В отделе А.А.Шустова была разработана и принята за основу концепция системы централизованного контроля, обработки и управления системами пилотируемого космического аппарата с БЦВМ, получившей у нас название «Кобра-1». Такое же название получила разработанная и изготовленная в бортовом исполнении в кратчайшие сроки (около 7 месяцев) ЦВМ (в ЦНИИ-30 работа над этой ЦВМ шла по теме «Спутник») и необходимая контрольно-испытательная аппаратура (КИА).
Конечно, надо отметить те основные предпосылки, которые способствовали нам в этой работе. К ним я бы отнес следующее:
— структура макета БЦВМ «Кобра-1» являлась развитие структуры уже работающего макета ЦВМ «Сатурн» в ЦНИИ-30;
— система основных логических резистивно-транзисторных элементов малой мощности была уже отработана на ЦВМ «Сатурн» и не требовала дополнительных проверок и испытаний;
— конструкция ЦВМ была целиком разработана в конструкторском секторе отдела и основные узлы ее выполнены с применением отработанных конструктивных решений, разработанных в отделе при создании ПВУ КА 2МВ для исследования Марса и Венеры;
— изготовление блоков, монтаж и общая сборка макета велись также в отделе в экспериментальной лаборатории;
— изготовление типовых плат из пенополиуретана, освоенное для ПВУ 2МВ и теперь примененное в «Кобре-1», выполнялось на опытном заводе ОКБ-1;
— КИА «Кобры-1» разрабатывалась и изготавливалась так же, в основном, в лаборатории М.А.Баканова по эскизам;
— разработка и настройка ЦВМ и КИА велись под руководством квалифицированных специалистов ЦНИИ-30: начальника отдела полковника В.И.Кибкало и подполковника А.М.Игнатова с участием наших молодых инженеров лаборатории Радия и Гелия Казариновых, Евгения Васенкова, Николая Рукавишникова, Михаила Власюка, Петра Масенко, Виктора Шарова, Константина Чернышева, Владимира Казначеева, Маргариты Борисовой, Николая Вольнова, Николая Муравьева и других сотрудников, уже получивших опыт разработки бортовых приборов, в том числе и цифровых для КА 1МВ и 2МВ.
Большую помощь в программировании ЦВМ, в частности в разработке тестовых программ оказал лично зам. начальника ЦНИИ-30 (вскоре начальник) генерал-лейтенант З.А.Иоффе.
И, наверное, главной составляющей успеха было то, что участники этой интересной и нужной работы были полны огромным энтузиазмом и азартом первопроходцев, отдавали все силы и знания, работали, не считаясь со временем и подчас своим здоровьем.
Необходимость создания в ближайшие годы БЦВМ для космических аппаратов диктовалась объективными требованиями получения от бортовых систем и КА в целом новых качеств, без которых уже либо невозможно, либо возможно, но со значительно большими затратами решать поставленные задачи с одновременным улучшением массовых и энергетических характеристик.
Объективно толкал на применение БЦВМ и фактор времени — необходимо было так делать бортовое оборудование, чтобы при изменении задач КА основной состав бортовых приборов управления претерпевал бы минимальные доработки. Такую гибкость могло дать прикладное программное обеспечение БЦВМ, или «мягкое оборудование» (англ. software).
И еще один важный фактор. Нам было известно, что для американских пилотируемых КК «Джемини», на которые возлагались задачи отработки маневрирования и стыковки на орбите с другими КА, управляемого спуска с орбиты, обработки измерений с бортовых навигационных и других приборов разрабатывается БЦВМ.
Вообще разработка БЦВМ для ракет и космической техники в США тогда шла широким фронтом, причем уже на базе микроэлектронной техники. В 1961 году БЦВМ универсального типа в США еще не было, но фирмы Burroughs Corp, General Motors, IBM, North American Aviation разрабатывали и планировали испытания экспериментальных образцов БЦВМ в 1962 году. Для КА «Джемини» была выбрана БЦВМ фирмы IBM с применением твердых и гибридных микросхем и магнитного ОЗУ. Опытный образец этой БЦВМ появился не в 1962 году, а годом позже и имел следующие характеристики:
разрядность — 25 двоичных разрядов; быстродействие — 7000 простых опер./сек;
ОЗУ — 1500 чисел;
ПЗУ команд — 8000 слов;
ПЗУ констант — 4000 констант; масса 26 кг;
мощность — 95 Вт.
