москва; ПО "Киевприбор", г. Киев; НИИ автоматики, г. Пенза;

— наземные комплексы управления КА, центры управления полетом КА — НПО точных приборов, г. Москва; ГНПП "Орбита", г. Днепропетровск;

— бортовая и наземная аппаратура радиотелеметрических систем и радиолиний передачи и приема специальной информации — НПО космического приборостроения, г. Москва; ОКБ Московского энергетического института, г. Москва; ПО "Ижевский радиозавод", г. Ижевск; ЛПО им. В. И. Ленина, г. Львов; НИИ автоматики, г. Пенза;

— бортовые приборы, аппаратура и системы ориентации, управления движением и определения ориентации КА — НПО "Хартрон", г. Харьков; КБ "Электроавтоматика" НПО "Хартрон", г. Запорожье; Центральный НИИ автоматики и гидравлики, г. Москва; Киевский завод автоматики им. Г. И. Петровского, г. Киев; НПО прикладной механики, г. Москва; ПО "Корпус", г. Саратов; НПО "Полюс", г. Томск; Омский электромеханический завод, г. Омск; НПО "Геофизика", г. Москва; завод "Квант", г. Ростов-на- Дону; Московское опытно-конструкторское бюро "Марс", г. Москва; ОКБ "Рудгеофи-зика", г. Ленинград; ВНИИ метрологии им. Менделеева, Московская обл.; НПО "Квант", г. Москва;

— системы и аппаратура электроснабжения КА — НПО "Квант", г. Москва; ЛНПО "Источник", г. Ленинград; НПП "Сатурн", г. Краснодар; ПО "Харьковский завод электроаппаратуры", г. Харьков; завод "ПОЗИТ", Московская обл.; Черниговский завод радиоприборов, г. Чернигов;

— технические комплексы и наземное технологическое оборудование КА — КБ транспортного машиностроения, г. Москва; КБ "Мотор", г. Москва; Центральное КБ транспортного машиностроения, г. Калинин; Горьковский научно-исследовательский приборостроительный институт, г. Горький;

— техническая и предстартовая подготовка и запуск КА — Научно-исследовательские испытательные полигоны Капустин Яр, Байконур, Плесецк;

— летная отработка и управление полетом КА, прием с КА научной информации — Главный центр испытаний и управления космическими средствами МО (в/ч 32103), Центры управления полетом "Голицыно-2", "Рокот", ЦУП-М;

— прием с КА и обработка специальной и исследовательской информации — 162 Центр МО; Государственный научно-исследовательский центр исследования природных ресурсов, Московская обл.; Арктический и Антарктический НИИ, Ленинградская обл.; Морской гидрофизический институт, г. Севастополь;

— военно-техническое сопровождение создания КА — НИИ-4 МО, 50 ЦНИИКС МО, 45 СНИИ МО;

— научное и научно-техническое сопровождение создания КА — Центральный НИИ машиностроения, Московская обл.; Институт прикладной математики АН СССР, г. Москва; Институт прикладной механики АН Украины, г. Днепропетровск; Днепропетровский государственный университет;

— технологическое сопровождение создания КА — Днепровский НИИ технологии машиностроения, г. Днепропетровск;

— наземная инфраструктура средств управления, приема и обработки космической информации Украины — ГНПП "Орбита", г. Днепропетровск; НИИ радиоизмерений, г. Харьков; Национальный центр управления и испытаний космических средств, г. Евпатория; Центр приема информации НКАУ (ГНПП "Обрій", Черниговская обл.).

В настоящей части книги излагаются вопросы становления и развития космической тематики на предприятии, освещаются концептуальные подходы к созданию космических аппаратов разных поколений, приводятся сведения об основных технических решениях, облике и характеристиках космических аппаратов.