Начальник станции ИСЗ в 1975–1987 гг.

 

За время своего существования станция Астрономического совета АН СССР № 1092 при Кировском педагогическом институте работала по нескольким научным программам, включая международные.

Первоначально мы работали только для це­лей эфемеридной службы. Попробую объяс­нить смыл этой научной программы. Дело в том, что для успешного решения практически всех задач, стоящих перед космонавтикой (связь, навигация, разведка, геологоразведка, гидро­ме­тео­служба и т. д. и т. п.), совершенно необ­хо­ди­мо знать точное (в идеале – до нескольких метров) положение спутника на орбите. Это трудная задача. Почему – попробуем понять. Для оперативного решения задач эфемеридной службы на станции был установлен телетайп, с помощью которого мы получали и отправляли специальным образом закодированные телеграммы в вычислительный центр «Космос».

 

 

Немного теории

 

Для этого необходимо напомнить некоторые моменты из теории движения ИСЗ. Прежде всего, нужно понять, что положение спутника на орбите может быть рассчитано точно, если мы знаем значения элементов его орбиты на данный момент. Напомню, что элементы орбиты ИСЗ – это шесть чисел: наклонение орбиты – угол между плоскостью орбиты ИСЗ и плоскостью земного экватора; долгота восходящего узла – это географическая долгота точки экватора, где ИСЗ переходит из южного полушария в северное; долгота перигея – это угол от восходящего узла орбиты до перигея в направлении движения спутника; большая полуось орбиты; эксцентриситет орбиты и, наконец, время его нахождения в какой‑либо точке орбиты (обычно в перигее). Задача определения координат ИСЗ по известным элементам его орбиты называется задачей определения его эфемерид. Аналитически она не очень трудна и, естественно, имеются соответствующие программы расчета координат спутников в любых системах отсчета.

Важное значение имеет и обратная задача – по нескольким, полученным из наблюдений, значениям координат спутника в определенные моменты времени можно рассчитать набор элементов орбиты данного ИСЗ. Такая задача называется задачей определения орбиты данного спутника.

Важно понимать также, что набор элементов орбиты спутника есть его своеобразный «паспорт». Мы можем узнать, какой спутник мы наблюдали, только определив набор элементов его орбиты. И если два спутника имеют одинаковые наборы элементов их орбит, значит, они в одно и то же время находятся в одной и той же точке пространства.

Методы небесной механики, в частности решения задачи двух тел, позволили бы справиться с такими задачами очень просто, если бы не два фактора. Во‑первых, на движение искусственного спутника земли оказывает влияние аэродинамическое сопротивление верхних слоёв земной атмосферы. Пусть оно не очень велико, но оно действует постоянно и, следовательно, орбита спутника постоянно изменяется. Астрономы говорят, что элементы орбиты спутников являются оскулирующими, т. е. постоянно изменяющимися.

Но самое неприятное заключалось в том, что свойства верхней атмосферы Земли не являются постоянными. Они очень сильно изменяются от целого ряда факторов (температура, давление, фаза Луны, состояние солнечной активности и много, много других причин).

Это и определило одну из целей эфемеридной службы: опираясь на большое количество наблюдённых положений ИСЗ, полученных с различных станций при разных условиях, построить такую математическую модель атмосферы, которая позволяла бы по известной высоте, скорости движения, размерам, ориентации спутника и многим другим данным рассчитать величину аэродинамического сопротивления, которое он испытывает, и как под её влиянием меняются элементы орбиты этого ИСЗ.

