Программа Д-1

Программа Д-1 — это советская программа по созданию и запуску серии экспериментальных спутников связи, предназначенных для отработки технологий и систем связи на геостационарной орбите. Реализовывалась в 1960-х — начале 1970-х годов в рамках более широких космических исследований и разработок, проводимых в СССР. Программа стала важным этапом в развитии отечественной спутниковой связи и позволила получить практический опыт эксплуатации космических аппаратов на геостационарной орбите.

История

Предпосылки и начало

В середине 1960-х годов в СССР возникла необходимость в создании спутниковой системы связи, способной обеспечить непрерывную и стабильную передачу информации на большие расстояния, в том числе для нужд военного и гражданского управления. Геостационарная орбита, позволяющая спутнику находиться неподвижно относительно точки на поверхности Земли, представлялась наиболее перспективной для таких целей. Однако на тот момент в мире не было достаточного опыта работы с аппаратами на этой орбите, и требовались экспериментальные запуски для отработки технологий.

Программа Д-1 была инициирована в 1965 году. Основным разработчиком спутников выступило ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» им. С.П. Королёва) под руководством С.П. Королёва, а после его смерти — под руководством В.П. Мишина. Головным институтом по связи и системам управления был назначен НИИ-885 (ныне АО «Российские космические системы»). Целью программы было создание и испытание на орбите спутников-ретрансляторов, способных работать в диапазонах частот, пригодных для передачи телевизионного сигнала и телефонной связи.

Запуски и испытания

В рамках программы Д-1 было запланировано несколько запусков. Первый спутник серии, получивший обозначение «Космос-205» (по классификации открытых запусков), был запущен 23 февраля 1968 года с космодрома Байконур. Однако из-за неполадок в работе двигательной установки разгонного блока спутник не вышел на расчётную геостационарную орбиту и был выведен на эллиптическую орбиту с низким апогеем. Несмотря на это, с аппаратом была проведена ограниченная программа испытаний, подтвердившая работоспособность бортовой аппаратуры.

Второй запуск состоялся 5 апреля 1968 года. Спутник, получивший открытое название «Космос-215», был успешно выведен на геостационарную орбиту. Это был первый в мире советский спутник, достигший геостационарной орбиты. На его борту была установлена ретрансляционная аппаратура, работавшая в диапазоне 4–6 ГГц. В ходе испытаний были проведены сеансы связи с наземными станциями, расположенными в разных регионах СССР, в том числе передача телевизионного сигнала. Спутник проработал на орбите около трёх месяцев, после чего связь с ним была потеряна из-за отказа системы ориентации.

Третий запуск в рамках программы Д-1 был осуществлён 25 мая 1968 года. Спутник, обозначенный как «Космос-225», также был выведен на геостационарную орбиту. На нём была установлена усовершенствованная аппаратура, в том числе система стабилизации с использованием гироскопов. Испытания подтвердили возможность длительной работы спутника на геостационарной орбите: аппарат функционировал более полугода, обеспечивая связь между Москвой и Владивостоком.

Завершение программы

После успешных испытаний спутников серии Д-1 программа была завершена в 1970 году. Полученные данные и опыт были использованы при создании первой в СССР гражданской спутниковой системы связи «Молния-1» (на высокоэллиптических орбитах) и впоследствии — системы «Экран» (на геостационарной орбите). Программа Д-1 считается одним из первых в мире проектов по практическому использованию геостационарной орбиты для связи.

Конструкция и характеристики

Спутники серии

Спутники программы Д-1 представляли собой цилиндрические аппараты массой около 1,5 тонн. Корпус был выполнен из алюминиевых сплавов и покрыт теплоизоляцией. Основные конструктивные элементы:

• Герметичный отсек с бортовой аппаратурой (ретрансляторы, системы управления, телеметрии).
• Солнечные батареи — панели, установленные на корпусе, общей площадью около 10 м², обеспечивающие электропитание мощностью до 300 Вт.
• Антенная система — параболические антенны для приёма и передачи сигнала.
• Двигательная установка — жидкостный ракетный двигатель для коррекции орбиты, работающий на гидразине.

Системы

• Система связи — ретранслятор с двумя каналами: один для приёма и передачи телевизионного сигнала, второй — для телефонной связи. Рабочий диапазон — 4–6 ГГц.
• Система ориентации — пассивная (с использованием гравитационного градиента) и активная (с помощью гироскопов и двигателей малой тяги). Обеспечивала наведение антенн на Землю с точностью до 1 градуса.
• Система терморегуляции — пассивная (теплоизоляция, радиаторы) и активная (газовые контуры).
• Система управления — на основе бортового вычислителя с программным управлением.

Орбитальные параметры

Спутники выводились на геостационарную орбиту (высота около 36 000 км, наклонение около 0 градусов, период обращения 24 часа). Точка стояния — 90° восточной долготы (над Индийским океаном), что обеспечивало зону видимости большей части территории СССР.

Применение и значение

Экспериментальная связь

В ходе испытаний спутников программы Д-1 были проведены:

• Передача телевизионного сигнала с центральной студии в Москве на приёмные станции в Хабаровске, Владивостоке, Новосибирске.
• Экспериментальные сеансы телефонной связи между Москвой и Ташкентом.
• Тестирование многоканальной связи с использованием частотного уплотнения.

Научные результаты

Программа позволила:

• Отработать методы выведения спутников на геостационарную орбиту с помощью разгонных блоков (на базе ракет-носителей «Протон»).
• Исследовать влияние радиационных поясов Земли на бортовую электронику.
• Проверить работу систем ориентации и стабилизации на геостационарной орбите.
• Получить данные о распространении радиоволн в диапазоне 4–6 ГГц на больших расстояниях.

Влияние на последующие проекты

Опыт, полученный в ходе программы Д-1, был использован при создании:

• Спутников связи «Молния-1» (высокоэллиптическая орбита) — для обеспечения связи в северных широтах.
• Спутников «Экран» (геостационарная орбита) — для телевизионного вещания.
• Спутников «Радуга» и «Горизонт» — для военной и гражданской связи.

Интересные факты

• Спутник «Космос-215» стал первым в мире советским аппаратом, вышедшим на геостационарную орбиту. Запуск был осуществлён на три месяца раньше, чем аналогичный американский спутник ATS-1 (запущен в декабре 1968 года).
• Программа Д-1 была засекречена, и её подробности стали известны широкой общественности только в 1990-х годах. Открытые названия спутников («Космос-205», «Космос-215», «Космос-225») были присвоены в рамках общей системы обозначения советских спутников.
• В ходе испытаний спутника «Космос-225» была впервые в СССР осуществлена передача телевизионного сигнала с геостационарной орбиты на наземную станцию, что продемонстрировало возможность создания системы спутникового телевидения.
• Программа Д-1 была одной из первых в мире, где использовалась система ориентации с помощью гравитационного градиента, что позволило снизить энергопотребление.

Источники

• А.В. Космодемьянский, «Космическая техника СССР», 1985.
• Сборник «Спутниковая связь и вещание», под ред. В.А. Бармина, 1990.
• Материалы РКК «Энергия» им. С.П. Королёва, 1995.
• Журнал «Новости космонавтики», № 5, 1998.