5 октября, 2013

РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ

В марте 1956 г. я, выпускник физического факультета МГУ пришел в Специальное конструкторское бюро 30 (СКБ-30), которое возглавлял Григорий Васильевич Кисунько, полковник Советской Армии, Генеральный конструктор системы ПРО, "генеральный полковник", как он тогда любил говорить.

Это было время, когда еще была, с одной стороны, очень остра горечь утрат в великой и страшной войне и гордость победителей с другой, когда уверенность в силах страны, выдержавшей тяжелейшие испытания, открывала заманчивые перспективы построения радостного, светлого будущего, когда казалось, что всё страшное уже миновало и надо только не расслабляться, не допустить повторения июня 1941 года.

Это сознание не было сформировано газетами или иными видами пропаганды, оно было выработано народом в годы войны в дни поражений 1941-1942 годов, последующих тяжелых побед и триумфального освобождения Европы.

В те годы руководством страны было сформулировано несколько стратегических задач в оборонной области, выполнение которых должно было обеспечить долговременную стабильность государства в этой части. Одной из них была задача разработки оборонной системы, способной обеспечить перехват баллистических ракет, несущих ядерный или термоядерный заряд, как было принято тогда говорить "спецзаряд", поскольку такое оружие в виде ракет малой дальности уже существовало, а средней и большой дальности интенсивно разрабатывалось как в нашей стране, так и за рубежом. Эта работа и была поручена созданному для этой цели коллективу.

СКБ-30, входившему в состав ныне широко известного конструкторского бюро-1 (КБ-1). Проблема создания такой системы представлялась сверхсложной, мнения специалистов разделились, причем значительная их часть, если не большинство, полагало, что задача вообще неразрешима, во всяком случае в обозримом будущем, другая же часть во главе с Григорием Васильевичем считала проблемы преодолимыми и имела определенный план проведения работ на некоторый обозримый период.

Перед разработчиками системы стояла необходимость решения следующих основных задач:
- обнаружение головных частей (боевых блоков) баллистических ракет и построение их точных траекторий;
- наведение средств поражения (противоракет) на головные части с необходимой для поражения точностью;
- обеспечение надежного поражения головных частей;
- обеспечение взаимодействия средств системы в реальном времени в полностью автоматическом режиме.

Обеспечение обнаружения и последующего сопровождения головных частей с малой по сравнению с воздушными летательными аппаратами эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР), движущихся со скоростями до 7 километров в секунду представлялось задачей очень сложной.

Для решения этой проблемы в невиданно короткие сроки был разработан экспериментальный радиолокатор РЭ-1 с огромным, по тем временам, пятнадцатиметровым полно-поворотным зеркалом и развернут на созданном для этой цели полигоне в Казахстане на берегу озера Балхаш вблизи станции Сары-Шаган. Эта большая, вероятно самая мощная по тем временам станция, была создана в неправдоподобно короткие сроки.

Наведение с высокой точностью огромной антенны на быстро перемещающуюся головную часть баллистической ракеты было очень сложной задачей. Для ее решения в одном из НИИ Министерства Обороны была разработана система предварительного наведения, включающая в себя вторичный радиолокатор типа "Бинокль-М", работающий по сигналам бортового приемо-ответчика, установленного на борту головной части, кинотеодолита КТ-50 и электромеханического прибора программного наведения, работавших в едином комплексе. Передача информации на РЭ-1 производилась с помощью системы синусно-косинусных вращающихся трансформаторов. После обнаружения цель бралась на автосопровождение по угловым координатам и дальности. Руководили этими работами сотрудники НИИ - Снетков Яков Акимович и Бабич Иван Фомич.

Уже в конце лета 1957 года были проведены наблюдения (проводки) баллистических ракет малой дальности 8Ж38, состоящих из головной части и корпуса ракеты-носителя.

В результате проведения серии работ было установлено, что при обеспечении необходимой точности наведения антенны радиолокатора, головные части и корпуса баллистических ракет уверенно обнаруживаются на расчетных дальностях и устойчиво сопровождаются Головные части и корпуса наблюдались отдельно, разрешенные по дальности, и только отсутствие аппаратных возможностей для сопровождения двух объектов не позволило одновременно строить две точные траектории.