Первые попытки создания такой модели столкнулись и со вторым фактором, который сильно ограничивал точность определений положения спутников на орбите. Дело в том, что гравитационное поле Земли не является строго сферически симметричным. Его потенциал над различными точками поверхности Земли и на разных высотах различен. На его величину влияют не только размеры Земного шара, но и его форма, аномалии силы тяжести и ряд других факторов. Это определило вторую задачу эфемеридной службы – создать точную трёхмерную математическую модель гравитационного поля Земли. Поскольку оба эти фактора действуют на движение ИСЗ одновременно, было очень трудно вычленить влияние каждого по отдельности. Первоначально (это произошло через несколько лет после начала работы станций) модель гравитационного поля Земли пытались создать, опираясь на наблюдения так называемых геодезических спутников. Эти спутники представляли из себя массивные металлические шары, небольшого размера, которые двигались на больших высотах, что уменьшало влияние атмосферы. Наблюдения геодезических ИСЗ были очень трудными – спутники были очень «слабыми», еле видимыми в наши приборы. Но их наблюдения на нашей станции в то время велись регулярно. Несколько позднее на поверхность таких спутников стали ставить светоотражающие элементы – катафоты, что позволило организовать лазерные наблюдения геодезических спутников.

Такие наблюдения внесли существенный вклад в модель гравитационного поля Земли, так как они давали возможность определить не только видимые координаты ИСЗ, но и расстояние от них до станции наблюдений. Наша станция в таких наблюдениях не участвовала – оборудование для них было достаточно сложным и дорогостоящим (лазер, очень хорошая «служба времени», мощная фотографическая камера, специальная трёхосная её монтировка и т. д. (рис. 1).

Однако результаты наблюдений таких спутников нашей и другими станциями использовались для точного наведения луча лазера на наблюдаемый ИСЗ на специальных обсерваториях.

По прошествии ещё некоторого времени для построения модели гравитационного поля Земли стали использовать так называемые спутники, свободные от сноса. Это было очень удачное техническое решение. Суть его заключалась в том, что внутрь космического аппарата помещался металлический шар, поверхность которого была одной из обкладок нескольких конденсаторов, вторичные обкладки находились на небольших расстояниях от шара в различных точках его поверхности (рис. 2). Эти ёмкости служили датчиками для включения соответствующих корректирующих двигателей космического аппарата. Если в результате аэродинамического сопротивления спутник начинал тормозиться, шар приближался к одной из обкладок, и изменение ёмкости соответствующего конденсатора включало один или несколько слабых корректирующих двигателей, работа которых компенсировала аэродинамическое сопротивление. Наблюдения именно за такими спутниками позволили, фактически, исключить влияние атмосферы на движение космического аппарата и, следовательно, построить точную математическую модель гравитационного поля Земли. Коллектив нашей станции занимался наблюдениями таких спутников.

Разработку вышеназванных моделей проводили мощные научные коллективы, причем основой для разработки таких моделей являлись визуальные наблюдения ИСЗ, подобные нашим, а позднее фотографические, радиолокационные и другие методы наблюдений за положением спутников на орбитах. Результаты наблюдений ИСЗ всех подобных станций публиковались в специальных сборниках (см. рис. 3).

В разные годы эфемеридные наблюдения проводились по различным, несколько отличающимся программам, которым присваивались условные названия.

Одной из первых таких программ была международная программа «ИНТЕРОБС». Работа по этой программе предполагала получение синхронных или квазисинхронных (т. е. почти одновременных) положений спутника с нескольких (не менее двух) станций. Такие наблюдения позволяли быстро и точно определить положение спутника на орбите, а значит, и моментальные значения элементов его орбиты. Также целью этой программы было определение кратковременных возмущений драконического периода обращения ИСЗ при изменении плотности атмосферы под влиянием солнечной активности. Драконический период – это промежуток времени, в течение которого спутник совершает оборот от какого‑то узла его орбиты до него же. Он не равен периоду обращения ИСЗ вокруг Земли, так как узлы орбиты не являются неподвижными.

Особая трудность таких наблюдений состояла в получении очень большого количества засечек (до 50) за одно прохождение. Тот, кто наблюдал спутники, хорошо знает, что удержать даже 2–3 точки в памяти достаточно трудно. Поэтому основная тяжесть таких наблюдений ложилась на «старичков». Некоторые из них умудрялись держать в памяти по 10–12 и более точек.

