КОСМОТНАВТИКА ВОЗВРАЩАЕТ ДОЛГИ

«Орбита» в космосе и на Земле

Космонавтика возвращает долги

Известный английский ученый и писатель-фантаст А. Кларк в 1946 году написал повесть, в которой предсказывал, что весь земной шар будет когда-нибудь охвачен радио- и телевизионной связью, которая станет своеобразной «нервной системой» планеты. Спустя двадцать лет в своей книге «Черты будущего» он с удивлением отмечал: «В то время эти прогнозы казались большинству читателей неоправданно оптимистическими, теперь же они, наоборот, свидетельствуют о моем врожденном консерватизме». По словам А. Кларка, ему «даже не пригрезилось, что первые экспериментальные спутники связи выйдут на орбиту так скоро». Между тем именно они произвели подлинный переворот в области связи.

Грядущая эта техническая победа обусловлена фактом настолько простым и очевидным, что о нем даже неудобно упоминать. Радиоволны, которые являются основным переносчиком информации, распространяются в основном прямолинейно, так же, как и свет. А Земля-то, к сожалению, круглая.

Лишь странная случайность - наличие вокруг нашей планеты отражающего радиоволны слоя, ионосферы - сделала возможной дальнюю радиосвязь. Это невидимое зеркало отражает на Землю радиоволны широковещательного и коротковолнового диапазонов, однако работает око не очень надежно и к тому же совсем не отражает ультракороткие волны. Такие радиоволны пронзают ионосферу и уходят в космическое пространство. Поэтому их нельзя использовать для наземной связи. Для связи с другими планетами и космическими кораблями и аппаратами они, наоборот, особенно удобны и хороши.

Хуже всего такое положение сказывалось на телевидении. По техническим причинам для телевизионного вещания необходимы только очень короткие волны - те самые, что не возвращаются на Землю из ионосферы. Оказалось, что телевизионные сигналы можно прекрасно принимать па Луне, но не в соседней стране. Чтобы обслужить достаточно большую территорию, скажем, всю нашу страну, потребовалось бы строить невообразимо огромную сеть телевизионных станций, кабельных и радиорелейных линий. Кстати, вначале телевизионное вещание так и развивалось.

Еще сложнее обстояло дело с океанами: они оставались для телевидения столь же непреодолимой преградой, какой они были для человеческого голоса до изобретения радио. Для обмена телевизионными программами, например, между Европой и Америкой понадобилась бы релейная цепочка из полусотни плавучих приемно-передающих станций, поставленных на якорях поперек Атлантического океана. Мягко говоря, это не слищком целесообразное решение. Словом, радиотехнике грозил тупик во всех попытках решить проблему сверхдальней связи. Выход из него пришел вместе с запуском; первого искусственного спутника Земли.

Нетрудно было догадаться, что если спутник вывести на круговую орбиту высотой около 36 тысяч километров в направлении вращения Земли над экватором, то он будет совершать за сутки один полный оборот и, значит, как бы «висеть» над одной и той же точкой земной поверхности. По сути дела, такой геостационарный спутник - это невидимая телевизионная башня высотой 36 тысяч километров с радиовидимостью до 12-15 тысяч километров. Правда, одним геостационарным спутником не перекрыть территорию Советского Союза: не получится через него связи Камчатки и Чукотки с Москвой. Поэтому обратились к спутникам другого типа, которые обращаются вокруг Земли на высоких эллиптических орбитах с апогеем 40 тысяч километров и перигеем 500 километров. Наклонение плоскости их орбиты к экватору составляет 63,5 градуса, а период обращения - 12 часов. Четыре таких спутника способны обеспечить круглосуточную связь на всей территории нашей страны, включая и полярные области.

Первый из них, «Молния-1», был выведен в космос 23 апреля 1965 года. Тогда это произвело подлинную сенсацию - жители Владивостока впервые смотрели военный парад и демонстрацию на Красной площади одновременно с москвичами. Так была открыта экспериментальная линия сверхдальней телевизионной и многоканальной телефонной связи через искусственный спутник Земли.

Ежесуточно первый спутник связи совершал два оборота вокруг планеты. Апогей орбиты находился над северным полушарием, перигей - над южным. Поскольку скорость полета спутника по отношению к земной поверхности тем меньше, чем он дальше от нее, то «Молнию-1» гораздо дольше «видели» над северными странами, включая Советский Союз, то есть над территориями, где живет около 80 процентов населения Земли. На одном суточном витке спутник пролетал над СССР, на другом - над Северной Америкой. Он подолгу был виден одновременно из разных городов. Например, из Москвы и Владивостока в течение девяти часов. На подобные орбиты запускались и все последующие спутники связи серий «Молния-1», «Молния-2» и «Мол-ния-3».

В том же, 1965 году второй спутник серии «Молния-1» позволил провести экспериментальную передачу цветного телевидения из Москвы в Париж. Сигналы передавались из Московского телецентра в подмосковный пункт космической связи по радиорелейной линии. Оттуда они поступали на «Молнйю-1», где усиливались, а затем ретранслировались на французскую приемную станцию в Племер-Боду, которая была связана радиорелейной линией с Парижем.

