Первый коммуникационный спутник SCORE: прорыв в космической связи.

Введение

Первый в истории спутник связи.

Предыстория

Военно-воздушные силы США первоначально предложили использовать свою межконтинентальную баллистическую ракету Atlas (МБР) еще в 1955 году, когда правительство Соединенных Штатов рассматривало предложения по созданию орбитального спутника в рамках Международного геофизического года (IGY). Это предложение было отклонено, поскольку оно потребовало бы перенаправления ресурсов с разработки МБР, а также существовали опасения, что ракета не будет готова к IGY в срок. SCORE, шестимесячный проект, стал первым начинанием недавно созданного Агентства перспективных исследовательских проектов (ARPA) под руководством Роя Джонсона и доказал, что небольшая, высокоспециализированная и гибкая исследовательская группа, обеспеченная необходимыми ресурсами, является идеальным способом достижения научных и технологических прорывов, необходимых для успеха в развивающейся глобальной космической гонке. Технические задачи SCORE были двойными. Помимо демонстрации возможности ракеты Atlas выводить спутники на орбиту, сама полезная нагрузка была в сто раз массивнее, чем у любого предыдущего американского спутника. Программа продемонстрировала возможность передачи сообщений через верхние слои атмосферы от одной наземной станции к одной или нескольким другим станциям. Результатом программы, в которой использовались как методы передачи в реальном времени, так и методы с сохранением и последующей пересылкой, стал значительный научный прорыв, доказавший, что активные спутники связи могут обеспечить возможность передачи сообщений из любой точки Земли в любую другую.

Космический корабль

Спутник SCORE (Signal Communication by Orbiting RElay) американской армии представлял собой длинную ракету Atlas с определенным диаметром, использованную в качестве платформы для эксперимента по ретрансляции связи. Корпус космического аппарата служил антенной. Этот спутник должен был продемонстрировать возможность и изучить проблемы, связанные с функционированием системы спутниковой связи. На борту спутника находились сообщения, записанные на магнитофон, который в какой-то момент был использован для передачи рождественского поздравления от президента Эйзенхауэра. Работа спутника проходила в штатном режиме, эксперименты проводились в течение 12 дней, запланированный срок службы на орбите составлял 20 дней, фактический срок службы составил 34 дня. Сигнальный маяк работал на частоте 108 МГц. Комплекс связи SCORE был разработан и построен Кеннетом Мастерманом Смитом, военным инженером по исследованию связи, вместе с другими сотрудниками Лаборатории исследований и разработок сигналов армии США (SRDL) в Форт-Монмуте, штат Нью-Джерси. Вся программа проводилась в строжайшей секретности, и о ее существовании знали всего 88 человек. До даты запуска SCORE 53 из этих 88 человек были проинформированы об отмене программы и получили указание никому не упоминать о ее существовании. Таким образом, о миссии Atlas 10B знали только 35 человек, в то время как остальная часть инженерного состава, включая стартовую команду, считала, что они работают исключительно над тестовым запуском ракеты.

Сигнальная связь с орбитальным реле

Этот первый специально построенный спутник связи состоял из двух идентичных терминалов связи-ретрансляторов, установленных в обтекателях наведения вдоль боковых сторон ракеты-носителя. Эксперимент был направлен на проверку осуществимости и изучение проблем, связанных с использованием спутников для целей связи. Модуляция не была получена на несущей волне от экспериментального пакета № 1. Голосовые и телетайпные сообщения отправлялись и возвращались в реальном времени, а также с экспериментального магнитофона № 2. Магнитофон загружался новым материалом 28 раз, и отказ в конечном итоге был вызван разрядкой батареи. Приемник и передатчик эксперимента работали на частотах 150 и 132 МГц соответственно. Полезная нагрузка весила и была встроена в обтекатели ракеты "Атлас". Общий вес орбитального комплекса составил. Его батареи продержались 12 дней, и он вошел в атмосферу 21 января 1959 года. Коммуникационный ретранслятор, установленный на ракете, принимал, усиливал и переизлучал сигналы. Два резервных комплекта оборудования были установлены в носовой части ракеты SCORE. Четыре антенны были установлены заподлицо с поверхностью ракеты, две для передачи и две для приема. Другое оборудование SCORE включало два магнитофона, каждый с четырехминутной емкостью. Любая из четырех наземных станций на юге Соединенных Штатов могла перевести спутник в режим воспроизведения для передачи записанного сообщения или в режим записи для приема и сохранения нового сообщения. Эта избыточность оказалась неоценимой, поскольку один из магнитофонов вышел из строя и был выведен из строя во время 12-дневной миссии. Первоначально SCORE был запрограммирован на трансляцию голосового сообщения от военного секретаря Уилбера М. Бруккера. Когда президент узнал об этом за несколько часов до старта, он выразил желание передать сообщение лично. Его запись была доставлена в Кейп-Канаверал, но к тому времени полезная нагрузка была заблокирована и готова к запуску. Директор программы ARPA решил запустить с сообщением армии, затем стереть его в космосе и загрузить сообщение президента взамен. Эта попытка увенчалась успехом, и, соответственно, сообщение SCORE, переданное из космоса на Землю, звучало следующим образом:

This first purpose built communications satellite experiment consisted of 2 identical communications repeater terminals mounted in the guidance pods along the sides of the launch vehicle. The experiment was to test the feasibility and explore problems associated with using satellites for communications purposes. No modulation was received on the carrier wave from experiment package no. 1. Voice and teletype messages were sent and returned in real time, and also from experiment tape recorder no. 2. The tape recorder was loaded with new material 28 times and failure finally was due to battery depletion. The experiment receiver and transmitter operated on 150 and 132 MHz, respectively. The payload weighed , and was built into the fairing pods of the Atlas missile. Combined weight of the total on orbit package was Its batteries lasted 12 days and it reentered the atmosphere on 21 January 1959. The communications repeater installed on the missile received, amplified and retransmitted signals. Two redundant sets of equipment were mounted in the nose of the SCORE missile. Four antennas were mounted flush with the missile surface, two for transmission and two for reception. SCORE's other equipment included two tape recorders, each with a four minute capacity. Any of four ground stations in the southern United States could command the satellite into playback mode to transmit the stored message or into record mode to receive and store a new message. These redundancies proved invaluable as one of the tape recorders malfunctioned and was rendered inoperable during the 12 day mission. SCORE was originally programmed to broadcast a voice message from Army Secretary Wilber M. Brucker. When the President learned this fact, hours before lift off, he said he would like to provide the message. His tape recording was hand carried to Cape Canaveral, but by then the payload was locked and ready for launch. The ARPA program director decided to launch with the Army message, then erase it while in space, and upload the President's message to replace it. This effort was successful, and accordingly SCORE's transmitted message from space to Earth was as follows:

"Говорит президент Соединенных Штатов. Благодаря чудесам научного прогресса мой голос доходит до вас со спутника, вращающегося в космическом пространстве. Мое послание просто: посредством этого уникального средства я выражаю вам и всему человечеству стремление Америки к миру на Земле и доброй воле ко всем людям."