Выяснилось, что поверхность рассеяния головных частей по квантилю 0,5 составляет около 0,3 кв. м, а корпуса несколько десятков метров. Результаты наблюдений были зафиксированы на киноленте, что позволило в дальнейшем получить исчерпывающие результаты по статистическим характеристикам сигналов.

Таким образом, был развеян миф о каких-то особенных свойствах головных частей баллистических ракет, которые делают невозможным их наблюдение радиолокационными средствами и сделан, очень быстро сделан, первый шаг в обосновании возможности создания системы обороны от баллистических ракет. В Советском Союзе это произошло во времена, когда на Западе только еще обсуждалась принципиальная возможность создания противоракетной обороны.

Наука не допускает возможности чудесных явлений в природе. Тем не менее, представления о чудесах занимают прочное место в сознании большого количества людей. Особенно это заметно в наше тяжелое время, когда вдруг появилось множество предсказателей будущего, колдунов, экстрасенсов и прочих мошенников в политической, экономической и духовной сферах, а особенно в науке.

В то же время конкретное рассмотрение любого чуда с угнетающим однообразием приводит к выводу о том, что оно зиждется на трех основаниях - жульничестве одних, интеллектуальной лености других и простодушно-безграмотной жажде чуда у третьих. Не был исключением случай с предполагаемой чудесной ненаблюдаемостью головных частей баллистических ракет.

Получилось так, что провести математическую обработку материалов, зафиксированных на киноленте, было поручено мне. Лето 1957, моя первая большая служебная командировка, летим с сотрудником нашего предприятия Голубевым О.В. на полигон, на принятом весной этого года в эксплуатацию на гражданских линиях реактивном лайнере ТУ-104. Фантастика, от Москвы до Ташкента 3 часа 20 минут, внизу полноводное ярко голубое Аральское море. Жаркий летний Ташкент, неразрушенный землетрясением старый город, ревущие ишаки, базар, потные узбеки в ватных халатах пьют чай, сидя на канах, пот течет по загорелым худым телам, чай не с сахаром, а со сладким виноградом, горы фруктов, арбузы, дыни, все доступно, объедаемся. Теплый августовский вечер, поиски гостиницы, проблема, общежитие артистов цирка, раскладушки во дворе на каменных плитах, утром прохладно, горлицы воркуют около водопроводного крана, торчащего прямо из земли. Мы молоды, нам все интересно, все ново.

Потом грязноватый поезд Ташкент - Алма-Ата, едем. Чимкент, Джамбул, Чу, дальше начинается серо-коричневая пустыня, едим сказочные среднеазиатские дыни, если покажутся недостаточно вкусными, выбрасываем. Рано, рано утром станция Сары-Шаган, хибарки, бедно, грязновато, незнакомо и немного таинственно. Самые таинственные мы сами, носители неведомой технической цивилизации в этом древнем пустынно-озерном, всеми забытом рыбачьем поселке. Столько впечатлений, молодая усталость склеивает глаза, окружающий мир теряет реальность.

Но вот конец путешествия, военный городок на каменистом берегу бирюзового Балхаша, бараки, суета, связь с помощью полевых телефонов, надо крутить ручку индуктора, позывные "Штаб" и "Штаб-Урал". "Штаб-Урал" это военные строители – они герои дня, все создано ими, вода, свет, тепло, снабжение все в их руках, зависит от них, пока они здесь главные хозяева. Клопастые одноэтажные гостиницы-бараки с гордыми названиями, ночуем в "Высотной"-барак стоит на небольшом холмике. Попасть на площадки, разбросанные на сотни километров, можно только самолетом.

Летим на Ли-2 на самую дальнюю площадку – вторую, где уже развернута и работает аппаратура. На аэродроме нас встречают старожилы, прилет самолета здесь одно из главных событий дня, страшные рассказы о кара-куртах, тарантулах, скорпионах, фалангах и, конечно, змеях. Впрочем это не только рассказы, один из встречающих читает нам новичкам лекцию об ядовитых змеях, по его словам любую, самую страшную кобру или гюрзу можно держать на вытянутой руке за кончик хвоста и она не сможет подняться к руке и укусить, однако существует и исключение из этого правила продолжает рассказчик, например, смертельно ядовитая змея "стрелка" способна укусить из такой позиции, поэтому ее надо время от времени "стряхивать". Змея действительно висит в руке говорящего и он ее "стряхивает", когда она приближается к руке. Понимаешь, конечно, что это для слабонервных, но все же жутковато.

