Vainqueur de la course des transistors spatiaux

Dédié à
60e anniversaire du lancement du premier satellite artificiel de la Terre,
70e anniversaire du bureau d'étude spécial de l'Institut de l'énergie de Moscou (OKB MPEI)

Il y a un peu moins d'un an, mon premier article sur Geektimes "Le premier transistor dans l'espace: aspects peu connus de la course à l'espace" a été publié , dans lequel la question a été discutée: sur quel vaisseau spatial les transistors à semi-conducteurs ("triodes cristallins") ont été utilisés pour la première fois - sur l'American Explorer-1 ou sur un du soviet? À cette époque, il était impossible de donner une réponse définitive: il était seulement possible de «restreindre le cercle des suspects» à trois appareils - Sputnik-2, Sputnik-3 et Explorer-1. À ma grande joie, l'article a trouvé une réponse, y compris parmi les employés des entreprises de Roscosmos, et des efforts conjoints ont mené à la réussite de l'enquête, dont je veux informer les lecteurs des résultats.

Progrès de l'enquête

L'article de l'année dernière s'est terminé par des liens vers une source d'informations sur les transistors sur Sputnik-3 [1] et une citation d'une source américaine [2]:

Le commissaire de l'entretien fournit un lien vers une publication de 2001 [1], qui déclare ce qui suit: «Sputnik-2 était une véritable plate-forme scientifique contenant divers composants électroniques. En plus de l'émetteur radio et de la cabine de Laika, il avait des détecteurs solaires d'ultraviolets et de rayons X, et des instruments de recherche de rayons cosmiques étaient montés sur le corps de la fusée. " Et plus loin: «Deux détecteurs identiques dans l'expérience avec les rayons cosmiques ont fonctionné comme enregistreurs à scintillation en raison de particules chargées. Les impulsions ont été calculées par un circuit semi-conducteur (basé sur des triodes) ... » Malheureusement, l'article ne contient pas de lien vers la source de ces informations.

Dans les commentaires de l'article, ils ont donné un lien vers l' actualité , qui montre un appareil pour mesurer l'intensité des rayons cosmiques. Malheureusement, l'intérieur de l'appareil n'est pas aussi bien visible que pour y discerner la présence ou l'absence de transistors.

Il était clair que nous devions aller à Roscosmos: peut-être y avait-il du matériel sur les premiers transistors dans les archives des entreprises? J'ai écrit une lettre sur le site Web de Roscosmos . Une réponse officielle a suivi du directeur du Département des complexes et systèmes spatiaux automatiques de Roscosmos State Corporation K.V. Borisov, préparé par le concepteur général adjoint de JSC Russian Space Systems (RKS, anciennement NII-885) V.B. Steshenko. Vladimir Borisovich, en particulier, a rapporté [3]:

Selon les documents d'archives déclassifiés à notre disposition, le premier satellite terrestre artificiel soviétique lancé le 4 octobre 1957, a installé une station de radio embarquée (instrument D-200) développée à AO RKS (anciennement NII-885), composée de deux émetteurs radio opérant aux fréquences de 20 et 40 MHz. Les émetteurs ont été fabriqués sur des tubes radio. Il n'y avait aucun autre appareil radio de notre développement sur le premier satellite.

Sur le deuxième satellite, avec le chien Laika à bord, les mêmes émetteurs radio ont été installés que sur le premier satellite. Sur le troisième satellite, d'autres émetteurs radio de notre conception (code Mayak) ont été installés, fonctionnant à une fréquence de 20 MHz. Les émetteurs radio Mayak, fournissant une puissance de sortie de 0,2 W, ont été fabriqués sur des transistors au germanium de la série P-403.

Une description technique des émetteurs radio de l'équipement D-200 a été incluse dans le «Rapport sur le développement de la station de radio embarquée du premier satellite terrestre artificiel soviétique (appareil D-200». Édition de réimpression. - M .: «Media Publisher», 2012.

L'enregistrement des oscillations de particules chargées mentionné dans votre demande par AO RKS n'était pas animé. RKS n'a pas d'autre matériel d'archivage pour les deuxième et troisième satellites.

