Для этого необходимо было осуществлять её сравнение с наземным эталоном частоты.

В опытах на «Космосах» в качестве наземного эталона использовались три одинаковых, независимо работающих молекулярных генератора, имеющих ту же конструкцию и тот же режим работы, что и бортовой генератор.

Изменение частоты любого из наземных генераторов могло быть точно определено относительно двух других.

При передаче на наземную станцию частота бортового генератора будет значительно смещена вследствие эффекта Доплера.

Для устранения этого недостатка был разработан и успешно применён метод автоматической компенсации эффекта Доплера при двусторонней радиосвязи между наземной станцией и спутником.

Приборы, основанные на квантовых принципах, обладают рядом важных преимуществ по сравнению с обычными генераторами электромагнитных волн.

Молекулярный генератор не отличается большой мощностью, но стабильность (постоянство) частоты его излучения намного превышает показатели лучших кварцевых генераторов.

Это и обусловило их применение в радиотехнике в качестве генераторов частоты, благодаря чему во много раз повысилась чувствительность приемной аппаратуры.

Использование молекулярных генераторов в бортовой аппаратуре искусственных спутников Земли позволило осуществлять связь с космическими аппаратами, их управление и передачу телеметрической информации на очень больших расстояниях.

Кроме того, значительно повысилась в этом случае точность работы программно-временных устройств и систем определения траектории движения спутника.

В качестве высокостабильного бортового генератора частоты использовались простые по конструкции квантовые генераторы на аммиаке. Они были устойчивы к вибрациям, компактны и долговечны.

Первый опыт установки квантового стандарта частоты (времени) был осуществлён на спутнике «Космос-97».

Спутник двигался по орбите, высота которой в апогее составляла 2160 километров, а в перигее – 221 километр.

Для эксперимента была использована одна из модификаций спутника «Космос» с солнечными батареями.

Молекулярный генератор был установлен на внешней поверхности спутника и закрыт кожухом.

Искусственный спутник «Космос-97».

1 – отсек научной аппаратуры;

2 – молекулярный генератор;

3 – солнечная батарея; 4 – блок буферных батарей;

5 – система терморегулирования;

6 – блок обслуживающей аппаратуры;

Датчик положения спутника.

Через герметичные вводы генератор был соединён с аппаратурой, размещённой внутри спутника.

Передача результатов научных измерений на Землю осуществлялась с помощью многоканальной радиотелеметрической системы.

Для измерения характеристик движения (координат и составляющих вектора скорости) на спутнике имеется аппаратура радиоконтроля орбиты.

С её помощью производилось определение орбиты спутника и прогнозирование его движения.

Управление работой аппаратуры молекулярного генератора осуществлялось по специальной командной радиолинии с наземных пунктов и автономно – с помощью программно-временного устройства.

Во время полёта были впервые проведены испытания молекулярного генератора в условиях естественного вакуума, проверено влияние невесомости и других факторов космического полёта на его работу.

Сравнение частоты бортового молекулярного генератора с наземным эталоном производилось посредством двусторонней системы радиосвязи.

Анализ данных телеметрии и частотных измерений позволил сделать выводы, необходимые для дальнейшей конструктивной разработки бортовых квантовых стандартов частоты с целью создания промышленных образцов приборов для широкого применения.

ИСЗ «Космос-144».