АДУ-1000

АДУ-1000 (рос. антенны дальнего участка 1000 м², антени дальньої ділянки з ефективною поверхнею 1000 м^2[1]) — комплекс приймальних та передавальних радіоантен у Криму біля Євпаторії, частина приймального комплексу «Плутон» Національного центру управління та випробувань космічних засобів Україні.

Комплекс Плутон.

Одна з двох приймальних антен комплексу
Розташування	Євпаторія, Крим, Україна
Координати	45°10′13″ пн. ш. 33°15′11″ сх. д.
Організація	Євпаторійський центр дальнього космічного зв'язку
Довжина хвилі	радио 8 sm, 30…40 sm
Збудовано	1960
Стиль телескопа	рефлектор
Діаметр	8 дзеркал діаметром 16 метрів
Збиральна площа телескопа	≈900 m²
Купол	none
Вебсайт	www.spacecenter.gov.ua
АДУ-1000 у Вікісховищі

Побудовані всього за один рік, ці антени забезпечували всі програми СРСР з дослідження далекого космосу до кінця 1970-х років, поки їм на зміну не було побудовано антену РТ-70 (теж біля Євпаторії). На базі цих антен було створено перший радянський планетний локатор діапазону дециметрових хвиль, проведено перші у світі радіолокаційні дослідження Венери, Марса та Меркурія та уточнено моделі їх руху.

Комплекс «Плутон» складався з трьох відокремлених приймальних та передавальних антен АДУ-1000. Передавальна (К1) знаходилася на 2-му майданчику Центру далекого космічного зв'язку біля селища Заозерне, нині демонтована. Дві приймальні (К2 і К3) знаходяться на 1-му майданчику Центру далекого космічного зв'язку. Рознесення антен на 8,5 км було пов'язане з необхідністю ізолювати чутливе приймальне обладнання на 1-му майданчику від потужного випромінювання передаючих антен на 2-му майданчику.

Характеристики

Антена АДУ-1000 працює в дециметровому діапазоні хвиль (λ=30-40 см; запитна радіолінія — 770 МГц, радіолінія у відповідь — 921 МГц)^[2]. Ефективна площа антени 900 м², шумова температура при зенітному положенні антени 25 К. Ширина діаграми спрямованості антени на приймальній частоті в горизонтальній площині становить 16 кутових хвилин, у вертикальній — 36 кутових хвилин. На передавальній частоті ширина діаграми спрямованості дорівнюють відповідно 19 і 40 кутових хвилин^[3].

1960 року потужність передавача в режимі неперервного випромінювання дорівнювала 10 кВт. Потім потужність було підвищено до 40 кВт, а потім до 100 кВт. В імпульсному режимі потужність досягає 250 МВт у стерадіан^[4]. 1962 року комплекс було модернізовано. На ньому було встановлено прийомну апаратуру в сантиметровому діапазоні. Були застосовані малошумні квантові підсилювачі на парамагнітних кристалах, охолоджуваних рідким гелієм. Після модернізації ефективна площа антени в дециметровому діапазоні склала 650 м², в сантиметровому — 450 м². Розмір променя — 2500×1250 кутових секунд.

Антена має програмне наведення з точністю 1 кутової хвилини. Дальність зв'язку — 300 млн км^[4]. Швидкість передачі наукової інформації становила до 3 кбіт/с при прийомі телеметрії та до 6 кбіт/с при прийомі зображень. Комплекс «Плутон» складався з трьох антен АДУ-1000 на двох окремих майданчиках, рознесених на 8,5 км, щоб ізолювати чутливе приймальне обладнання на 1-му майданчику від потужного випромінювання передавальних антен на 2-му майданчику. В 2013 році передавальна антена К1 була демонтована^[5].

	Тип	Розташування	Координати	Примітки
К1	передавальна	2-й майданчик НЦУВКЗ, с. Заозерне	45°10′13.18″ пн. ш. 33°15′11.18″ сх. д.	демонтована в 2013
К2	приймальна	1-й майданчик НЦУВКЗ, с. Вітине	45°13′14.37″ пн. ш. 33°10′17.25″ сх. д.
К3	приймальна	1-й майданчик НЦУВКЗ, с. Вітине	45°13′14.24″ пн. ш. 33°9′55.41″ сх. д.