Dans une conversation privée, V.B. a ajouté que, selon des informations de collègues de RSC Energia nommées d'après S.P. Korolev (anciennement OKB-1), l'équipement Sputnik-2 et -3 a été développé à l'OKB MEI, et, selon les mémoires des anciens combattants, des transistors étaient situés dans la source d'alimentation de l'émetteur Sputnik-2 .

Restait à contacter l'OKB MPEI. J'ai hésité avec la demande, car je n'étais pas sûr, premièrement, que quelqu'un dans cette organisation serait prêt à rechercher des documents d'archives, et deuxièmement, que ces documents d'archives étaient préservés et que leurs copies électroniques étaient lisibles. Par exemple, voici la forme sous laquelle une copie électronique du circuit oscillateur du générateur apparaît dans l'émetteur du satellite Avangard (USA) [4]:


Fig. 1 Copie électronique du schéma de circuit oscillant du générateur dans l'émetteur du satellite Vanguard (USA) (tiré du rapport Project Vanguard n ° 15, 1957, page 11)

Néanmoins, surmontant les doutes, j'ai envoyé un e-mail au directeur de OKB MPEI A.S. Chebotaryov. Quelle a été ma surprise quand le 9 septembre, jour de la ville de Moscou, j'ai été appelé par le chercheur principal de OKB MEI ¹ Belostotskaya Kira Konstantinovna et, d'une part, confirmé la présence de transistors sur Spoutnik-2, et d'autre part, promis d'envoyer du matériel!

Résultats de l'enquête

Après un certain temps, Kira Konstantinovna a précisé que les triodes au germanium de la série P4 ont été utilisées pour la première fois dans le système de télémétrie Tral ² , développé par le Secteur spécial du Département de la recherche scientifique MPEI (maintenant OKB MEI JSC) sur le deuxième satellite le 4 novembre 1957 . À l'appui de ces informations, il y a un extrait d'un article publié dans la revue "Radio Engineering Notebooks" en 2007 [5] par Petr Zhakovich Criss , qui dirigeait le groupe responsable de l'installation des appareils et des systèmes sur les navires à la fin des années 50 au terrain d'entraînement de Turatam, pour l'usine autonome et des tests complexes, etc. et, malheureusement, est décédé le 30 juin 2017.

Kriss Petr Zhakovich (1923-2017)	Belostotskaya Kira Konstantinovna

Fig. 2. Les premiers transistors puissants soviétiques P4A (E) -P4D (E), P4P, P4U, MP4B (Photo du site Web du Musée des raretés électroniques )

Puisqu'il n'y a pas de version électronique des Cahiers d'ingénierie radio sur le Web, je me permets de citer un extrait complet de l'article que j'ai envoyé à K.K. Belostotskaya:

... N. Khrouchtchev a été tellement inspiré par l'énorme succès politique et de propagande du premier satellite qu'il a souhaité immédiatement consolider et développer ce succès. Pour ce faire, il envisagea le lancement d'un autre satellite à l'occasion du 40e anniversaire de la révolution d'octobre, soit au plus tard les 6 et 7 novembre 1957. Dans ce cas, le satellite devait avoir une nouvelle qualité. Avec une telle demande, N.S.Khrouchtchev s'est tourné vers M.V.Keldysh et S.P. Korolev. Dans un environnement proche de S.P. Korolev, une idée est née - lancer un chien dans l'espace ...

Il a été proposé de lancer l'unité centrale du Seven en orbite, sur laquelle le système de télémétrie Tral se tiendrait normalement, en y attachant un conteneur avec un chien, l'un de ceux qui ont été utilisés pendant de nombreuses années depuis le lancement des premières études de lancement vertical. missiles d'après-guerre P1 et P2. (Le travail a été réalisé sous la direction de l'Académie A.A. Blagonravov).

Le conteneur a été modifié pour augmenter l'approvisionnement en eau et en nourriture. Les dispositifs de recherche et de surveillance des paramètres vitaux ont été améliorés en tenant compte des capacités plus larges fournies par le système Tral.

