Zarya este un sistem de comunicații pentru nave spațiale sovietice dezvoltat pentru primul zbor cu echipaj în spațiu pe nava spațială Vostok 1 [1] . A fost dezvoltat sub îndrumarea designerilor Yu. S. Bykov și N. N. Nesvit din toamna anului 1959 [2] . Dezvoltarile au fost realizate la NII-695 al Comitetului de Stat pentru Radio Electronică sub supravegherea generală a lui L. I. Gusev [1] [3] .
În iunie 1959, inginerul L.I. Gusev , în vârstă de 37 de ani, a fost numit director al NII-695 , iar deja în toamna acelui an, echipa pe care o conducea a fost însărcinată cu dezvoltarea echipamentelor radio pentru comunicarea unui astronaut cu Pământul. Un inginer experimentat Yu. S. Bykov a fost ales ca proiectant-șef al viitorului sistem de comunicații , în spatele căruia existau deja peste 180 de lucrări științifice publicate [2] .
Sarcina dificilă cu care se confruntă echipa de dezvoltare a fost să determine frecvența radio optimă , care să permită menținerea unui contact radio stabil între astronaut și Pământ cât mai mult timp posibil. A fost necesar să se creeze un sistem cu control automat al frecvenței care să țină cont de efectul Doppler care apare atunci când nava spațială se mișcă rapid în raport cu stațiile terestre [4] , și, de asemenea, funcționează stabil sub interferențe atmosferice și schimbări semnificative în puterea semnalului perceput. . A existat o problemă acută de comunicare fiabilă cu nava spațială, care, datorită vitezei mari de zbor - aproximativ 8 km/s - va părăsi rapid câmpul vizual al stațiilor terestre, fără a lăsa timp să clarifice informațiile. În același timp, echipamentul radio din cabina navei spațiale ar trebui să fie ușor, de dimensiuni mici și să nu consume multă energie [2] .
O altă problemă a fost faptul că majoritatea echipelor de proiectare erau teoreticieni , care s-au confruntat cu sarcina de a crea produse finite - receptoare, emițătoare, magnetofone pentru viitoarea navă spațială cu echipaj [1] . Echipa a avut un an pentru a finaliza sarcina [2] .
Emițătorul, receptorul și magnetofonul dezvoltate de echipa lui Bykov au fost testate în timpul zborurilor navelor fără pilot. La începutul primăverii anului 1961, sistemul de comunicații Zarya era gata de utilizare pe nava spațială Vostok-1 [2] .
După utilizarea sistemului pe nava Vostok-1, acesta a fost îmbunătățit semnificativ înainte de lansarea navei Vostok-2 , printre altele, cu participarea lui I. A. Rosselevich (Directorul NII-380 ), sistemul de televiziune a fost finalizat , telemetrie a fost completat cu sistemul Signal ( Sistemul HF a servit pentru determinarea direcției navei și a duplicat transmiterea celor mai importanți parametri medicali) [3] .
Sistemul Zarya a folosit un canal de comunicație în banda VHF la o frecvență fixă în regiunea de 140 MHz și două canale HF la frecvențe fixe în intervalul 10-24 MHz. Când lucrați pe VHF, comunicarea a fost posibilă numai în zona de vizibilitate a posturilor de control al zborului la sol , la o distanță de până la 1500 - 2000 km [5] . Pentru a asigura comunicarea în afara vizibilității punctelor de sol s-a folosit banda HF, operațiunea în care era limitată din punct de vedere al capacităților și calității comunicațiilor față de VHF, dar putea fi efectuată la distanțe globale. Alegerea frecvențelor pentru comunicația HF a fost determinată de condițiile de propagare a undelor radio și schimbată în funcție de sezon, prin instalarea blocurilor corespunzătoare la bordul navei spațiale. Pe oricare dintre canale, astronautul putea transmite atât prin telefon , cât și prin telegraf , folosind o tastă . Mesajele în modul telegraf ar putea fi trimise și prin sistemul de telemetrie Signal [ 6] [7] .
Sistemul Zarya sa dovedit a fi suficient de eficient și de fiabil pentru a fi îmbunătățit continuu și utilizat timp de mulți ani pe navele Vostok , Voskhod și primul Soyuz . După înlocuirea acestuia cu sisteme mai moderne, indicativul „Zarya”, conform tradiției, continuă să fie folosit de Centrul de Control al Misiunii în negocierile cu astronauții [8] .
Echipamentul de bord al complexului Zarya includea o stație de comunicații VHF, două transmițătoare și două receptoare de comunicații HF cu stabilizare a frecvenței cu quartz . Conversațiile au fost înregistrate pe magnetofonul de la bord . La bord a fost instalat și un receptor radio separat, care funcționează în intervale de unde medii și două de unde scurte (lungime de undă 31-49 și 25 de metri), cu care astronautul putea asculta emisiunile posturilor de radio difuzate. Echipamentele de bord ale sistemului Zarya au fost realizate în principal pe dispozitive semiconductoare , ceea ce a fost o mare realizare pentru acea vreme. Tuburile radio cu tije miniaturale au fost folosite numai pentru transmiterea căilor radio. Masa totală a complexului a fost de aproximativ 22 kg. Nava spațială era echipată cu două omnidirecționale Antene în bandă HF și o antenă în bandă VHF, comune pentru recepție și transmisie, cu filtre care asigură izolarea necesară a canalului [6] [9] .
Pentru comunicarea VHF prin sistemul Zarya , la MNIIRS au fost create stații terestre speciale , inclusiv un complex de echipamente radio transceiver și antene direcționale . Stațiile „Zarya” au fost instalate în punctele complexului de comandă și măsurare (CMC) , care controlează și controlează zborul. În timpul zborului lui Vostok-1 , stațiile Zarya au fost instalate pe IP-1 al Cosmodromului Baikonur (indicativ de apel Zarya-1), pe NIP-12 ( Kolpashevo , regiunea Tomsk , Zarya-2) și NIP-6 ( Yelizovo , Kamchatka , Zarya-3) [10] . Ulterior, alte puncte ale KIK au fost echipate cu stații Zarya [11] .
Complexul de antene al stațiilor terestre Zarya a fost o serie de patru antene elicoidale montate pe un cărucior reflector antiaerien . Îndreptarea antenei și urmărirea navei spațiale au fost efectuate prin calcularea manuală a stației, conform desemnărilor țintei de la MCC [6] .
Pentru comunicațiile HF cu navele spațiale s-au folosit mijloace special selectate de recepție și transmitere a centrelor HF ale Ministerului Comunicațiilor , conectate la MCC prin linii telefonice și telegrafice (sistemul Vesna ) [7] .
„Evaluez foarte bine rolul comunicațiilor radio în zborul spațial ”, a vorbit Yuri Gagarin despre sistemul Zarya după zbor. „ Am auzit vocile camarazilor care lucrau la posturile de radio la fel de clar ca și cum ar fi în apropiere” [2] .