Позднее выяснилось, что этот неприветливый, ветреный, суровый край сказочно красив и богат всякой живностью, в том числе, и ядовитой. Для многих из нас он стал второй родиной и не только потому, что мы провели там многие годы, но и потому что именно с ним оказались связаны наши самые большие успехи и неудачи. Наша жизнь здесь быстро обросла обычаями и легендами, мы жили как на родине: работали, мечтали, ходили на охоту и рыбалку, влюблялись, дружили с местными рыбаками и охотниками.

И сейчас невыносимо горько думать, что все это забыто и выброшено как ненужный хлам, что когда-то, то что мы сделали, может быть, очень понадобится нашим внукам и у них не хватит времени и ресурсов, чтобы пройти наш путь.

Нас поселили в домике для начальства, настоящее начальство сюда еще видно не заезжало, так что на начальственном безрыбьи сошли за начальство и наши скромные персоны. К моменту нашего приезда был проведен ряд наблюдений (проводок) и зафиксированы на киноленте сигналы от баллистических целей. Первая возникшая у меня проблема была чисто технической, ленты надо было проявить, но для этого ничего не было: ни проявочных машин, ни фотолаборатории, ни специалистов, которые могли бы грамотно выполнить эту работу.

Учитывая темпы, которыми развертывался полигон и создавались экспериментальные установки, а от начала работ в каменистой полупустыне Бет Пак Дала прошло всего полтора года, это было неудивительно. Удивительным, непомерно удивительным был подвиг, совершенный не очень материально обеспеченными людьми, добровольно поехавшими в дикий необжитой суровый край, лишенными элементарных удобств, но одержимыми верой в необходимость и нужность этой работы, объединенными пониманием того, что для них успех, радость, счастье возможны только в совместных усилиях, только как общее достояние, а не пайка счастья для каждого порознь.

Вот, что рассказывал о поездке в эти места год назад один из участников рекогносцировочной экспедиции Николай Дмитриевич Наследов:

"В начале июля 1956 года Григорий Васильевич направил к месту будущего полигона в составе экспедиции Минобороны начальника антенного отдела Бориса Ивановича Скулкина и меня, тогда начальника одной из лабораторий этого отдела, для определения местоположения будущей РЛС РЭ-2.

Добирались мы туда целую неделю, ехали поездом до Алма-Аты (5 суток), потом пересаживались в поезд Алма-Ата - Петропавловск и ехали до станции Сары-Шаган, затем на автомашине до места будущего города ГТриозерск, где не было никакого жилья, а была голая каменистая полупустыня и берег озера Балхаш. Там нас разместили в палатках, где мы и прожили в сорокоградусной жаре около двух недель в ожидании топографических карт, которые должны были со дня на день доставить из Москвы. Спасало нас прохладное озеро, куда мы беспрерывно окунались, а также ночная прохлада. Кормили нас солдатской пищей из полевой кухни.

Наконец пришли долгожданные карты, и мы на грузовых автомобилях двинулись в путь к месту будущей 2 площадки (около 200км от озера). Ехали двое суток по бездорожью, ночевали в степи в открытых кузовах автомашин, благо ночи были прохладны и отсутствовали летающие насекомые, а ползающие твари не могли забраться в кузов.

К концу второго дня мы совершенно заблудились, продовольствие и вода закончились, бензин был на исходе. Посоветовавшись, решили слить весь бензин в одну из машин и двигаться на ней, а остальные бросить на время в степи. Положение становилось серьезным. И вдруг мы увидели самолет, который, покачивая крыльями, указывал нам правильное направление. Мы двинулись вперед и вскоре голодные и усталые добрались места, где нас уже ждали топографы, прибывшие ранее.

Переночевав в палатках, мы провели работы по уточнению места расположения РЛС и через несколько дней без приключений вернулись назад. Так закончилась наша первая поездка на полигон.

На объекте был склад с химикатами, где стояли мешки с понятными надписями: метол, гидрохинон, сульфит натрия, бромистый калий, гипосульфит натрия и т.д. Для начала этого было достаточно. Варварским способом, без мер и весов, на глазок, были составлены необходимые растворы, лента была порезана на отдельные куски, солдатские алюминиевые миски заменили кюветы, и вот я вижу зафиксированные на киноленту сигналы от сопровождаемых головной части и корпуса баллистической ракеты. Баллистические цели можно обнаруживать, можно сопровождать!