Надо сказать, что БЦВМ УМ-2Б, которую предлагало КБ-1 Ф.Г.Староса для решения практически тех же задач, что возлагались и на «Джемини», по вычислительным возможностям была близка к БЦВМ IBM, но существенно проигрывала по массе и мощности.
Можно предположить, что если бы не произошел отказ от разработчика радиолокационного комплекса, куда входило КБ-2 своей БЦВМ, ее можно было бы в процессе работы минимизировать по эксплуатационным параметрам, поскольку слишком важна была задача и этим надо было заниматься. Но, как не раз бывало в прежние годы, личные амбиции высоких руководителей брали верх над технической целесообразностью. В результате в отечественных КА реализация задач «маневрирования и стыковки» до конца 70-х годов решалась на аналоговых приборах, тоже, надо сказать, очень «умных».
И все-таки нам, «пионерам космической техники», отставать от американцев в части БЦВМ очень не хотелось, и мы сделали свой макетный образец БЦВМ «Кобра-1» со следующими характеристиками:
разрядность — 18 двоичных разрядов;
быстродействие — 20 000 простых опер ./сек (с задающим
кварцевым генератором);
ОЗУ (магнитное) — 256 чисел;
ПЗУ команд — 2048 слов;
ПЗУ констант — 512 констант;
масса — 21 кг;
средняя мощность — 20 Вт.
В макете стоял кварцевый задающий генератор частоты, который нам поставил ленинградский завод им.Козицкого; с ним у нас уже ранее были налажены связи в части поставок кварцевых генераторов для ПВУ кораблей 2МВ, ЗМВ и 4МВ.
Учитывая то, что макет был собран на дискретной технике, характеристики этой ЦВМ были впечатляющими. Одновременно с макетом БЦВМ были разработаны макеты различных устройств связи:
- с пилотом — пульт ввода и вывода цифровых данных;
- сбора и преобразования аналоговых и дискретных данных от систем КА для ввода в ЦВМ;
- обмена данными с программной радиолинией;
- выдачи данных в систему телеметрии;
- обмена данными с наземной испытательной станцией (в отделе в это же время разрабатывалась наземная АИС КА).
На базе ЦВМ «Кобра-1» и устройств связи был собран макет системы централизованного контроля, обработки данных и управления — «Кобра».
Совместно с привлеченной кооперацией, в основном из институтов Министерства обороны (ЦНИИ-30, ЛВИКА им.Можайского, ГНИИ космической медицины ВВС, ЦНИИ-88 МОМ, Институт медико-биологических проблем АМН, ВИА им. Дзержинского, ЛИАП, Ростовское ВИУ РВ и некоторых других) на «Кобре-1» были запрограммированы и отлажены задачи, включающие:
- автоматизированный контроль и испытание бортовых систем в полете и при подготовке КА на Земле;
- автоматизированный врачебный контроль экипажа;
- программно-временное управление систем КА;
- прием и выдача данных на пульт пилота;
- выдача данных на телеметрию.
По нашему ТЗ группа сотрудников ЛВИКА им.Можайского провела моделирование работы системы «Кобра» на ЦВМ М-20, результаты которого были использованы в дальнейшей работе.
В этот период времени с нами плодотворно сотрудничали видные военные специалисты, занимавшиеся теорией и практикой создания отечественной вычислительной техники и дискретных систем управления, Е.А.Дроздов, А.М.Половко, И.В.Панфилов, А.П.Пятибратов, Г.С.Поспелов.
С участием ЦНИИ-30 была разработана управляющая программа ЦВМ «Кобра-1» (понятия операционной системы у нас еще не было). Силами сотрудников лаборатории (К.Чернышев В.Шаров, Е.Васенков, В.Казначеев, Н.Муравьев и др.) был разработан алгоритмический язык программирования «Кобра-1», хотя программирование задач первого этапа в основном проводилось в машинных кодах.
Испытания ЦВМ «Кобра-1» прошли в целом гладко и подтвердили все ее проектные характеристики. Летом 1963 года ЦВМ полностью функционировала, работы по созданию устройств связи продолжались.