Передавальна антена Передавальна антена  Дві приймальні антени Дві приймальні антени

Конструкція

8 параболічних антен, розташованих у 2 ряди по 4 дзеркала

Антена АДУ-1000 є решіткою з восьми 16-метрових алюмінієвих параболічних дзеркал, розташованих у два ряди по чотири дзеркала на загальному поворотному пристрої. Антени закріплені на фермі залізничного мосту, яка встановлена на опорно-поворотному пристрої 305-міліметрових гарматних башт головного калібру утилізованих крейсерів типу «Сталінград»^{[ru][4][6][7][8]}. Поворотні пристрої гарматних башт особисто відбирали Сергій Корольов та Мстислав Келдиш^[6]. Вся антена спирається на бетонну основу, виконану з високою точністю. Використання готових конструкцій дозволило збудувати антени в прискорені терміни. Рухомі частини кожної антени важать 1500 тонн^[6]. Фідерний тракт приймальної антени виконаний з використанням хвилеводів 292×146 мм. Сигнали підсумовуються спочатку від кожної вертикальної пари дзеркал, потім від двох сусідніх пар, об'єднаних у четвірку, і, нарешті, від двох четвірок, що утворюють вісімку^[3].

«Кадр», перша радянська система цифрового програмного управління наведенням антен АДУ-1000, була створена в 1960 році в ЦНДІ «Агат» під керівництвом Я. О. Хетагурова^[ru]. За цю роботу Хетагуров та інші розробники системи «Кадр» були нагороджені орденами та медалями^[9]. Електроприводи антен АДУ-1000 були розроблені та налагоджені НДІ автоматики та гідравліки^[ru]. Радіосистеми комплексу «Плутон» створювалася СКБ-567^[ru]. 16-метрові параболічні антени виготовляв Горьківський машинобудівний завод^[ru] оборонної промисловості, металоконструкцію для їх об'єднання монтувало НДІ важкого машинобудування, електроніку системи наведення та управління антенами розробляв МНДІ-1 суднобудівної промисловості^[7].

У 1961 році передавальна антена була модернізована для забезпечення роботи планетного радіолокатора. Системи планетного радара були розроблені в Інституті радіотехніки та електроніки АН СРСР^[ru] і створені у вигляді макетів. Були вперше застосовані нещодавно винайдені мазери. Роботами керував А. В. Францессон^[ru]. Цього ж року здійснено першу у світі радіолокацію Венери. У 1962 році були модернізовані й приймальні антени для забезпечення одночасного прийому в дециметровому та сантиметровому діапазонах (λ=8 см). Для цього дзеркальна система виконана за дводзеркальною схемою Кассегрена^[en][3][10] і встановлений двочастотний опромінювач. Фідерний тракт сантиметрового діапазону виконаний на базі круглих хвилеводів діаметром 70 та 120 мм.

Наукові завдання

Космічний зв'язок

Комплекс «Плутон» забезпечував усі радянські програми дослідження далекого космосу до кінця 1970-х років. У 1960-1970-х роках велися роботи з космічними апаратами «Венера», у 1970-х роках — з космічними апаратами «Марс», у 1995—2000 — з «Інтербол-1»^[11], 16 листопада 1996 року — з невдалою російською космічною місією «Марс-96»^[12].

Радіолокація планет Сонячної системи

Поштовий блок СРСР 1986 року, присвячений дослідженню комети Галлея із зображенням АДУ-1000

18 і 26 квітня 1961 року^[13] здійснено першу у світі успішну радіолокацію Венери й таким чином встановлено, що астрономічна одиниця дорівнює (149 599 300 ± 2000) км. У червні 1962 року, після підвищення чутливості приймальної апаратури, зроблена перша у світі радіолокація Меркурія. Вона підтвердила значення астрономічної одиниці, одержане при локації Венери. При локації Меркурія було визначено коефіцієнт відбиття поверхні планети рівний 3—7 %. Роком пізніше таку ж локацію було проведено й у США. У жовтні-листопаді 1962 року проведено повторне радіолокаційне дослідження Венери. Повторна радіолокація дозволила уточнити значення астрономічної одиниці: воно виявилося рівним (149 598 100 ± 750) км. При локації Венери було також визначено коефіцієнт відбиття її поверхні, 12—18 %. Це означало, що на поверхні Венери є тверді породи, близькі за властивостями до порід Землі.