Таким образом, уже в самом начале эксплуатации спутников серий «Молния» успешную пробу прошли все виды радиосвязи, были решены многие сложные технические проблемы. «Молния-1» снабжалась солнечными батареями, панели которых ориентировались на Солнце, обеспечивая необходимый энергоресурс спутника. Его бортовой передатчик обладал мощностью 40 ватт, гораздо большей, чем у зарубежных спутников связи того времени. За счет этого удалось значительно упростить наземные приемные станции - им было достаточно антенн с параболическим зеркалом диаметром 12 метров.

В то же время за рубежом вынуждены были строить более сложные наземные станции с антеннами диаметром 25-30 метров и сверхчувствительными приемными устройствами, которые охлаждались жидким гелием.

За очень короткий срок - всего за один год - в нашей стране была развернута и введена в действие космическая система связи «Орбита». Когда в канун 50-летия Великого Октября начались регулярные телепередачи, система «Орбита» насчитывала 21 наземную приемную станцию, размещенную в отдаленных районах Сибири, Крайнего Севера, Дальнего Востока, Средней Азии и Казахстана. Через десять лет число этих станций утроилось, а в конце 1976 года достигло почти семидесяти. На их сооружение ушло приблизительно сто миллионов рублей. Если бы на таких огромных территориях, которые охватила система «Орбита», пришлось строить радиорелейные приемно-передающие станции или кабельные линии, то это потребовало бы десятки лет и многомиллиардных затрат. Вот какую экономию принесли спутники связи!

Для сравнения можно привести пример с Западной Германией. Там, не имея спутников связи, возвели около 250 радиорелейных станций. Каждая из них во многй раз сложнее и дороже станции «Орбита». Тем не менее далеко не все жители страны получили возможность смотреть центральные телепередачи. Всего два-три высокоорбитальных спутника смогли бы заменить все громоздкие наземные линии радиопередач.

Спутники «Молния» способны передавать программу Центрального телевидения сразу на весь Советский Союз. Но в этом мало смысла, слишком велика наша страна - 11 часовых поясов. Когда на Чукотке и Камчатке 20 часов - время для вечерних передач, на Кольском полуострове - 10 часов утра, и у телевизоров остаются в основном дети. Чтобы программа телевидения приходила в дома в удобное для всех время, пришлось организовать передачу по зонам, каждая из которых охватывает два-три часовых пояса. Это делают с помощью «Молнии-2», «Молнии-3» и геостационарных спутников «Радуга». Они значительно расширили возможности не только спутникового телевидения, но и дальней телефонно-телеграфной связи, радиовещания, фототелеграфной передачи полос центральных газет, другой информации в интересах нашего народного хозяйства и международного сотрудничества.

Сейчас все густонаселенные районы нашей страны перекрыты зонами обслуживания наземных телевизионных центров и ретрансляторов различного типа. Однако есть еще немало отдельных поселков и деревень на севере страны, в Сибири, которые оказались за пределами имеющихся телевизионных передатчиков. Не строить же станцию «Орбита» возле каждого населенного пункта, где живет всего несколько сотен человек, - это очень дорого и долго, ведь таких поселков десятки тысяч. Вот если бы установить на спутнике передатчик помощнее, да сделать так, чтобы он практически неподвижно «висел» в заданной точке неба, то на Земле можно обойтись простым приемным устройством с антенной, которая ненамного сложнее обычной коллективной.

Так и поступили. Первый подобный спутник «Экран» запустили 26 октября 1976 года на геостационарную орбиту с точкой «стояния» 99 градусов восточной долготы. Мощность бортового передатчика на этих спутниках достигает 200 ватт. Зона его действия простирается от Новосибирска до Якутска, где можно использовать весьма простые коллективные приемные устройства, которые практически не нуждаются в обслуживании. Конечно, программы Центрального телевидения, идущие через спутник «Экран», могут принимать и в городах, с тем чтобы передавать их дальше через наземные телевизионные станции. Для этого есть специальные приемные устройства более высокого класса.

Еще в 1971 году представители девяти стран социалистического содружества подписали соглашение о создании международной системы космической связи «Интерспутник». Между прочим, двери в нее открыты для любой страны. При техническом содействии Советского Союза в социалистических странах введены в строй типовые наземные станции для работы со спутниками связи. Они запускаются таким образом, чтобы в поле зрения всех станций системы «Интерспутник» постоянно находился хотя бы один космический аппарат связи.

Советский Союз взаимодействует и с американской системой спутниковой связи «Интелсат». Неподалеку от Львова построена станция, которая предназначена"для работы через спутники этой системы.

В настоящее время СССР - единственная в мире страна, обладающая столь обширной сетью наземных станций космической связи. Запуски спутников «Молния», «Радуга», «Экран» стали регулярными, их число уже перевалило за седьмой десяток. Вот почему, когда при выборе столицы летних Олимпийских игр 1980 года возник вопрос, будут ли обеспечены условия для международных телевизионных и радиопередач, Москва смело дала соответствующие гарантии. Эти гарантии прочно опирались на большой опыт и мощную техническую базу, решающую роль в которой отводили средствам спутниковой связи.