Наблюдения по другой программе – «АТМОСФЕРА» – велись за сравнительно низкими спутниками и должны были помочь в выявлении параметров верхней атмосферы. Особенность данных наблюдений состояла в том, что «низкие» спутники двигаются очень быстро – буквально за 1–2 минуты спутник пересекает весь небосвод. Работа на площадке шла буквально в сумасшедшем темпе. Это особенно чувствовалось при сравнении таких наблюдений с наблюдениями геодезических, т. е. высоких, медленных спутников, которые можно было наблюдать десятки минут. Опытные наблюдатели умудрялись, поставив ряд точек в начале прохождения, сбегать вниз в помещение станции, погреться, выпить чаю, а потом ещё раз отработать в конце прохождения такого ИСЗ.

Интересно было работать по программе «СПИН». В этом случае наблюдались вращающиеся спутники. Мы такой спутник видели как светящуюся точку, изменяющую свой блеск. Изменение блеска было вызвано тем, что разные части космического аппарата по‑разному отражали солнечный свет. Цели наблюдений – определение моментов минимума и максимума блеска, величины периода изменения блеска. Иногда требовалось узнать, являлся ли период изменения блеска постоянным или нет. По‑видимому, результаты таких наблюдений использовались для отработки методов как стабилизации пространственной ориентации космического аппарата, так и систем, позволяющих изменять её необходимым образом.

К средине 80‑х годов основные задачи эфемеридной службы были решены: построены хорошие модели атмосферы и гравитационного поля Земли, отработаны методы стабилизации аппаратов в пространстве, их ориентации и основы космического маневрирования космическими аппаратами. К тому же появились новые, всепогодные методы наблюдений и роль оптических наблюдений постепенно сошла на нет. Все попытки Астросовета АН СССР сохранить сеть станции ИСЗ и найти какого‑то нового заказчика и новые направления научной работы, им посильной, оказались безрезультатными. Здесь совершенно необходимо отметить работника Астросовета, нашего постоянного куратора – Марию Александровну Лурье. Начальники многих станций называли её «спутниковой мамой». Именно благодаря её усилиям нашей станции удалось просуществовать до 1986 г. Показателен такой пример. В 1985–1986 гг. ей удалось организовать работу станции по программе «АРГУС». Эта работа совсем не была связана с наблюдениями спутников. Суть её очень проста. Нужно было ежедневно, в определённое время, оценить на глаз, какой процент неба над нашим городом был покрыт облаками.

Не совсем понятен заказчик этой работы и её цель – никаких совещаний по поводу работы по этой программе (в отличие от других программ) Астросовет не проводил.

Ещё одним важным направлением работы станции (специального названия у этой программы не было) стала «ловля» неизвестных спутников, данные о прохождениях которых мы не получали. Многие из наблюдателей занимались такой свободной «охотой» за неизвестными объектами, а результаты наблюдений их отправляли, как обычно, в ВЦ «Космос».

Можно предположить, по крайней мере, две причины, по которым проведение таких наблюдений было важным.

Во‑первых, при запуске спутника ракета могла вывести его на иную (по сравнению с расчётной) орбиту, элементы которой существенно отличались от планируемых. То же самое могло случиться при неудачном маневре на орбите и т. п. Значит, этот аппарат оказывался потерянным, но он оставался работоспособным, и его необходимо было «найти».

Во‑вторых, нужно было научиться точно (с учётом моделей атмосферы и гравитационного поля) решать задачу определения орбиты ИСЗ (т. е. определения элементов их орбит) по полученным значениям времён и координат нескольких наблюдённых положений ИСЗ.

Коллектив нашей станции неоднократно получал благодарственные телеграммы из Астросовета за то, что мы помогли найти ранее «потерянный» спутник. Многие наблюдатели ИСЗ были награждены специальными значками и почётными грамотами Астросовета Академии наук СССР (рис. 4).

