Несмотря на кажущуюся тривиальность задачи и относительную простоту конструкции, как, впрочем, и всего ПС, в компонентах его конструкции отразилась их космическая сущность.
Спутник содержал основные системы, по крайней мере в зародыше, все те, которые стали принадлежностью других КА, В наше время они входят в состав пилотируемых кораблей, несмотря на то что задачи и соответственно сложность аппаратуры возросли многократно.
Основные системы спутника — это:
— СЭП (электропитание),
— СУБА (управление бортовой аппаратурой),
— БРП (бортовой радиопередатчик),
— СТР (терморегулирование),
— СБИ (бортовые измерения),
— СУД (управление движением),
— НА (научная аппаратура).
Спутник, который в ОКБ-1 назвали ПС (простейший спутник), действительно был достаточно простым. Структурная электрическая схема аппаратуры приведена на рисунке.
Аппаратура спутника состоит из следующих основных частей:
— 3 аккумуляторные батареи (АБ),
— датчик (контакт) отделения (КО) от ракеты–носителя,
— термореле (ТР),
— вентилятор (В),
— датчики температуры (ТДТ) и давления (ТДД),
— радиопередатчики РП1 и РП2, работавшие на частоте 300 и 400 МГц, с телеметрическими модуляторами,
— дистанционный переключатель (ДП).
Система электропитания (СЭП) обеспечивается тремя серебряно–цинковыми АБ (весом 17 кг каждая), две — для питания передатчиков, одна — для остальной аппаратуры. Контакты КО и ДП управляют включением борта (СУБА).
ДП представляет собой электромагнитное реле с двумя обмотками и механической фиксацией. При протекании импульсного тока во включающей обмотке нормально открытые контакты замыкаются. По замыканию КО срабатывает ДП, который подключает АБ к аппаратуре, в том числе включаются РП1 и РП2, передающие звуковой радиосигнал (бип–бип), содержащий закодированную телеметрическую информацию.
Электрическое напряжение с датчиков ТДТ и ТДД подается на радиопередатчики, сигналы которых модулируют ширину выходных импульсов, обеспечивая таким образом телеизмерения температуры и давления.
Отмечу, что, начиная со спутника, контакт отделения КО, по сигналу которого фактически начинается космический полет, стал применяться на всех космических аппаратах.
Внешняя поверхность, аппаратура и внутренняя конфигурация всего спутника проектировались под настоящие космические условия. Внешний теплообмен обеспечивался подбором так называемых оптических коэффициентов наружных поверхностей, внутреннее терморегулирование — вентилятором. Внутри герметичного корпуса воздух в условиях невесомости не передает тепло путем конвекции теплых и холодных слоев; аппаратура спутника требовала охлаждения и сброса тепла в открытое космическое пространство. При повышении температуры свыше 36°С реле ТР включало вентилятор, который создавал воздушный поток для охлаждения аппаратуры. При уменьшении температуры ниже 20°С реле ТР выключало вентилятор. Все эти компоненты, обеспечивающие нормальный температурный режим для остальной аппаратуры, стали первой космической системой терморегулирования (СТР), рассчитанной на то, чтобы работать на спутнике, летающем в вакууме, в прямых солнечных лучах и в тени Земли.
Все это сработало нормально, как предсказывала земная наука и подтвердила телеметрическая информация, закодированная в тех самых знаменитых радиосигналах бип–бип.
В электрической схеме спутника можно усмотреть прообразы всех основных бортовых систем.
Активная система управления движением (СУД) на спутнике отсутствовала, если не считать механизма отделения от РН. Тем не менее спутник ориентировался так, что его антенны были направлены по местной вертикали (в надир). Специалисты назвали бы ее гравитационной системой ориентации. В современных КА СУД — это самая сложная система, обеспечивающая маневрирование в космосе.
Полезно также рассказать, как отрабатывался спутник на Земле, как он испытывался перед запуском и как обрабатывалась информация из космоса. Функционирование спутника и его аппаратуры проверялось в различных режимах и условиях, даже при вибрациях в широком диапазоне частот. Основное внимание при отработке обращалось на высокую надежность, безотказность аппаратуры, а это важнейшее требование к космической технике. Когда спутник на орбите, как правило, исправить уже ничего невозможно.
