приема и записи на видеомагнитофон телевизионной и телеметрической информации со спускаемого аппарата для межпланетных станций и последующем передачи этой информации на Землю.
Траекторпые измерения проводятся систематически из ряда наземных пунктов, причем в сеансах связи многократно измеряется расстояние до КА и определяется радиальная скорость путем измерения доплеровского смещения несущей частоты бортового передатчика. Все эти измерения, а также замеры угловых координат КА обрабатываются с помощью быстродействующих ЭВМ и используются для определения фактических параметров траектории. Как правило, радиосвязь с КА осуществляется по дециметровому и сантиметровому диапазонам. Эго обусловлено возможностями пропускания электромагнитного излучения через атмосферу.
Бортовой радиокомплекс — это сложная система, состоящая из целого ряда блоков, приборов и устройств. В состав раднокомплскса входят передатчики сантиметрового и дециметрового диапазонов, приемники, усилители, фототелевизионная установка с блоком питания, блоки дальности, задающие генераторы, блоки выделения команд, блоки автоматики, блоки телеметрической системы, программно-временное устройство, видеомагнитофон и др.
В зависимости от способа получения изображения применяют различные фототслсвизионные системы КА. В одном из них используются системы, напоминающие фотоаппарат и проводящие съемки циклически (по 10–12 кадров в цикле). В компактном аппарате имеется устройство для проведения химикофотографической обработки пленки, т. е. проводится проявление, промывка, закрепление, сушка и химическая защита пленки (снятие вуали, обусловленной воздействием проникающей космической радиации). Затем считывающее устройство передаст отснятый и обработанный цикл кадров на Землю, причем считывание может осуществляться с различным числом строк разложения.
Сначала на Землю передается малое число строк разложения, но с большой скоростью, чтобы быстро пронести экспресс-анализ качества того или иного кадра. Затем, после выбора самых лучших, т. е. наиболее богатых характерными деталями, кадров передача может вестись уже с большим числом строк разложения, когда в кадре различается множество деталей рельефа местности.
Есть и еще один способ получения изображения — с помощью сканирующей оптико-механической системы. Она хотя и не может передавать динамические изображения, но выгодно отличается от электронных телесистсм высокой надежностью, небольшими габаритами, незначительной массой, малым энергопотреблением. Именно этим способом получены первые лунные панорамы с помощью автоматических КА «Луна-9» и «Луна-13», а также панорамы Венеры с помощью КА «Венера-9» и «Венсра-10». На советских «Луноходах» так же с использованием такого метода во время их стоянок передавались панорамы окружающей лунной поверхности.
Причем для передачи цветного изображения один и тот же участок местности просматривается последовательно через три светофильтра, автоматически сменяемых перед объективом. Это подобно тому, как в цветном телевизоре применяется три канала передачи для красного, синего и зеленого цветов, которые при различных количественных соотношениях дают всю гамму цветового изображения. Полученные же на Земле изображения окрашиваются соответствующим цветом, и методом накладывания их друг на друга образуется одно изображение, точно передающее близкие к естественным цвета далекой планеты.
В состав радиокомплекса КА входит и телеметрическая система, которая предназначена для передачи информации на Землю о функционировании основных систем КА в процессе полета, а также для передачи научной информации. Телеметрическая система включает в себя множество датчиков, установленных в различных системах КА и на научной аппаратуре.
Датчики — это температурные, контактные или потенциометрические устройства, способные преобразовывать реальные физические величины в различные по величине напряжения электрического тока. Для обеспечения высокой точности показаний датчиков в телеметрической системе применен автономный блок питания, напряжение которого строго поддерживается относительно заданного уровня.
В телеметрическую систему входит также и запоминающее устройство, аналого-цифровой преобразователь. блок логики и т. д. Сигналы датчиков поступают на аналого-цифровой преобразователь и на автоматику радиокомплекса. Режим опроса датчиков, скорость передачи, запись и воспроизведение устанавливаются автоматикой КА или по команде с Земли. На Земле полученные сигналы расшифровываются и с помоии. ю таблиц и графиков переводятся в замеренные на борту реальные физические величины: напряжение, силу тока, давление газов, температуру в различных местах аппарата, мощность космического излучения, освещенность и т. д.
Помимо чисто радиотехнической аппаратуры, радиокомплекс в своем составе имеет ЭВМ, которая служит для автономного управления аппаратурой во время полета. В памяти ЭВМ заложены программы проведения типовых сеансов, и при отсутствии команды с Земли об отмене программы ЭВМ начинает сеанс в запланированное время.
Следует сказать, что проведение сеансов связи регламентируется орбитой полета автоматического КА с учетом вращения Земли: сеансы могут проводиться только при наличии прямой радиовидимости КА с пункта наземной радиосвязи. Работающий радиокомплекс излучает энергию с заключенной в ней информацией через антенну, соединенную с передатчиком фидером — высокочастотным кабелем. Антенно-фидсрное устройство предназначено для совместной работы с радиокомплексом; в его состав входят различного рода антенны, кабели, волноводы, антенные переключатели, ответвителн, фильтры и т. д.
Антенны, устанавливаемые на автоматическом КА, быкают малонанравленныс (штыревые и спиральные конические) и остронаправлснные (параболические и так называемые антенные решетки). На КА, работающих на орбите ИСЗ, в подавляющем большинстве случаев (за исключением связных ИСЗ) применяются малонаправленныс антенны. В связи с тем что ИСЗ находятся относительно близко от приемных пунктов, сигнал с таких антенн достаточно мощный, и применение нескольких антенн, расположенных с разных сторон ИСЗ, дает уверенный прием сигнала при любой ориентации КА относительно Земли.
Правда, бывают и исключения. Например, на спутниках связи для повышения уровня сигнала и с целью приема качественной информации используется параболическая антенна. Через такую антенну, направляемую на Землю с помощью оптического датчика, ретранслируются телевидение и радиовещание. Это, конечно, не исключает использования на этих ИСЗ малонаправлснных антенн, через которые контролируется состояние служебных систем ИСЗ и передаются команды с Земли.
На космических межпланетных станциях, проводящих исследования на сравнительно больших расстояниях от Земли, исчисляемых десятками и сотнями миллионов километров, сигналы с малонаправленных антенн значительно ослабевают. Связь с таким КА можно поддерживать только в медленном темпе, и поэтому, начиная с расстояния порядка 10 млн. км, информация пропускается через остронаправленную параболическую антенну КА. Такие антенны излучают энергию в узком пучке, а не рассеивают ее во все стороны. В сеансах связи параболическая антенна с помощью оптического датчика наводится на Землю так, чтобы Земля находилась в конусе излучения.
Передача энергии от передатчика к антенне осуществляется по кабельному тракту, а для сантиметрового диапазона с целью уменьшения потерь — по пустотелому волноводу. Использование на КА нескольких передатчиков, приемников и антенн вынуждает применять в антенно-фидерном тракте антенные переключатели, которые подключают к той или иной антенне работающий передатчик, а резервный передатчик отключают. Эти операции проводятся либо по командам с Земли, либо от бортовых программно-временного устройства или ЭВМ аппарата.