 

Наша «звёздная» болезнь

Е. В. Кантор,

декан физико‑математического факультета

 

Станция в моей жизни значила очень много. И хотя это было более 20 лет назад, такое ощущение, что это было совсем недавно. Впервые заглянув в окуляр БМТ, я уже не могла оторваться, – таким волнующе‑сказочным открылся передо мною звёздный мир. Потом, с годами, привыкла, эмоции поутихли, но никогда не покидала меня иллюзия: окуляры БМТэшки казались мне иллюминаторами космического корабля.

Популярность у станции была бешеная: первокурсники туда валом валили. Принимали на станцию наблюдения ИСЗ всех желающих. Мы сначала недоумевали: «Куда такой толпой на наблюдения?» Но постепенно количество наблюдателей рассеивалась. Подежурит первокурсник разика два‑три, поморозит нос о бинокуляры, да постукается лбом об аудиторные столы после бессонной ночи и решит, что обойдётся космонавтика и без его скромной персоны. Что поделаешь – не увлекло. Не беда! Каждому в институте найдется дело по душе, нужно только не лениться искать. Но уж для тех, кто остался…

Станция – это не развлечение, это даже не просто увлечение, – это работа. Любой кружок или репетицию можно отложить, перенести, а можно и опоздать или пропустить разик, если есть дела поважнее. А на станции опоздать на наблюдение – это ЧП. Опоздать – это значит пропустить, безвозвратно потерять нужнейшее прохождение спутника. Здесь нельзя ошибиться, отложить на потом, переделать, исправить. И не важно: каникулы ли у тебя, или экзамен на «носу», или факультетский вечер с участием «Реона» – на наблюдениях нужно быть точно в срок.

Что ещё было характерным для станции? – станционники привыкли всё делать сами: будь то покраска щитов на площадке, или мытьё полов, или изготовление устройства для фотографирования звёздного неба. В этом, конечно, главная заслуга Афраима Сайфулловича Ситякова, который сам, за что бы не взялся, все делал в «лучшем виде»: подставка ли это для приборов или хитроумная схема запуска хронографов «на ноль». А главное в том, что на станции всегда был отличный коллектив и что для всех она стала первостепенным делом – его заслуга. Как он ухитрялся понять каждого из нас, помочь каждому, наставить на путь истинный иногда душевной беседой, иногда довольно крепким разгоном и не обижаться при этом на наши «вывихи» – уму непостижимо! Он воспитывал нас в полном смысле этого слова, хотя мы сами того и не подозревали. И лишь теперь, поработав в школе и вузе, я по‑настоящему оценила этот замечательный дар воспитателя.

Все поколения станционников отличало одно – увлечённость своей работой. Кто‑то называет это «звёздной болезнью». Одни уходят, окончив институт, а на их место приходят другие, зная, что рано или поздно уйдут и они. Едва ли кто из этих ребят станет учёным‑астрономом, исследователем звёздных «полей», многие из них остались работать в школах и передают ученикам свою увлечённость звездным небом.

В учебнике физики восьмого класса есть тема «Искусственные спутники Земли», урок, на котором ох как трудно будет уложиться во времени бывшему наблюдателю ИСЗ. А в учебнике всего полторы странички. И ещё будут летние походы, теплые звёздные ночи, когда, набегавшись и накупавшись вдоволь, притихнут ребята у догорающего костра, и глянет на них бездонное, чёрное небо миллиардами пронзительных глаз. Глянет, навсегда приворожив. И затихнут они очарованные, услышав рассказ о тайнах удивительной звезды Алголь, о Млечном Пути, о знаменитой туманности в созвездии Андромеды.

