Первые БЦВМ космического применения и кое-что из постоянной памяти

Хочу подчеркнуть особую роль и большой вклад академика Б.Е.Чертока — заместителя С.П.Королева в организации работ в ОКБ-1 по бортовым цифровым приборам и БЦВМ для космических аппаратов в 60-е годы. В последующие годы в течение нескольких десятилетий работы в НПО «Энергия» (ОАО РКК «Энергия» им. С.П.Королева) по цифровым системам также велись под его руководством и при непосредственном участии.

Следует отметить серьезный вклад в применение БЦВМ на пилотируемых космических аппаратах в системах автономной навигации и управления движением, который внесли академики Б.В.Раушенбах, В.П.Легостаев, д.ф-м.н. Э.В.Гаушус, В.Н.Бранец, академик Т.М.Энеев (ИПМ РАН).

Хочу выразить признательность продолжающим активно работать в РКК «Энергия» моим коллегам по созданию первых вычислительных систем и БЦВМ

В.А.Шарову, П.П.Масенко, Ю.В.Стишеву, а также испытателям первых цифровых систем на космических аппаратах С.А.Агафонову, М.Н.Турчину, яркие воспоминания которых и, главное, их дела вошли в книгу.

Особая благодарность М.Н.Турчину, который, будучи непосредственным участником работ по подготовке и испытанию систем автономной навигации и систем управления лунных кораблей Л1 и орбитальных станций, где нашли применение первые БЦВМ, проявил интерес к этой книге и, имея богатый опыт в подготовке книг по космической тематике, взял на себя большой труд по редактированию и подготовке книги к печати.

Начало

Историческим аспектам создания бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ), особенно авиационных и морских, за последние годы был посвящен ряд публикаций. Что касается разработки БЦВМ для космических аппаратов, тут имеется существенный пробел.

В книге Б.Е.Чертока «Ракеты и люди» эта тема не нашла освещения, но в приведенном ниже абзаце книги «Лунная гонка» подчеркнута важность темы.

Для революционного скачка в технике систем управления оставалось решить самую трудную по тем временам проблему: где взять хорошую бортовую вычислительную машину? История создания бортовых вычислительных машин увлекательна и поучительна. Но ее изложение требует особого места и времени. Бортовые вычислительные машины за последние 25 лет настолько органично вписались в структуру систем управления космическими аппаратами, что молодой специалист, начинающий работать в нашей области, не представляет, как вообще можно было летать без них.

Рассказать современному поколению специалистов, работающих в космической отрасли, как создавалась очевидная теперь бортовая вычислительная техника, — это и есть главная задача моего повествования.

Не соглашусь с поставленным Борисом Евсеевичем вопросом. Первоначально вопрос стоял не о хорошей бортовой вычислительной машине, а вообще о вычислительной машине с минимальными характеристиками, которую можно было бы создать в заданные сроки и установить на борт космического аппарата. Выбора не было.

В истории создания первых БЦВМ следует прояснить и аспект, касающийся роли и участия в становлении космических БЦВМ Филиппа Георгиевича Староса, Иосифа Вениаминовича Берга и возглавляемого ими в 60-е годы КБ-2 в Ленинграде. В последние годы об этих людях, сложным путем приехавших в СССР из Америки, появилось немало публикаций, на отечественном телевидении снято несколько фильмов, а известный писатель Даниил Гранин по мотивам их непростых судеб написал роман «Бегство в Россию». В некоторых материалах упоминалось, что они делали бортовые ЦВМ для Королева и Туполева.

В силу закрытости и относительной давности истинные события тех лет, касающиеся участия этих людей в создании БЦВМ для космической техники, либо вообще не нашли отражения в открытой отечественной и зарубежной печати, либо искажены людьми, практически к ним не причастными.

В связи с этим автор настоящего изложения, как непосредственный и, можно сказать, активный участник рождения космических БЦВМ, решил восполнить этот пробел, а заодно и восстановить историческую правду событий тех лет.

В ОКБ С.П.Королева начало разработки бортовых цифровых устройств для космических аппаратов (КА) относится к 1958 году, когда появилась объективная потребность создания средств программно-логического управления сложными системами проектируемых КА, в том числе для полетов с человеком (экипажем) на борту, а также специальных КА военного применения.