19 і 24 листопада 1962 року було здійснено радіозв'язок через планету Венера. Ініціатором цієї радіопередачі був О. Н. Ржига. Для модуляції використовувався код Морзе, тривалість точки становила 10 сек, тире — 30 сек, в десятисекундних паузах випромінювалося номінальне значення несучої частоти (λ = 39 см), при передачі «точок» і «тире» випромінювана частота збільшувалася на 62,5 Гц, загальний час радіопередачі становив 8 хвилин. 19 листопада було передано телеграфним кодом слово «МИР», через 4 хвилини 32,7 секунди відбитий від Венери сигнал було прийнято на Землі. 24 листопада було надіслано радіотелеграфне повідомлення зі слів «ЛЕНИН», «СССР», і відбитий від поверхні Венери сигнал було прийнято через 4 хвилини 44,7 секунди. Це так зване «Послання «Мир», «Ленін», «СРСР»», пройшовши повз Венеру, вирушило в бік зорі HD131336 із сузір'я Терези, ставши першою радіопередачею для позаземних цивілізацій в історії людства^[14].

У лютому 1963 року проведено радіолокацію Марса. У цей час Марс знаходився на відстані 100 млн км від Землі. Коефіцієнт відбиття виявився меншим, ніж у Венери, але часом досягав 15 %. Це вказувало, що на Марсі є рівні горизонтальні ділянки розміром понад кілометр. Подальше удосконалення планетного локатора дозволило у вересні — жовтні 1963 року провести локацію Юпітера. Юпітер у цей період знаходився за 600 млн км від Землі. Радіохвилі, надіслані до Юпітера, поверталися на Землю через 1 годину 6 хвилин, пройшовши 1 млрд 200 млн км. Коефіцієнт відбиття поверхні Юпітера понад 10 %. Експеримент показав, що радіозв'язок за допомогою АДУ-1000 можливий і на відстані кількох сотень мільйонів кілометрів.

Астрофізичні дослідження далекого космосу

З 1962 року відділ радіоастрономії Державного астрономічного інституту імені Штернберга почав спостереження на на антенах АДУ-1000 на хвилях 32 і 7 см^[15]. Наприкінці 1950-х центральною проблемою астрономії було питання про джерела релятивістських частинок. Найбільш вірогідним джерелом була Крабоподібна туманність. Спостереження на АДУ-1000 покриття Місяцем туманності 16 квітня 1964 року виявили дифракційну картинку, що відповідає компактному радіоджерелу. Було зафіксовано зміну яскравості компактної області у південно-східній частині Крабоподібної туманності, випромінювання якої суттєво знизилося наступного дня. Надалі було показано, що ця особливість утворена хмарою релятивістських електронів, що проходять у тангенціальному напрямку магнітної трубки. Також досліджувалися радіоджерела у скупченнях галактик, радіовипромінювання нормальних галактик та планетарних туманностей, подвійні радіоджерела. Особливий історичний інтерес становить виявлення Р. Б. Шоломіцьким змінності потоку радіовипромінювання квазара CTA-102^[en][16].

Дослідження Сонця

Використовуваний комплексом «Плутон» частотний діапазон добре представний у радіовипромінюванні Сонця, він є оптимальним для побудови тривимірних радіозображень Сонця та досліджень навколосонячної плазми. Просторова роздільна здатність радіотелескопа на диску Сонця становить близько 1000 км^[17][18]. У 2004 році за допомогою АДУ-1000 вивчався вплив корональних дір на земні прояви сонячної активності^[17].

Історія

Будівництво комплексу

Ферма мосту на опорно-поворотному пристрої 305-міліметрової корабельної гармати

На зорі космічної ери, в кінці 1950-х років, зв'язок з міжпланетними космічними апаратами потребував параболічної антени діаметром близько 100 метрів. Однак спорудження такої антени потребувало 5-7 років^[7], натомість як перші пуски радянських космічних апаратів до Марса планувалися на жовтень 1960 року. Головний конструктор СКБ-567 Є. С. Губенко^[ru] прийняв оригінальну пропозицію інженера Є. Б. Коренберга^[ru] побудувати замість однієї великої параболічної антени систему із восьми стандартних 16-метрових параболоїдів. Були використані готові металоконструкції опорно-поворотних механізмів гарматних башт воєнних кораблів, що дозволило пришвидшити будівництво.

