Молния-1. Работы над созданием спутников серии «Молния» начались в 1961 году в Особом конструкторском бюро-1 (ОКБ-1, ЦКБЭМ, НПО «Энергия», текущее наименование —
Публичное акционерное общество «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени
С. П. Королёва».) под руководством Сергея Королёва. Проект включал сотрудничество со специалистами из различных конструкторских бюро и научных институтов. Главным конструктором первых спутников «Молния-1» (1962 г.), а также последующих моделей «Молния-2» (1965 г.), «Корунд» (1969 г.), «Кулон» (1973 г.), был заместитель генерального директора по науке МНИИРС, Мурад Рашидович Капланов.
Основной задачей первого спутника «Молния-1» было создание экспериментальной линии дальней радиосвязи между Москвой и Владивостоком. В дальнейшем планировалось развернуть эксплуатационную систему радиосвязи по всей территории Советского Союза и северного полушария, обеспечивающую передачу телевизионных программ Центрального телевидения.
Первая попытка запуска спутника состоялась 4 июня 1964 года на космодроме Байконур. К сожалению, из-за аварии второй ступени ракеты-носителя спутник был потерян. Причиной аварии стал отказ системы опорожнения блока, что привело к преждевременному исчерпанию топлива и аварийному отключению двигательной установки. Следующий запуск 22 августа 1964 года был частично успешным: спутник вышел на орбиту, но параболические антенны не развернулись полностью, что исключило его использование по назначению. Проблема возникла из-за повреждения изоляции кабелей, которые были дополнительно обмотаны поливинилхлоридной лентой, не прошедшей полноценные испытания. Первый успешный запуск состоялся 23 апреля 1965 года. Спутник «Молния-1» № 3 был выведен на орбиту, и после нескольких попыток удалось включить ретранслятор. Благодаря этому спутнику жители Дальнего Востока впервые в реальном времени смотрели первомайский военный парад 1965 года, проходивший в Москве. Первые спутники серии «Молния-1» столкнулись с проблемой быстрого падения мощности солнечных батарей. Это было связано с воздействием радиационных поясов Земли и резкими температурными перепадами на орбите.
Всего было запущено 7 спутников «Молния-1», из которых 5 были успешными. В 1966 году, из-за высокой загрузки ОКБ-1, производство спутников «Молния-1» было передано филиалу № 2 ОКБ-1, который впоследствии стал ОАО ИСС. Все последующие спутники серии «Молния» изготавливались на этом предприятии.
Спутники "Молния-1" были первоначально задуманы для установления экспериментальной дальней радиосвязи между Москвой и Владивостоком. Улучшенные модели, такие как "Молния-1+" и "Молния-2", затем использовались для организации телефонно-телеграфного сообщения по всей территории Советского Союза и для трансляции программ Центрального телевидения через 20 наземных станций с антеннами диаметром 12 метров в рамках системы "Орбита". В результате к 1968 году количество зрителей Центрального телевидения увеличилось на 20 миллионов человек.
Спутники "Молния" взаимодействовали с особыми наземными оконечными станциями, которые не только ретранслировали телевизионные сигналы и обеспечивали многоканальную телефонию, но и осуществляли слежение за спутниками, расчет их орбиты, передачу команд и получение телеметрической информации о работе систем.
Система связи и боевого управления "Корунд", созданная на базе "Молния-1+", была внедрена в 1975 году и использовалась вместе с более совершенными моделями, такими как "Молния-2", в составе Единой Системы Спутниковой Связи (ЕССС) вместе с спутниками "Радуга".
Спутники "Молния-1" стартовали в жестко определенные моменты времени, чтобы обеспечить оптимальное освещение солнечных батарей. После запуска они выходили на промежуточную орбиту, а затем с помощью двигателя последней ступени ракеты достигали высокоэллиптической орбиты с апогеем около 40 000 км и наклонением в 63,4° над Северным полушарием. Эта конфигурация орбиты обеспечивала продолжительность сеансов связи около 10 часов для объектов на территории СССР и стран Северного полушария.
Космическая платформа КАУР-2, разработанная на основе спутника "Молния-1", стала отправной точкой для эволюции всего семейства спутников "Молния". В последующие годы были созданы улучшенные модели, включая "Молния-1+" (1967), "Молния-2" (1971), "Молния-3" (1974), "Молния-1Т" (1983) и "Молния-3К" (2001).
Платформа состояла из цилиндрического гермоотсека, в котором размещались служебная и ретрансляционная аппаратура. На корпусе устанавливались шесть откидывающихся панелей солнечных батарей, двигательная установка коррекции формы усеченного конуса, а также антенны, радиаторы для терморегулирования и шар-баллоны с азотом для системы ориентации. Основная ось спутника ориентировалась на Солнце, в то время как антенны, установленные на выносной штанге, были направлены на Землю независимо.
Однако из-за ограничений радиоаппаратуры первые модели серии, включая "Молния-1", имели сравнительно короткий срок активного использования, всего около полугода. Эта проблема была успешно преодолена в последующих моделях, которые стали основой для развития советской и российской космической связи и навигации.
Космический аппарат "Молния-1" использовал уникальную систему ориентации, которая включала в себя массивный гироскоп, установленный внутри спутника. Этот гироскоп играл ключевую роль в поддержании постоянной ориентации аппарата относительно Солнца, что было критически важно для надежной работы солнечных батарей, жёстко прикреплённых к корпусу спутника.
После отделения от ракеты-носителя и установки ориентации на Солнце, гироскоп начинал вращаться с высокой скоростью. Особенность этого гироскопа заключалась в его способности сохранять постоянное направление оси в пространстве при раскручивании. Внутренняя механическая система включала слабые пружины с демпферами, которые снижали колебания. Это позволяло спутнику как бы "висеть" на гироскопе. В то время как механическая часть была сложной, электронная часть системы оказалась простой и надежной, что обеспечивало безотказную работу спутников "Молния-1" на протяжении многих лет.
Дополнительно к гироскопу система ориентации включала микродвигатели КДУ-414, работающие на сжатом азоте. Они использовались для корректировки незначительных отклонений аппарата от заданной ориентации, вызванных внешними возмущениями или временными изменениями траектории. Сочетание силового гироскопа и микродвигателей обеспечило очень эффективную систему ориентации с минимальным расходом топлива.