очень большим. Без этого параметра невозможно было определить высоту корабля. Пока радар настраивали, заглох дизельный двигатель, отводящий колонну, на которой работает персонал для подготовки ракеты-носителя к старту. Когда инженеры проводили починку в радиолокаторе, вышел из строя преобразователь данных. Усилитель мощности в нем не работал из-за отказов тефлоновых колец, поэтому слабые колебания и изменения частоты и фазы радиоволны было не различить. Починить устройство так и не удалось, и инженеры решили воспользоваться запасным усилителем. Старт откладывался несколько раз, и в ожидании астронавт Гордон Купер решил вздремнуть в корабле и заснул очень крепко. Полтора часа сотрудники космодрома мучились и в итоге решили перенести старт на сутки, а астронавт тем временем продолжал спать. Его никто не разбудил. Шесть часов Купер провел в сладкой дреме внутри ракеты-носителя. После этого он проснулся и как ни в чем не бывало спокойно пошел на рыбалку. Выдержке астронавта можно только позавидовать. На следующий день старт был осуществлен.
Радиоволны использовались и для стыковки космических аппаратов. Узконаправленная параболическая антенна-тарелка позволяет сконцентрировать радиоволну и заставить ее двигаться в виде луча по прямой линии. На одном корабле такая антенна испускает сигнал, на другом – принимает. Если луч от первого аппарата не направлен во второй, значит, корабли не на одной линии, а это в свою очередь означает, что автоматической системе нужно выдать команду на изменение траектории. Так называемый радиозахват позволяет без участия человека проводить маневры сближения и стыковки. В миссию кораблей «Союз-7» и «Союз-8» входила стыковка, но когда космические аппараты сблизились, радиозахвата не произошло. На борту находились космонавты, и они могли взять управление в свои руки, но оказалось, что для ручного процесса не хватает нескольких индикаторов. Не зная точных значений скорости и расстояния, экипажи не могли выполнять маневры.
Другой случай произошел во время полета «Союза Т-8». В его ходе не до конца раскрылась антенна. В неверном положении она привела бы не к стыковке со станцией, а к столкновению с ней. Причем в ручном режиме тоже ничего сделать было нельзя, так как та же антенна выполняла функцию радара и отвечала за определение расстояния и угол отклонения. Владимир Титов, Геннадий Стрекалов и Александр Серебров вернулись на Землю ни с чем.
Виктор Афанасьев и Муса Манаров выходили в открытый космос с борта станции «Мир» и немного погнули антенну. Только этого никто не заметил. Теперь радиолуч был направлен не туда, куда надо, а вся система давала ложные команды на сближение. Первая после выхода в открытый космос стыковка должна была произойти с грузовым кораблем «Прогресс М-7». Но когда пришло время, корабль стал вилять. Первая мысль инженеров – неправильно распределили массу корабля. Были сделаны корректировки, но и вторая попытка сорвалась, причем «Прогресс» чуть не врезался в станцию. На контрольных видеокадрах обнаружилось, что проблема не в корабле, а в антенне. Затем выяснилось, что параболическая тарелка, которая направляет сигнал, вообще отлетела. Космонавты произвели ремонт, и некоторое время проблем со стыковкой не было.
На земле с отработкой системы сближения и стыковки «Игла» и «Курс» тоже были сложности. Радиоволна отражалась от корпуса корабля, и антенна иногда принимала сигнал с другой стороны. Эту проблему отлавливали во время испытаний. Однако попытка стыковки корабля «Союз-23» со станцией «Салют-5» не удалась. Система стыковки «Игла» выдавала разные данные. Автоматика показывала, что станция то близко, то далеко. Двигатель при этом тратил топливо то на разгон, то на торможение. Так как в это время космонавты Валерий Рождественский и Вячеслав Зудов станцию не видели, то не смогли обнаружить проблему. Когда проблема была найдена наземными службами по данным с радаров, топлива в корабле осталось мало, и было принято решение прекратить попытки стыковки и вернуть космонавтов на Землю. Сам главный конструктор комплекса «Игла» А. Н. Мнацаканян на одном из заседаний комиссии выдал фразу: «Дальнейшее использование “Иглы” смерти подобно. Надо быстрее внедрять “Курс”». Он хотел таким образом ускорить процесс создания новой системы «Курс». Однако руководители вместо того, чтобы снять с производства «Иглу», сняли с должности Мнацаканяна. Дело в том, что «Игла» уже была заявлена как система сближения и стыковки для следующих десяти кораблей, новой системы на замену нет, а станции, космонавты и научные программы не ждут. Уже другой конструктор, О. Н. Шишкин, продолжил дорабатывать «Иглу». «Курс» появился только через десять лет, в 1986 году.
Радиоволны помогают определять местоположение не только космических аппаратов на орбите. С их помощью люди на Земле тоже могут «найти себя». Этим занимаются спутники навигации. Четыре спутника определяют время, за которое радиоволна пройдет от приемника у пользователя на Земле до аппарата на орбите. Если умножить время на скорость света, получится расстояние. Зная расстояния до спутников, положение которых также известно благодаря обратному исследованию на выбранных опорных пунктах, можно установить координаты.
Хотя ионосфера раньше мешала космическим кораблям, но серьезных проблем не доставляла, то в данном случае она создавала большие трудности. Дело в том, что скорость света очень большая (~300 000 км/с), и если ошибиться во времени даже немного, то ошибка в расстоянии будет огромной. Первые три спутника навигационной системы «Циклон» («Космос-192», «Космос-220», «Космос-292») тестировались в 1969 году, тогда ошибка составляла 3 км. Правда, главной причиной была неверная информация о реальных координатах спутника, которые определяются теми же методами. Чтобы учитывать то влияние, которое оказывает атмосфера и ее слои на прохождение радиосигнала, использовалось и используется минимум два передатчика на разных частотах. Только теперь они нужны не для дублирования, а для расчетов. По разнице в скорости прохождения сигнала и по разнице угла его преломления можно рассчитать параметры атмосферы и внести поправки в координаты.
С определением координат спутника ученые тоже поработали. Новая система учитывает не только положение спутников относительно опорных пунктов, но и положение Земли в пространстве. Земля вращается неравномерно, есть приливы и отливы, есть прецессия и нутация, есть движение полюса и еще с десяток эффектов, меняющих положение планеты в пространстве. Хотя они и слабые, но для повышения точности нужно учитывать их тоже. Тогда на помощь пришла астрономия. В 1960-х годах ученые стали открывать интересные объекты – квазары. Это удаленные на немыслимое расстояние объекты, которые излучают радиоволны. Ближайший находится примерно в 23 084 182 000 000 000 000 000 км. На таком расстоянии, даже если квазар и двигается, на небе Земли это совершенно незаметно. С помощью радиосигналов от этих объектов астрономы определяют точное положение их в пространстве и на их основе создают опорную систему координат. Это увеличило точность навигационных спутников в разы.
Первая американская навигационная система Transit допускала ошибку в 200 метров, однако спутники этой серии использовали не только время прохождения сигнала,