Позднее установка РЭ-1 была коренным образом реконструирована, был несколько изменен диапазон несущих частот, значительно увеличена мощность зондирующего сигнала, проведены другие улучшения. Большой вклад в эту работу внес начальник лаборатории Анатолий Васильевич Иванов, который был непосредственным руководителем работ по созданию установок РЭ и проведению испытаний на полигоне Сары-Шаган, а позднее на Камчатке на полигоне "Кура", где была развернута экспериментальная установка РЭ-3. Эта установка обеспечивала наблюдение баллистических ракет дальнего действия (БРДД), позднее их стали называть межконтинентальными, которые на полигон Сары-Шаган не отстреливались.

На этой установке впервые было осуществлено сглаживание траектории баллистической цели с помощью специализированной цифровой вычислительной машины МП-40. Программно-алгоритмическое обеспечение было создано в короткие сроки только что пришедшими на работу после окончания МФТИ и МГУ молодыми инженерами Владимиром Александровичем Марковым и Татьяной Григорьевной Гняздовской. Большой вклад в работы на установках РЭ внесли также Вадим Михайлович Якубович, Евгений Иванович Косарев и Юрий Петрович Кошелев.

Надо сказать, что высокие темпы работ, когда новые задачи возникали одна за другой, как бы из ничего, и также быстро решались, когда эти задачи решали молодые коллективы, не имевшие как правило достаточного опыта, зачастую приводили к удивительным курьезам. Так при первых наблюдениях межконтинентальных баллистических ракет на установке РЭ-3 наблюдались, как и положено, два объекта – головная часть и корпус последней ступени.

Поскольку разведение головной части и корпуса производилось также как и при стрельбе ракетами малой и средней дальности испытатели предполагали, что на участке наблюдения ближайшей к радиолокационной станции должна быть головная часть, а корпус должен быть сзади. Однако, экспериментальные наблюдения показали, что эффективная поверхность рассеяния у ближнего объекта значительно больше, чем у дальнего и это вызвало удивление, так как по предварительным оценкам ЭПР головной части должна была быть меньше ЭПР корпуса примерно в 10-20 раз.

Сразу же нашлись "горячие головы", которые, следуя примитивному пониманию принципа Гегеля "Все существующее оправдано", быстро нашли объяснение: большая поверхность рассеяния головной части объясняется своеобразным ракурсом наблюдения объектов. Тем не менее, сомневающимися были проведены элементарные траекторные расчеты, которые со всей очевидностью показали, что при больших дальностях полета ракеты впереди должна находиться последняя ступень корпуса ракеты-носителя, а не головная часть. К этому моменту пришли материалы от ракетчиков, также указывающие на допущенную грубую ошибку.

Сейчас, через 40 лет это настолько очевидно, что как-то и неудобно это и вспоминать, но так было, это было хорошим уроком молодому коллективу; ничего не принимать на веру и все проверять.

Для измерения эффективных поверхностей рассеяния целей в этих работах потребовалось обеспечить точное измерение энергетических характеристик радиолокатора, с этой целью были разработаны методики калибровки радиолокационных станций с использованием понятия "импульсного потенциала". Это понятие широко использовалось впоследствии и, как это выяснилось, позднее было аналогом термина "приведенная дальность", использовавшегося в западной технической литературе. Импульсный потенциал может быть вычислен путем использования измеренных характеристик аппаратуры, однако очень скоро выяснилось, что это не только хлопотно, но и очень неточно.

Была разработана и реализована методика относительных измерений ЭПР с промежуточной калибровкой потенциала по эталонным металлическим сферам с известной ЭПР Для этого были изготовлены тонкостенные алюминиевые сферы, которые запускались в свободный полет на надувных метеорологических шарах. Эти эталонные сферы поднимались на значительную высоту и свежим Казахстанским ветром уносились на сотню и более километров. Результаты измерений оказались очень хорошими и эта методика стала использоваться не только для измерения ЭПР, но и для контроля энергетических параметров радиолокаторов. Она стала общепринятой и используется в настоящее время.

