Tento článok je kandidátom na dobré články

Yenisei (vesmírny fotografický a televízny systém)

Z Wikipédie, voľnej encyklopédie
Prejsť na navigáciu Prejsť na vyhľadávanie
Obrázok odvrátenej strany Mesiaca získaný systémom Yenisei

"Jenisej" je fotografie - televízny systém, s ktorého pomocou sa získali obrazy odvrátenej strane Mesiaca prvýkrát. Vytvorené v Televíznom vedeckom výskumnom ústave All-Union (NII-380) z iniciatívy S. P. Koroleva . Systém "Yenisei" bol nainštalovaný na palube AMC " Luna-3 " na obežnú dráhu Mesiaca v októbri 1959. Natáčanie sa uskutočnilo na fotografický film , ktorého vývoj bol organizovaný na palube stanice. Prenos zachytených snímok sa pri návrate stanice na Zem uskutočňoval pomocou nízkoformátového televízneho systému, obraz bol prijímaný špeciálne vytvoreným zariadením inštalovaným na meracích bodoch, ktoré riadili let stanice.

História stvorenia

Od roku 1956, ešte pred vypustením prvého satelitu , v All-Union Scientific Research Institute of Television (NII-380), z iniciatívy S. P. Koroleva , začali výskumné a vývojové práce na vytvorení televízneho zariadenia pre budúce vesmírne lety. . Na jeseň roku 1957, po vypustení druhého satelitu , S.P. Korolev a prvý zástupca. Predseda Leningradskej hospodárskej rady S. A. Afanasyev (neskôr minister všeobecného strojárstva ZSSR ). NII-380 dostal za úlohu vytvoriť televízne zariadenie, ktoré malo prenášať obraz neviditeľnej strany Mesiaca. Práce sa mali vykonávať v spolupráci s ústavmi a továrňami pracujúcimi na optických, fotografických a rádiotechnických témach, hlavná organizácia na túto tému, ktorá dostala kód "Yenisei", bola menovaná NII-380. V ústave sa zároveň pracovalo na téme „ Seliger “, ktorej účelom bolo preniesť pohyblivý obraz experimentálneho zvieraťa, ktorého štart bol plánovaný na prototype kozmickej lode s ľudskou posádkou[1] . Za vedúceho oboch tém bol vymenovaný IL Valik a jeho zástupcom bol PF Bratslavets , ktorý sa neskôr stal hlavným konštruktérom „Seligeru“. Yu. P. Lagutin sa stal vedúcim inžinierom na tému Yenisei [2] .

V januári 1958 poslal M.V.Keldysh list S.P.Korolevovi s návrhmi na začiatok mesačného prieskumu. Prvým krokom bolo, aby raketa zasiahla viditeľný povrch Mesiaca pomocou telemetrie zaznamenávajúcej jej pohyb. Stanice vytvorené v rámci tohto programu dostali v OKB-1 označenie „E-1“. Prvou kozmickou loďou, ktorá dosiahla Mesiac, bola stanica E-1A, známa ako Luna-2[3] . Ako ďalší krok bol navrhnutý oblet Mesiaca s odfotografovaním jeho odvrátenej strany a pri priblížení sa k Zemi pomocou televíznej techniky preniesť získané snímky na Zem [4] . Program preletu okolo Mesiaca s fotografovaním jeho odvrátenej strany dostal názov E-2 a realizoval sa počas letu stanice Luna-3 . Zvolená schéma letu okolo Mesiaca zahŕňala gravitačný asistent , ktorý zmenil trajektóriu stanice tak, že po návrate na Zem bola nad severnou pologuľou, kde boli umiestnené sovietske pozorovacie stanovištia . Takáto letová schéma umožnila spustiť stanicu iba v presne definovaných dátumoch, ktoré určili načasovanie jej vytvorenia[5] . Štart bol naplánovaný na 4. októbra 1959. Do leta 1959 bol vyrobený požadovaný počet súprav palubného aj pozemného vybavenia „Yenisei“ [6] .