Місце будівництва обрали з наступних міркувань^[19][7][20]:

• Крим перебував у західній частині СРСР, і тут першими зустрічали супутники на першому витку після старту з Байконура (при звичайних для радянських космічних апаратів орбітах з нахилом 65°)
• У західній рівнинній частині Криму дуже чистий горизонт, що дозволяє встановлювати стійкий зв'язок з космічними апаратами вже при куті 7° над горизонтом.
• Тут велика кількість сонячних днів у році та найменша кількість опадів, навіть у порівнянні із сусідньою Євпаторією.
• Близькість до екватора дозволяла збільшити зону охоплення та забезпечити стійкий зв'язок із космічними апаратами.
• М'який клімат без сильного перепаду температур.
• Розвинена інфраструктура: аеродроми, залізниці, автомобільні дороги, лінії електропередач, що дозволяло зменшити капіталовкладення та прискорити будівництво.
• Незважаючи на близькість до чорноморських пляжів, у цьому районі узбережжя малолюдне навіть у пік сезону.

Будівництво було доручене військовим з Євпаторійського управління начальника робіт під командуванням полковника В. Я. Левіна. Спорудження першої черги «об'єкта МВ» (що розшифровується як «Марс-Венера»)^[21] почалося в березні 1960 року^[22]. Роботи йшли швидкими темпами і вже через 7 місяців, у вересні 1960 року, на 2-му майданчику була встановлена приймальна АДУ-1000^[7]. Але заплановані старти космічних апаратів не відбулися через аварії ракет-носіїв.

Робота за радянською космічною програмою

У грудні 1960 року антени були відкалібровані за космічними радіоджерелами. Практична робота комплексу розпочалася зі станцією «Венера-1», запущеною в лютому 1961 року. Потім був запуск станції «Марс-1» у листопаді 1962 року. У 1970-х роках успішно велися роботи з космічними апаратами Венера й Марс. Пізніше «об'єкт МВ» почав працювати і з пілотованими космічними апаратами і був основним центром управління польотами до будівництва нового центру управління польотами в місті Корольов в РРФСР, після чого «Плутон» виконував функції запасного центру управління польотами.

До будівництва в 1964 році в Голдстоуні (США) 64-метрової антени, комплекс «Плутон» був найпотужнішою системою далекого космічного зв'язку. До кінця 1970-х років «Плутон» забезпечував всі радянські програми дослідження далекого космосу, поки його не заступила побудована поруч антена РТ-70.

Під владою України

У 2008 році було запропоновано створення імпульсного радіолокатора на основі існуючих радіотехнічних систем для стеження за астероїдами, каталогізації космічного сміття, дослідження сонячної корони, навколосонячної та міжпланетної плазми. В цьому бістатичному радіолокаторі АДУ-1000 мав грати роль приймальної антени, а П-400 — передавача. Такий радіолокатор при довжині хвилі близько 30 см на висотах близько 100 км виявляв би об'єкти з мінімальними розмірами близько 0,7 см^[23]. Втім аналіз показав, що для астрометрії навколоземних астероїдів і прогнозу астероїдної небезпеки запропонований комплекс непридатний через малість енергії відбитої від навколоземних астероїдів і неприйнятно великі для прецизійної астрометрії систематичні похибки бістатичної системи^[24].

11 листопада 2013 року антена К1 на 2-му майданчику була демонтована^[5] й утилізована для покриття фінансової заборгованості Національного центру управління та випробувань космічних засобів України.

Після анексії Криму Росією

Після російської анексії Криму російські науковці вказували на можливість використання антен АДУ-1000 спільно з сучаснішим обладнанням, таким чином заощадивши на будівництві нових станцій зв'язку.

В культурі

• У радянському фільмі 1972 року «Приборкання вогню» на фоні АДУ-100 відбувається сцена розмови майбутнього космонавта Юрія Гагаріна з головним героєм фільму, головним конструктором радянських ракет^[25].

Див. також

• Послання «Мир», «Ленін», «СРСР»