Эти разработки в комплексе Б.Е.Чертока под руководством А.А.Шустова, И.А.Сосновика, а с 1961 года — Г.В.Носкина в конечном итоге завершились созданием целого ряда цифровых программно-временных и вычислительных устройств типа «Гранит» (все КА «Восток», «Восход»), «Ритм» (все КА «Зенит»), «Ранет» (КА «Молния-1»), ПВУ (для всех орбитальных и спускаемых межпланетных КА 2МВ, ЗМВ, 4МВ).

Все устройства были разработаны на потенциальной полупроводниковой и импульсной феррит-транзисторной технике, практически серийно и продолжительное время выпускались на заводе ОКБ-1 и на смежных заводах даже тогда, когда ряд космических аппаратов по инициативе С.П.Королева передали на другие предприятия. Все упомянутые устройства были специализированные, с жесткими или вводимыми по радиолинии программами.

Но ступенью к созданию бортовых ЭВМ универсального типа, конечно, были первые «наземные» вычислительные ЭВМ, разработанные для расчетов в новых отраслях науки и техники. И многие специалисты, получившие опыт в создании и эксплуатации таких ЭВМ, стали участниками создания и бортовых вычислительных машин.

В связи с этим немного коснусь исторических аспектов появления наземных ЭВМ в ОКБ-1, потому что первоначальная структура, идеология построения, базовое программное обеспечение и терминология при создании бортовых ЭВМ во многом брались с этих наземных ЭВМ.

В начале и середине 50-х годов атомная бомба и атомная промышленность, а также развивающаяся ракетная техника превратились в системные факторы, доминирующие в политической научном и промышленном отношениях. Эти факторы буквально взрывным образом толкали новые направления в науке и технике. В частности, они определили и развитие вычислительной техники в мире (в основном в США) и в СССР. В стране началось довольно интенсивное создание средств вычислительной техник и программирования, крайне необходимых для ускорения огромного объема вычислительных работ в многочисленных закрытых ядерных центрах и на предприятиях, создающих ядерное оружие, ядерные реакторы и ракетную технику. В этот период были разработаны и начали эксплуатироваться цифровые электронные вычислительные машины (ЦЭВМ) М-2, МЭСМ, «Стрела», БЭСМ «Урал-1», М-20.

В единичных экземплярах были созданы ламповые ЭВМ М-1 (группа молодых специалистов под руководством члена-корреспондента АН СССР И.С.Брука в лаборатории электросистем Энергетического института им.Г.М.Кржижановского) и М-2 (там же, но уже с главным конструктором М.А.Карцевым), МЭСМ, БЭСМ (под руководством С.А.Лебедева), на которых круглосуточно выполнялись работы по важным секретным работам. В Москве в СКБ-245, созданном на базе завода САМ, с 1950 года под руководством также И.С.Брука начались разработки ЭВМ. Вскоре здесь была создана ЭВМ «Стрела», руководство разработкой которой наряду с И.С.Бруком осуществлял Б.И.Рамеев. ЭВМ «Стрела» стала первой машиной, освоенной в промышленном производстве в СССР. Было изготовлено семь комплектов, которые практически все были направлены в Институт прикладной математики, проводивший расчеты важнейших задач по ядерной и ракетной тематике. Конечно, ЭВМ создавались молодыми коллективами энтузиастов, окрыленных стоящей целью, под руководством более опытных специалистов. Выдающийся инженер, а в дальнейшем создатель в 80-х годах самых быстродействующих ЭВМ в мире (М-10, М-13 в системе ПРО страны), руководитель научно-исследовательского института вычислительных комплексов (НИИВК) Михаил Александрович Карцев вспоминал о том времени.

В 1950 году в лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР им. Г.М.Кржижановского, которую возглавлял член-корреспондент АН СССР Исаак Семенович Брук, начали собираться молодые люди, для того чтобы поднимать советскую вычислительную технику. Первым дипломированным специалистом среди нас был Николай Яковлевич Матюхин — молодой специалист, окончивший МЭИ весной 1950 года, и вокруг него было несколько дипломников из МЭИ, МАИ, из Горьковского государственного университета.