Конечно, чтобы выучить звёздное небо, совсем не обязательно пять лет заниматься на станции, достаточно трёх–четырёх сеансов в планетарии. Там и звёзды ярче, и ветра нет… Всё правильно, но только никогда не сможешь заинтересовать ребят тем, к чему сам равнодушен. Нас от равнодушия спасала станция. Здесь мы взрослели, здесь в спорах сталкивались разные мировоззрения, возникали и рушились жизненные позиции, здесь мы обрели друзей, а некоторые встретили свою любовь и судьбу…

А «звёздная болезнь»? Что стало с ней? И она ни для кого не прошла бесследно: обратилась в астрономические кружки, площадки для наблюдений, просто в прогулки всем классом по звёздному небу.

 

 

Станция не забывается

Ю. Труль

 

Тринадцатилетним пацаном в октябре 1957 года, сидя на воротах нашего дома в пос. Ленинском Шабалинского района, следил я вместе с отцом за пролётом первого искусственного спутника Земли. Время, в течение которого спутник можно было видеть, узнавали из радиопередач. В газете «Пионерская правда» печаталась научно‑фантастическая повесть И. Ефремова «Туманность Андромеды». Многие из нас в мечтах улетали «покорять космическое пространство».

В 1962 году мы с приятелем, студенты авиатехникума, занимались в математической школе при пединституте. Случайно узнали про станцию наблюдения ИСЗ, решили посмотреть, что это такое. Приятель как‑то не прижился, а мне понравилось. Как же – романтика: узнавать название и расположение созвездий, нос поморозить… да ещё и какие‑то денежки за наблюдения платили бедному студенту авиатехникума.

Очень дружная команда – коллектив наблюдателей. Но не только друзей я приобрёл, а ещё и спутницу жизни. И не я один – свадьбы здесь игрались достаточно регулярно.

Даже после окончания учёбы, рождения сына мы с женой некоторое время продолжали участвовать в ночных дежурствах.

Имея техническое образование и некоторый практический опыт, я своими силами разработал и изготовил оборудование, позволившее несколько облегчить труд наблюдателей.

Первое – громкоговорящая связь между помещениями станции на втором этаже и площадкой для наблюдений на крыше института.

Второе – автоматическая «привязка» печатающего хронометра к сигналам точного времени – тем самым шести коротким пискам, передаваемым по радио перед началом каждого часа. Радиоприёмник с приставкой, выделяющей эти сигналы, подключали к хронографу примерно за минуту до сигналов, и он печатал шесть строк своего текущего времени на конец текущего часа.

Третье – регистрация того, в какой последовательности наблюдатели нажимали кнопки фиксации времени. Дело в том, что на хронографе была всего одна пара контактов, при замыкании которых он печатал текущее время. И кнопки на всех ТЗК были включены параллельно. Кто и в какой последовательности нажимал на кнопки – неизвестно. После «отождествления» точек наблюдатели, разумеется, определяли этот порядок, но – время!

Пришлось разработать и изготовить прибор, из которого во время наблюдений ползла узкая бумажная лента. На него поступали сигналы от кнопок, нажимаемых наблюдателями. По этим сигналам электромагниты с иголочками проделывали в ленте отверстия. Каждой кнопке соответствовала одна «дорожка» на ленте. Так фиксировалось, кто и в какой последовательности делал «засечки».

Работа, продолжение учёбы, семейные заботы… Постепенно мы с женой отошли от дел станции, но сохранили добрые отношения с теми, кто стоял у «истоков», учил нас работать, переживал вместе с нами успехи и неудачи…

 

 

«Звездная болезнь»

С. Куковякин

 

Впервые я пришёл на станцию в октябре 1976 года. Меня сразу же заинтриговала та атмосфера таинственной деятельности, которая была здесь. Увидев впервые через бинокуляр спутник, я уже не в силах был жить без этих летящих, светящихся точек. Как и у всех, у меня появилась «звёздная болезнь». Многие спрашивали меня тогда: «И что ты там нашёл? Что тебя туда толкает? И хочется тебе не спать ночью?»

