На космической верфи. Поиски и свершения

Еще когда проектировались «Марсы», я обратил внимание на такой альбом. И графики, помещенные в нем. На этих графиках точкой был изображен посадочный аппарат, находящийся на поверхности планеты. От него вверх устремился «лепесток» — диаграмма излучения его антенны, угол в котором распространяется информация. На каком-то расстоянии от аппарата лепесток пересекался кривой — частью траектории, пролетающего над посадочным аппаратом спутника-ретранслятора. Эти траектории располагались на разных высотах… На графиках были изображены и другие характеристики, каждая из которых влияла на возможное время приема спутником информации с посадочного аппарата, на время связи.

Интересное свойство имел альбом Наумова. Я смотрел на него и словно видел «живые» картинки. При быстром перелистывании страниц траектории полета спутника то приближались к посадочному аппарату, то удалялись от него. Выбиралась оптимальная высота орбиты спутника.

Наумов показал на график; — Теперь никаких «петель» не должно быть. Спутника-то нет…

Позже я услышал другой термин «клещи». Кто первым в КБ применил это слово, сейчас на это и не ответишь точно, но то что это слово правильно отражало суть дела, сомнения не вызывает. Судите сами. Как было в экспедиции к Венере в семьдесят пятом году? Посадочный аппарат начинал спуск в атмосфере планеты, когда из-за нее, с противоположной стороны, показывалась станция, выводимая на орбиту спутника. Именно так показывали расчеты, время связи будет максимальным. Эта схема «встречи», когда один «захват» была траектория посадочного аппарата, а другой — спутника (очень уж, действительно, напоминала «клещи»). В общем, планета как бы оказывалась в крепких тисках.

— Ладно, — Попов пододвинул к себе альбом, — где тут у тебя функциональные зависимости времени связи для пролетного варианта?

— Часть здесь, — перевернул несколько страниц Наумов, — а кое-что на машине. Еще считают…

Действительно, такие расчеты трудоемки. Наумов как-то рассказывал, что при статистическом моделировании всех процессов, связанных с выбором оптимальных условий связи на участке снижения аппарата и после его посадки, в расчеты вводились свыше десяти составляющих случайных величин, каждая из которых подчинялась своему закону распределения. Какие параметры? Вот, к примеру, ошибки ориентации аппаратов, ошибки в длительности спуска посадочного аппарата, вызываемые недостаточным знанием модели атмосферы Венеры и высотой ее поверхности в районе посадки, ошибкой в уводе пролетного аппарата при его отделении от посадочного, наклоном посадочного аппарата за счет неровностей поверхности в месте посадки. Общее их число — одиннадцать!

Много тысяч сочетаний этих параметров нужно было «обсчитать» и обдумать! «Пережить», чтобы определить всего два критерия оптимальности длительности радиосвязи — для участка снижения и, назовем его так, участка послепосадочной работы.

Как обычно, в подобных случаях на помощь баллистикам пришел испытанный метод Монте-Карло — «числовой метод решения математических задач при помощи моделирования случайных процессов и событий».

Правда, это определение не в полной мере разъясняет сущность метода применительно к нашим баллистическим задачам.

Дело в том, что полет в космическом пространстве связан с воздействием на станцию ряда непредсказуемых факторов, конкретные величины которых не известны. Как же тогда быть? Ну, во-первых, можно в расчеты заложить наихудшие величины факторов, считая, одним словом, в этом случае расчеты нужно вести на «минус». Можно, конечно, думать так и проектировать станцию на эти значения. И в принципе, можно сделать станцию, которая удовлетворяет этим условиям. Но тогда станция окажется очень сложной, ненадежной, дорогостоящей. А ведь можно подойти к решению этой проблемы и по-иному, учитывая накопленный опыт. А он показывает, что не все всегда идет в «минус», что вся жизнь состоит из каких-то усреднений. Одна величина идет в «плюс», а другая… Вот поэтому-то специалист и вводит в расчет усреднения.

Метод Монте-Карло и применяется потому, что все факторы или многие из них, которые влияют на полет станции, известны с какими-то точностями, разбросами.

Вот почему наши баллистики не просто «перебирают» возможные варианты, но и выявляют такие варианты решения задачи, такие параметры исследуемых величин, которые в итоге определяют искомые условия. Это нужно сделать «так», а это… И только тогда будет получена необходимая для успешного выполнения полета оптимальность!

Выбор нужных характеристик системы — конечная цель расчетов баллистиков.

— Когда антенщики дадут нам реальную форму диаграмм излучения антенн посадочного и пролетного аппаратов? — спросил Попов.

— Обещают в начале той недели. А пока мы просчитаем по приближенным характеристикам.