Zarya är ett sovjetiskt kommunikationssystem för rymdfarkoster utvecklat för den första bemannade flygningen ut i rymden på rymdfarkosten Vostok 1 [1] . Den utvecklades under ledning av formgivarna Yu. S. Bykov och N. N. Nesvit från hösten 1959 [2] . Utvecklingen genomfördes vid NII-695 av den statliga kommittén för radioelektronik under allmän överinseende av L. I. Gusev [1] [3] .
I juni 1959 utsågs den 37-årige ingenjören L.I. Gusev till direktör för NII-695 , och redan hösten samma år fick det team han ledde i uppdrag att utveckla radioutrustning för att kommunicera en astronaut med jorden. En erfaren ingenjör Yu. S. Bykov valdes som chefsdesigner för det framtida kommunikationssystemet , bakom vilken det redan fanns mer än 180 publicerade vetenskapliga artiklar [2] .
Den svåra uppgiften för utvecklingsteamet var att bestämma den optimala radiofrekvensen , vilket skulle göra det möjligt att upprätthålla en stabil radiokontakt mellan astronauten och jorden så länge som möjligt. Det var nödvändigt att skapa ett system med automatisk frekvenskontroll som tar hänsyn till dopplereffekten som uppstår när rymdfarkosten rör sig snabbt i förhållande till jordstationer [4] , och som även fungerar stabilt under atmosfärisk störning och betydande förändringar i kraften hos den upplevda signalen . Det uppstod ett akut problem med tillförlitlig kommunikation med rymdfarkosten, som på grund av den höga flyghastigheten - cirka 8 km / s - snabbt kommer att lämna synfältet för jordstationer och lämnar ingen tid att klargöra information. Samtidigt ska radioutrustningen i rymdfarkostens kabin vara lätt, liten och inte förbruka mycket energi [2] .
Ett annat problem var det faktum att de flesta av designteamen var teoretiker , som stod inför uppgiften att skapa färdiga produkter - mottagare, sändare, bandspelare för framtidens bemannade rymdfarkost [1] . Teamet hade ett år på sig att slutföra uppgiften [2] .
Sändaren, mottagaren och bandspelaren som utvecklats av Bykovs team testades under flygningar av obemannade fartyg. Tidiga våren 1961 var Zaryas kommunikationssystem klart för användning på rymdfarkosten Vostok-1 [2] .
Efter att ha använt systemet på Vostok-1-fartyget, förbättrades det avsevärt före lanseringen av Vostok-2- fartyget, bland annat med deltagande av I. A. Rosselevich (direktör för NII-380 ), TV-systemet färdigställdes , telemetri kompletterades med signalsystemet ( HF- systemet tjänade till att hitta fartygets riktning och duplicerade överföringen av de viktigaste medicinska parametrarna) [3] .
Zarya-systemet använde en kommunikationskanal i VHF- bandet vid en fast frekvens i området 140 MHz och två HF -kanaler vid fasta frekvenser i intervallet 10-24 MHz. När man arbetade på VHF var kommunikation endast möjlig i siktzonen för flygkontrollposter på marken , på ett avstånd av upp till 1500 - 2000 km [5] . För att säkerställa kommunikation utanför markpunkternas synlighet användes HF-bandet, vars operation var begränsad vad gäller kapacitet och kommunikationskvalitet jämfört med VHF, men kunde utföras på globala avstånd. Valet av frekvenser för HF-kommunikation bestämdes av förhållandena för radiovågsutbredning och ändrades beroende på säsong, genom att installera lämpliga block ombord på rymdfarkosten. På vilken som helst av kanalerna kunde astronauten sända både per telefon och per telegraf med hjälp av en nyckel . Meddelanden i telegrafläge kan också skickas genom signaltelemetrisystemet [ 6 ] [ 7] .
Zarya-systemet visade sig vara tillräckligt effektivt och tillförlitligt för att kontinuerligt förbättras och användas under många år på fartygen Vostok , Voskhod och den första Soyuz . Efter att ha ersatt det med modernare system fortsätter anropssignalen "Zarya", enligt traditionen, att användas av Mission Control Center i förhandlingar med astronauter [8] .
Utrustningen ombord på Zarya-komplexet inkluderade en VHF-kommunikationsstation, två sändare och två HF-kommunikationsmottagare med kvartsfrekvensstabilisering . Samtalen spelades in på den inbyggda bandspelaren . En separat radiomottagare installerades också ombord, som fungerade i mellanvågs- och två kortvågsområden ( våglängd 31-49 och 25 meter), med vilken astronauten kunde lyssna på sändningar från radiostationer. De inbyggda utrustningsenheterna i Zarya-systemet tillverkades huvudsakligen på halvledarenheter , vilket var en stor prestation för den tiden. Miniatyr stavradiorör användes endast för att sända radiovägar. Den totala massan av komplexet var cirka 22 kg. Rymdfarkosten var utrustad med två rundstrålande HF- bandantenner och en VHF-bandantenn, gemensam för mottagning och sändning, med filter som ger den nödvändiga kanalisoleringen [6] [9] .
För VHF-kommunikation via Zarya-systemet skapades speciella jordstationer vid MNIIRS , inklusive ett komplex av transceiverradioutrustning och riktade antenner . Stationer "Zarya" installerades vid punkterna i kommando- och mätkomplexet (CMC) , som styr och kontrollerar flygningen. Under flygningen av Vostok-1 installerades Zarya-stationerna på IP-1 i Baikonur Cosmodrome (anropssignal Zarya-1), på NIP-12 ( Kolpashevo , Tomsk-regionen , Zarya-2) och NIP-6 ( Yelizovo , Kamchatka , Zarya-3) [10] . Därefter utrustades andra punkter i KIK med Zarya-stationer [11] .
Antennkomplexet för Zarya-jordstationerna var en samling av fyra spiralformade antenner monterade på en luftvärnsstrålkastarvagn . Att rikta antennen och spåra rymdfarkosten utfördes genom att manuellt beräkna stationen, enligt målbeteckningar från MCC [6] .
För HF-kommunikation med rymdfarkoster användes speciellt utvalda medel för att ta emot och sända HF-centraler från kommunikationsministeriet , kopplade till MCC via telefon- och telegraflinjer ( Vesna- systemet) [7] .
"Jag värderar radiokommunikationens roll i rymdflygning mycket högt ", talade Yuri Gagarin om Zarya-systemet efter flygningen. " Jag hörde rösterna från kamraterna som arbetade på radiostationerna lika tydligt som om de var i närheten" [2] .