Popis systému

Schéma FTU "Yenisei"

Systém Yenisei mal počas letu po eliptickej dráhe s apogeom 460 000 km zhotoviť snímky odvrátenej strany Mesiaca z výšky asi 65 000 km a výsledný obraz preniesť na pozemné stanice pri priblížení k Zemi. Výsledný obraz nebolo možné prenášať v reálnom čase, pretože Mesiac bránil prechodu rádiového signálu. Okrem toho energetické charakteristiky rádiového spojenia neumožňovali prenos televíznych obrazov z lunárnych vzdialeností. Jediným spôsobom, ako si „zapamätať“ obraz pre ďalší prenos počas komunikačnej relácie, bolo zafixovať ho na film s vyvolávaním na palube stanice a následne preniesť zábery cez televízny kanál počas priblíženia k Zemi. V spolupráci na čele s NII-380 tak vznikol systém, ktorý zahŕňal fotografickú kameru , zariadenie na automatické spracovanie filmu, prostriedok na prenos záberov cez rádiový kanál a pozemné prostriedky na príjem a záznam prenášaných obrazov[1] .

Palubné vybavenie

Základnou črtou vytváraných palubných zariadení bolo, že bolo potrebné zabezpečiť prevádzku všetkých systémov v podmienkach kozmického letu, berúc do úvahy nulovú gravitáciu , vplyv kozmického žiarenia na fotografický film, meniace sa teplotné režimy, ako aj prísne obmedzenia. o rozmeroch, hmotnosti a spotrebe energie palubného zariadenia. Všetky zariadenia zahrnuté v palubnom komplexe systému Yenisei museli pracovať v zhode, pričom sa začalo natáčanie s automatickým meraním expozície po dobu 40-50 minút od okamihu, keď bola stanica na danom úseku trajektórie a bola orientovaná kamerami na Mesiac. Po ukončení nakrúcania bolo treba film automaticky spracovať a previnúť do kazety a po prijatí príkazu na prenos obrazu sa vyvolaný film začal danou rýchlosťou ťahať pred palubnú televíznu kameru. Po prvýkrát v televíznej technológii bolo všetko palubné vybavenie komplexu Yenisei, okrem samotnej katódovej trubice , vyrobené výlučne na polovodičových zariadeniach s použitím tlačených káblov . Hmotnosť celej súpravy palubného televízneho zariadenia "Yenisei" bola 24 kg [2] .

Externé obrázky
Kamera AFA-E1 . Rostec . Termín ošetrenia: 3.6.2021.
Palubný komplex vybavenia "Yenisei" // Telesputnik: časopis. - 1996. - marec ( č. 3 (5) ).

Fotografický fotoaparát AFA-E1 pre systém Jenisej bol vyvinutý a vytvorený v Krasnogorskom mechanickom závode . Fotoaparát obsahoval 40 políčok z 35 mm clonového filmu a mal dva objektívy: jeden s ohniskovou vzdialenosťou 200 mm a clonovým pomerom f/5,6, druhý s ohniskovou vzdialenosťou 500 mm a clonovým pomerom f/9,5. Fotografovanie prebiehalo v dvoch záberoch súčasne s dvomi šošovkami. Objektív s ohniskovou vzdialenosťou 200 mm by mal poskytnúť obraz mesačného kotúča v celom zábere s ohniskovou vzdialenosťou 500 mm - časť disku s najlepším rozlíšením. Samostatným problémom, ktorý museli tvorcovia vyriešiť, bola ochrana filmu pred účinkami kozmického žiarenia [7] [8] .