En plus du conteneur avec le chien, un autre conteneur avec des instruments pour étudier le rayonnement ultraviolet et aux rayons X et le rayonnement de la composition de ces appareils qui étaient déjà fabriqués dans le cadre du programme "Objet D" a été installé sur l'unité centrale.

Le système Tral avait également besoin d'être affiné. Le convertisseur de puissance électromécanique qui en faisait partie n'a pas été conçu pour un fonctionnement à long terme dans l'espace, ce qui a nécessité le développement d'un nouveau convertisseur.

Le temps extrêmement court alloué à l'ensemble du travail (20 jours de l'idée même au lancement de la fusée) nous a fait réaliser tout le travail avec des méthodes totalement impensables en fusée. Pas de projet, pas de documentation. La fabrication des pièces et des assemblages s'est déroulée selon des croquis au crayon. Et seuls les tests ont été effectués dans leur intégralité tout en respectant toutes les exigences les plus strictes.

En particulier, pendant seulement 8 jours de travail dédié presque continu, deux ensembles du système aéroporté Tral ont été finalisés. Ce travail d'urgence a été réalisé par un groupe de trois chefs de laboratoires et deux ingénieurs de premier plan du Secteur Travaux Spéciaux de MPEI. À l'aide d'outils de ferronnerie et de montage, ils ont eux-mêmes fabriqué et modifié tous les composants structurels et électroniques nécessaires de l'équipement sans aucune documentation technique à réviser. De plus, pour la première fois, au lieu de l'électromécanique, un convertisseur électronique de puissance statique a été développé sur la base de la série P4 de triodes de puissance à semi-conducteur qui vient d'être publiée dans OKB-382. Ces triodes au germanium, sans aucune documentation, ont été remises personnellement à A.F. Bogomolov par le directeur de l'OKB-382 . Un dispositif spécial a également été développé qui forme une tension de référence triphasée de 500 Hz, qui est nécessaire pour le fonctionnement du générateur de signaux du système Tral, à partir d'un "méandre" de signal carré généré par un convertisseur statique.

Après des tests d'acceptation continus réussis à OKB-1 à Podlipki (maintenant Korolev), ces deux ensembles (primaire et de secours) du système Tral ont été transportés vers le terrain d'entraînement de Tyura-Tam et l'un d'eux a été monté sur la fusée P7. À temps, le 3 novembre 1957, la fusée a lancé un nouveau satellite en orbite, dont le poids (à l'exclusion du bloc central de la fusée) était déjà de 508 kg. La joie des médecins qui ont vu à la fin du premier allumage des indicateurs de télémétrie comment le cœur du chien bat était indescriptible ...

Conclusions

Ainsi, il a été prouvé que le vainqueur de la course aux transistors dans l'espace n'était pas l'American Explorer-1, mais le Sputnik-2 soviétique! Les premiers transistors spatiaux étaient de puissants germanium P4.

L'extrait cité de l'article indique que le développement d'équipements électroniques pour les premiers satellites n'était pas moins un exploit que le développement de moteurs, de lanceurs et autres. Le travail des volets électroniques nationaux, y compris les constructeurs de transistors, a assuré le succès global du programme spatial soviétique.

Dois-je essayer de trouver dans les archives les schémas électriques, les dessins, etc.? Je ne pense pas: comme mentionné ci-dessus, parfois le travail a été effectué selon des croquis au crayon dans un décor de folle ruée.

Le jour du 60e anniversaire du lancement du premier satellite artificiel de la Terre, qui a ouvert l'ère spatiale, rappelons avec reconnaissance les personnes qui se sont tenues aux origines de l'espace domestique et des industries électroniques!

Remarques

1 Créateur et testeur honoraire de technologie spatiale, membre du Conseil des vétérans de la préparation des premiers vols spatiaux habités, radio opérateur honoraire de l'URSS.

2 Pour les systèmes de suivi de fusée, en particulier le système Tral, voir l'article Geektimes .