Нет, ночью спать невозможно! Как можно уснуть, когда над головой такой удивительно прекрасный звёздный купол, когда зачарованно смотришь на подмигивающую точку, ждёшь, когда она «сядет», наконец, на звезду.

Станция дала мне очень много. Я научился здесь дискутировать, спорить, отстаивать своё мнение. Ночами, когда не было «неба», о чём только мы не вели разговоры, в какие только миры не улетали. И сейчас, как в те незабываемые годы, я вновь и вновь говорю большое спасибо нашим наставникам Евгению Ивановичу Ковязину и Афраиму Сайфулловичу Ситякову.

Все те познания, которые я приобрёл на станции, мне очень пригодились на работе в школе. Ребята постоянно требуют ответа на многие вопросы, и здесь нужны знания не только о звёздах и спутниках, но и о планетах, о других мирах – обо всём том, о чём мы спорили долгими ночами во время дежурства на станции. В школьной астрономии есть то, с чем мы сталкивались, как говорится, воочию, что «трогали» своими рукам. Всегда, когда я выхожу на улицу, первым делом смотрю на звезды и со щемящим чувством восторга и грусти вспоминаю, что есть где‑то люди, которые в мороз и ветер выходят на площадку и выполняют свою работу.

Честь им, кого позвали звёзды!

 

 

Всё ещё звёзды зовут

С. Куковякин

(Прислано из армии к 30‑летию станции)

Здравствуйте, дорогие мои соплеменники. Очень сожалею, что не могу приехать на такое знаменательное событие. Что поделать – служба. Как бы мне хотелось встретить кучу своих знакомых и познакомиться с теми, кого знаю лишь по словам других.

Станция наблюдений ИСЗ – самое светлое воспоминание моей жизни. Она просто связана с моим становлением. Ведь самые счастливые годы прожиты и связаны с ней. На станции можно было всегда поделиться радостями и печалями, не боясь быть непонятым. А это мы очень редко ценим, наверно, потому это так дорого. Безусловно, на характер каждого станция наложила свой отпечаток. Она воспитывала. И «станционным Макаренко» для многих поколений я с гордостью могу назвать Афраима Сайфулловича Ситякова. Я уверен, что с этим мнением согласятся многие. На годы работы Афраима Сайфулловича приходился, как мне кажется, самый расцвет и подъём работы станции, а с его уходом она как‑то осиротела.

Я обязан станции привычкой работать ночью. Вот уже пять лет эти ночные часы бдения остаются для меня самыми дорогими. Когда весь мир спит, нет суеты и шума – голова чиста и работоспособность удивительна. Порою сутками мучаешься над решением какого‑либо вопроса, а так подумаешь ночью – и никаких проблем. Вот и это письмо пишу, а на часах начало четвертого.

Наше поколение станционников отличалось необыкновенной привязанностью друг к другу. Из новичков нашего набора – а их было больше 20 че­ловек – многие сразу покинули станцию, но самые истые и верные остались. А как мы жили! А сколько переделали! Спросите любого.

Первая смена. Моими наставниками были Кондакова и Мышкина. (Сто лет их не видел, привет им большой.) Поднялись наверх. Было это 20 октября 1976 года. Как сейчас всё помню – даже в чём одет был. Поставили меня к прибору, стою, соображаю что к чему. Пошёл спутник. Они заработали. Кричат: «Видишь?» Отвечаю, что вижу. «Ставь точку». Ну я и поставил, хотя совсем не понимал, что, как и зачем. Потом втроём долго искали мою точку, но всё‑таки нашли! Так это всё для меня начиналось.

Мне пришлось работать на станции с весёлыми и добрыми людьми, всегда готовыми прийти на помощь. С огромным удовольствием и благодарностью вспоминаю их всех – В. Фоминых, А. Слобожанинова, Н. Чупракова, Н. Мышкину, Н. Кондакову, конечно, А. С. Ситякова и многих, многих других. Предлагаю вам сочинённый мной гимн наблюдателей.

 

Гимн наблюдателей