Technológia na spracovanie filmu na palube vesmírnej stanice a vyvolávacie a fixačné zariadenia boli vytvorené vo vedecko-výskumnom kinematografickom a fotografickom ústave . Boli považované za dve verzie tohto procesu - klasické "dvoch riešenie" so samostatným vývojom a fixáciu , ktorá poskytuje najlepšiu kvalitu obrazu, a "single-riešenie", rýchlejšie a ekonomickejšie, v ktorom oba procesy konali súbežne [9 ] . Na naliehanie špecialistov NII-380 bola zvolená možnosť „jediného riešenia“. Fotografická časť bola navrhnutá pre použitie filmu „typu 17“ na báze lavsan , vyrobeného podnikom ŠostkaSvema “. Podľa spomienok PF Bratslavets bol namiesto neho bez súhlasu vedenia použitý letecký fotografický film zostrelený z prieskumného balóna NATO zostreleného nad územím ZSSR, hoci akékoľvek použitie cudzích komponentov vo vesmírnej technike bolo prísne zakázané [10] . Rozvoj rozvíjajúceho sa komplexu si vyžiadal veľké množstvo výskumu a vývoja. Hlavné ťažkosti pri jeho vytváraní vznikli v dôsledku potreby zabezpečiť prevádzku v podmienkach beztiaže a zvýšených vibrácií, obmedzenia objemu roztoku (nie viac ako 1 liter), vypočítané kolísanie teploty až do 15 stupňov (v praxi zmeny teploty sa ukázalo byť oveľa vyššie, štandardný proces vyžadoval stabilitu lepšiu ako 0,5 stupňa), nemožnosť sušenia filmu po spracovaní. Na fóliu boli vopred aplikované skúšobné značky, aby sa kontrolovala kvalita výsledného obrazu. Niektoré zo znakov sa objavili na Zemi, druhá časť - na palube stanice [11] .

Na skenovanie zachyteného obrazu bola použitá kamera s putujúcim lúčom [12] , ktorej rozlíšenie bolo približne 1000 riadkov [7] [13] [comm. 1] . NII-380 tiež vyvíjal systém Yenisei-3, ktorý používa na streľbu vidikon a zaznamenáva obraz na magnetickú pásku, ale jeho vytvorenie nebolo dokončené v čase spustenia stanice. Neskôr tento vývoj slúžil ako základ pre vytvorenie televíznych systémov pre satelity " Meteor " [14] .

Televízne zariadenie malo zabezpečovať prenos signálu cez úzkopásmové rádiové spojenie vesmírnej stanice vyvinuté na NII-885 a používané aj na prenos telemetrických informácií a meraní trajektórie. To diktovalo potrebu zúžiť šírku pásma prenášaného video signálu na 400 Hz . Prevádzka v takomto úzkom pásme tiež umožnila získať maximálny možný odstup signálu od šumu v signále prijímanom pozemným rádiovým zariadením [15] . Štandardné riešenia používané v televíznom vysielaní neboli vhodné na úzkopásmový prenos, ale nebolo možné nainštalovať na palubu zariadenie na prenos samostatného televízneho kanála z dôvodu prísnych hmotnostných a energetických obmedzení. PF Bratslavets navrhol použiť techniku ​​„ malej televízie “, ktorej princípy navrhol SI Kataev v roku 1934 na prenos obrazu cez komunikačné kanály s krátkymi vlnami . Takýto systém má veľmi nízku prenosovú rýchlosť, ale môže pracovať v úzkom frekvenčnom pásme a má vysokú odolnosť voči šumu. Pre systém Yenisei boli zvolené dva režimy prevádzky [16] :

- "rýchly", s prenosom jedného rámca za 10 sekúnd v čase, keď bude stanica vo vzdialenosti blízko Zeme ( 40 000 - 50 000 km) a úroveň signálu prijímaného pozemskými stanicami bude dostatočne vysoká,
- „pomalý“, s prenosom jedného rámca za 30 minút, pre podmienky slabého signálu zo stanice a vysokej úrovne rušenia.
" Ak sa ľudstvo po tisíce rokov nemohlo pozerať na opačnú stranu Mesiaca, potom môže počkať pol hodiny.
PF Bratslavets [10]
"

Pozemné vybavenie

Externé obrázky
Polokompletný súbor prijímacieho komplexu Yenisei-I . NIKFI . Termín ošetrenia: 1.6.2021.
Komplex "Yenisei-II" s FRU . NIKFI . Termín ošetrenia: 1.6.2021.

