Zarya er et sovjetisk rumfartøjskommunikationssystem udviklet til den første bemandede flyvning ud i rummet på rumfartøjet Vostok 1 [1] . Det blev udviklet under vejledning af designere Yu. S. Bykov og N. N. Nesvit fra efteråret 1959 [2] . Udviklingen blev udført på NII-695 af Statens Komité for Radioelektronik under det generelle tilsyn af L. I. Gusev [1] [3] .
I juni 1959 blev den 37-årige ingeniør L.I. Gusev udnævnt til direktør for NII-695 , og allerede i efteråret samme år fik det hold, han ledede, til opgave at udvikle radioudstyr til at kommunikere en astronaut med Jorden. En erfaren ingeniør Yu. S. Bykov blev valgt som chefdesigner af det fremtidige kommunikationssystem , bag hvem der allerede var mere end 180 offentliggjorte videnskabelige artikler [2] .
Den vanskelige opgave for udviklingsteamet var at bestemme den optimale radiofrekvens , som ville gøre det muligt at opretholde en stabil radiokontakt mellem astronauten og Jorden så længe som muligt. Det var nødvendigt at skabe et system med automatisk frekvensstyring, der tager højde for den Doppler-effekt , der opstår, når rumfartøjet bevæger sig hurtigt i forhold til jordstationer [4] , og som også fungerer stabilt under atmosfærisk interferens og væsentlige ændringer i styrken af det opfattede signal . Der var et akut problem med pålidelig kommunikation med rumfartøjet, som på grund af den høje flyvehastighed - omkring 8 km / s - hurtigt vil forlade synsfeltet for jordstationer, hvilket ikke efterlader tid til at afklare oplysninger. Samtidig skal radioudstyret i rumfartøjets kabine være let, lille og ikke forbruge meget energi [2] .
Et andet problem var det faktum, at de fleste af designholdene var teoretikere , som stod over for opgaven med at skabe færdige produkter - modtagere, sendere, båndoptagere til det fremtidige bemandede rumfartøj [1] . Holdet havde et år til at løse opgaven [2] .
Senderen, modtageren og båndoptageren udviklet af Bykovs team blev testet under flyvninger af ubemandede skibe. I det tidlige forår af 1961 var Zarya kommunikationssystemet klar til brug på Vostok-1 rumfartøjet [2] .
Efter at have brugt systemet på Vostok-1-skibet, blev det væsentligt forbedret før lanceringen af Vostok-2- skibet, blandt andet med deltagelse af I. A. Rosselevich (direktør for NII-380 ), tv-systemet blev færdiggjort , telemetri blev suppleret med Signalsystemet ( HF -systemet tjente til retningsfinding af skibet og duplikerede transmissionen af de vigtigste medicinske parametre) [3] .
Zarya-systemet brugte en kommunikationskanal i VHF -båndet ved en fast frekvens i området 140 MHz og to HF -kanaler ved faste frekvenser i området 10-24 MHz. Når man arbejdede på VHF, var kommunikation kun mulig i sigtbarhedszonen af flyvekontrolposter på jorden i en afstand på op til 1500 - 2000 km [5] . For at sikre kommunikation uden for jordpunkternes synlighed blev HF-båndet brugt, hvor operationen var begrænset med hensyn til muligheder og kommunikationskvalitet sammenlignet med VHF, men kunne udføres på globale afstande. Valget af frekvenser til HF-kommunikation blev bestemt af betingelserne for radiobølgeudbredelse og ændret afhængigt af årstiden ved at installere de passende blokke om bord på rumfartøjet. På en hvilken som helst af kanalerne kunne astronauten transmittere både via telefon og telegraf ved hjælp af en nøgle . Meddelelser i telegraftilstand kunne også sendes gennem signaltelemetrisystemet [ 6 ] [ 7] .
Zarya-systemet viste sig at være effektivt og pålideligt nok til løbende at blive forbedret og brugt i mange år på skibene Vostok , Voskhod og den første Soyuz . Efter at have erstattet det med mere moderne systemer, bliver kaldesignalet "Zarya" ifølge traditionen fortsat brugt af Mission Control Center i forhandlinger med astronauter [8] .
Zarya-kompleksets indbyggede udstyr omfattede en VHF-kommunikationsstation, to sendere og to HF-kommunikationsmodtagere med kvartsfrekvensstabilisering . Samtalerne blev optaget på den indbyggede båndoptager . En separat radiomodtager blev også installeret om bord, der fungerede i mellembølge- og to kortbølger ( bølgelængde 31-49 og 25 meter), hvormed astronauten kunne lytte til udsendelser fra radiostationer. De indbyggede udstyrsenheder i Zarya-systemet blev hovedsageligt lavet på halvlederenheder , hvilket var en stor præstation for den tid. Miniature stang radiorør blev kun brugt til at sende radiostier. Den samlede masse af komplekset var omkring 22 kg. Rumfartøjet var udstyret med to omnidirektionelle HF- båndsantenner og en VHF-båndsantenne, fælles for modtagelse og transmission, med filtre, der giver den nødvendige kanalisolering [6] [9] .
Til VHF-kommunikation via Zarya-systemet blev der skabt specielle jordstationer på MNIIRS , herunder et kompleks af transceiver-radioudstyr og retningsbestemte antenner . Stationer "Zarya" blev installeret på punkterne i kommando- og målekomplekset (CMC) , som styrer og kontrollerer flyvningen. Under Vostok-1 's flyvning blev Zarya-stationerne installeret på IP-1 af Baikonur Cosmodrome (kaldesignal Zarya-1), på NIP-12 ( Kolpashevo , Tomsk-regionen , Zarya-2) og NIP-6 ( Yelizovo , Kamchatka , Zarya-3) [10] . Efterfølgende blev andre punkter i KIK udstyret med Zarya-stationer [11] .
Antennekomplekset til Zarya-jordstationerne var en række af fire spiralformede antenner monteret på en antiluftskyts vogn . At pege på antennen og spore rumfartøjet blev udført ved manuelt at beregne stationen i henhold til målbetegnelser fra MCC [6] .
Til HF-kommunikation med rumfartøjer blev der brugt særligt udvalgte midler til at modtage og sende HF-centre i kommunikationsministeriet , forbundet til MCC via telefon- og telegraflinjer ( Vesna -systemet) [7] .
"Jeg vurderer radiokommunikationens rolle i rumflyvning meget højt ," talte Yuri Gagarin om Zarya-systemet efter flyvningen. " Jeg hørte stemmerne fra de kammerater, der arbejdede på radiostationerne, lige så tydeligt, som om de var i nærheden" [2] .