Правда, вместо метеозондов используются ИСЗ, выполненные в виде больших полированных сфер, вычисления обеспечивают компьютеры, сопряженные с аппаратурой и оснащенные специальными программами. Но существо дела не изменилось. В это время были разработаны также методики обработки и анализа статистических характеристик эхо-сигналов, а также других параметров РЛС. Все эти работы выполнили совместно с автором статьи Нариман Абенович Айтхожин, Олег Константинович Лесота, Владимир Владимирович Низяев и ряд других инженеров.

Н.А. Айтхожиным была впоследствии подготовлена и защищена прекрасная диссертационная работа, в которой он связал характеристики регулярного движения головной части вокруг центра масс со статистическими характеристиками рассеянного сигнала и показал, что последние представляют собой, вообще говоря, неэргодический ансамбль. Необходимый для проведения расчетов вычислительный потенциал был создан в виде группы расчетчиц, вооруженных электромеханическими настольными вычислительными машинами типа "Рейнметалл" и "Мерседес" под руководством инженера Зинаиды Сергеевны Ждановой.

Но самую большую работу выполнили конечно разработчики аппаратуры станций, которые обеспечили создание и модернизацию РЭ-1, превратив ее в РЭ-2, разработку РЭ-3, а также создание радиолокаторов точного наведения (РТН) "системы А" следующего шага в работе, призванного решить проблемы точностей измерения координат целей, точности наведения противоракеты, возможности и эффективности поражения головной части баллистической ракеты.

Забегая несколько вперед, хочется сказать, что на этой системе был выполнен целый ряд основополагающих для тематики ПРО работ, включая первое в мире поражение головной части баллистической ракеты 4 марта 1961 года. Возможности этой системы по тем временам были очень велики и в силу ряда обстоятельств не были использованы в полной мере. Всему этому до настоящего времени не дано взвешенной оценки.

При создании устройств установок РЭ была проведена огромная работа. Нельзя не отметить большой вклад Юрия Дмитриевича Шафрова, Алексея Алексеевича Аникеева, Владимира Павловича Поняева, Владимира Петровича Парамонова и Александра Владимировича Виноградова в создание систем управления станции, обработки и отображения информации, Николая Дмитриевича Наследова, Марка Михайловича Ганцевича и уникального ученого самородка Алексея Владимировича Часовникова в создание больших антенных систем, Олега Александровича Ушакова и Виталия Сергеевича Дыгина в создание приемных систем. Ивана Николаевича Котова в создание контрольно-регистрирующей аппаратуры. Общее руководство созданием радиолокационных средств осуществлялось тематической лабораторией, впоследствии отделом, который возглавлял Борис Митрофанович Шаулов.

В этих работах сложилась очень действенная производственная кооперация заводов изготовителей: Кунцевский механический завод, впоследствии Московский радиотехнический, Горьковский механический завод, Подольский электромеханический завод и целый ряд других предприятий. Работы курировались военно-промышленной комиссией при правительстве страны и проводились в тесном взаимодействии с военным заказчиком.

Но мозгом и сердцем всей работы был всегда Григорий Васильевич Кисунько, это было делом его жизни, отодвигало на задний план все другие проблемы. Было бы, наверно, неправильно сказать, что личные проблемы, радости жизни были для него не главным, нет, просто решение задач противоракетной обороны, успех в этом деле и было его основным делом и источником радости. Надо сказать, что Григорий Васильевич совершал на мой взгляд некоторую субъективно вполне объяснимую ошибку, распространяя это свое восприятие действительности на всех или на значительную часть своих соратников и помощников.

Слов нет, у него была сильная команда, которая действовала умело и энергично, но далеко не все так безоглядно и самозабвенно преследовали идею создания эффективной противоракетной обороны. Среди них были и трезвые, высокограмотные специалисты, которые предвидели многие трудности, лежащие на этом пути, что и было одной из причин, охлаждавшей их увлеченность.

Накопленный в те годы на установках РЭ опыт составил методическую основу последующих работ, как связанных с созданием системы и комплексов ПРО, так и с летной отработкой последующих поколений баллистических ракет со сложным оснащением, многочисленных наблюдений искусственных спутников Земли, космических кораблей и других космических объектов отечественного и зарубежного производства, ряда интереснейших экспериментов. Но это было уже совсем другое время, другие целевые установки, совсем другая техническая эпоха.