Pozemné komplexy na príjem snímok zo stanice Luna-3 boli vytvorené v dvoch verziách. Komplex „Yenisei-I“ mal prijímať v „rýchlom“ režime a „Jenisej-II“ v „pomalom“ režime, ale umožňoval prijímať aj „rýchly“ režim [14] . Aby sa zabezpečila spoľahlivosť, všetky pozemné komplexy obsahovali dve identické súpravy zariadení ("polosad"), ktoré fungovali súčasne. Komplexy boli postavené ako v stacionárnej verzii, tak aj v automobile, ktorý sa nachádza v KUNG . Hlavným prijímacím bodom bol krymský NIP-16 , duplikátom bol kamčatský NIP-6 . Zostavené a odladené stacionárne komplexy boli dodané do NII-885 a následne do OKB-1 na prepojenie s veliteľským rádiovým spojením a kozmickou loďou. Automobilové komplexy vo vlastnej réžii smerovali do krymského NIP a stacionárne komplexy boli na Kamčatku dodávané rozobrané lietadlom a tam inštalované, zmontované a odladené [15] .

V krymskom NIP v komplexe "Yenisei-I" sa na záznam výsledného obrazu použilo zariadenie na záznam fotografií (FRU), ktoré nasnímalo obraz kamery s putujúcim lúčom na 35 mm film a "Yenisei-II" , okrem FRU, bola vybavená videoovládacím zariadením na skiatróne , prostriedkami na záznam videosignálu na magnetickú pásku a tlačou na elektrochemický papier. V NIP Kamčatka sa obraz zobrazoval na obrazovke riadiaceho video zariadenia postaveného na katódových trubiciach s dlhým dosvitom a bol snímaný fotografickými zariadeniami na film [6] . Uvažovalo sa o možnosti snímania obrazu technológiou fototelegrafu , ktorá však bola vo fáze vývoja zamietnutá z dôvodu možnej zmeny parametrov televízneho signálu a potreby rýchleho prispôsobenia synchronizácie, ktorá je pre fototelegrafný prístroj nemožná [2 ] .

Vykonávanie programu

Externé obrázky
Obrazová strana Mesiaca, vysielacia stanica "Luna 3" (Angl.) ... NASA . Termín ošetrenia: 31.5.2021.

7. októbra 1959 dosiahla stanica Luna-3 oblasť Mesiaca. Pomocou systému riadenia polohy „Čajka“, ktorý na OKB-1 vyvinul tím BV Raushenbacha , sa po prvý raz v kozmickej technológii uskutočnila orientácia kozmickej lode vo vesmíre. Po otočení stanice objektívmi fototelevízneho systému nasledoval príkaz Mesiacu začať fotografovať. Trajektória letu a čas snímania boli vypočítané tak, že na fotografiách bola zaznamenaná nielen odvrátená strana Mesiaca, ale aj časť jeho časti viditeľnej zo Zeme, aby pri analýze snímok bolo možné „priviazať“ po prvýkrát pozorované objekty mesačného povrchu k už slávnemu. Natáčanie prebiehalo podľa príkazov softvérového zariadenia zahrnutého v komplexe "Yenisei" po dobu 40 minút. V tomto prípade bola vzdialenosť od stanice k stredu Mesiaca v rozmedzí 65 200 - 68 400 km [6] . Počas fotografovania bola nasnímaná asi polovica povrchu Mesiaca, dve tretiny snímok dopadli na odvrátenú stranu Mesiaca a tretina - na okrajovú zónu, viditeľnú zo Zeme [9] . Nasnímaných bolo 29 snímok, po ktorých zlyhala spúšť fotoaparátu [17] .

Po prijatí telemetrických informácií pozemných staníc na kanáli o konci vyvolávania filmu a prijímaní obrazu umiestneného pred svetmi televíznych kamier bolo rozhodnuté zahrnúť páskovú mechaniku. Zo vzdialenosti asi 470 000 km dostala krymská NIP v „pomalom“ režime obraz testovacieho rámčeka odtlačeného na Zemi na film, prenášaný kozmickou loďou. Vzhľadom na veľkú vzdialenosť bol pomer signálu k šumu nízky, a teda aj kvalita obrazu bola nízka, ale potvrdila sa základná funkčnosť systému. V ďalších komunikačných reláciách, keď sa stanica približovala k Zemi, sa kvalita obrazu prijímaného krymskými a kamčatskými NIP zlepšila. Príjem obrázkov z "Luna-3" sa vykonával denne až do 18. októbra 1959 [komunik. 2] . 18. októbra, keď bola stanica vo vzdialenosti asi 50 000 km od Zeme, bol zapnutý „rýchly“ režim vysielania. Podľa spomienok účastníkov sa ukázalo, že kvalita prenášaných obrázkov je vyššia ako v „pomalom“ režime. Všetky prenesené obrázky boli zachytené na film zariadeniami na záznam fotografií. Táto komunikačná relácia sa ukázala ako posledná, stanica opustila zónu viditeľnosti pozemných bodov a po opustení tieňa v stanovenom čase nebolo možné prijímať jej signály, pravdepodobne pre poruchu palubného vysielača. alebo napájací zdroj [15] .

Kópie niekoľkých prvých fotografií získaných v „pomalom“ režime komplexmi Jenisej-II krymského NIP boli zaslané Akadémii vied a po ich spracovaní a určitých retušiach sa objavili v tlači. Все плёнки с фоторегистрирующих устройств комплексов «Енисей-I» и «Енисей-II» были переданы в Пулковскую обсерваторию для изучения и стали первичными документами для составления «Атласа обратной стороны Луны» и первой в мире «Карты обратной стороны Луны», которая была составлена и издана в СССР [18] . Съемка фоторегистрирующими устройствами оказалась единственным способом получить полутоновые изображения приемлемого качества. Воспроизведение записей на магнитной ленте не всегда удавалось, и, в конечном итоге, всё равно требовало пересъёмки изображений на фото- или киноплёнку для дальнейшего использования, а прямая печать на электрохимической бумаге, как и попытки фотографировать экраны видеоконтрольных устройств, давали слишком низкое качество и разборчивость изображения [15] [19] .

« Я пристроился рядом с Богуславским у аппарата открытой записи на электрохимической бумаге. С приемного пункта докладывали:
— Дальность — пятьдесят тысяч. Сигнал устойчивый. Есть приём!
Дали команду на воспроизведение изображения. Опять ответственность лежит на ФТУ. На бумаге строчка за строчкой появляется серое изображение. Круг, на котором различить подробности можно при достаточно большом воображении. Королёв не выдержал и ворвался к нам в тесную комнатку.
— Ну что там у вас?
— У нас получилось, что Луна круглая, — сказал я.
Б.Е. Черток [20]
»

Развитие программы

Программа «Луны-3» включала фотографирование примерно двух третей обратной стороны Луны. Многие области остались неохваченными. Планировалось продолжение программы на следующих автоматических станциях, получивших индекс «Е-2Ф» (впоследствии изменён на «Е-3»). Было изготовлено две станции «Е-3», укомплектованных бортовыми комплексами «Енисей» с усовершенствованными камерами. Для приёма изображений должны были использоваться антенны АДУ-1000 комплекса «Плутон», строительство которого завершалось на крымском НИП-16. Использование новых антенн существенно улучшало энергетику радиолинии и позволило бы получить более высокое качество изображения. Запуск станции «Е-3» № 1 состоялся 15 апреля 1960 года. Из-за преждевременного выключения двигателя третьей ступени ракеты Восток-Л аппарат не вышел на расчётную траекторию и оказался на орбите с апогеем около 200 000 км. В мае 1960 года станция «Е-3» № 1 прекратила существование, войдя в плотные слои атмосферы. 16 апреля 1960 года была запущена станция «Е-3» № 2. Через секунду после старта «пакет» первой ступени ракеты-носителя развалился, ракета упала рядом со стартом. В этих двух запусках были утрачены все готовые бортовые комплекты «Енисея». На этом проект «Е-3» был закрыт, его камеры были сочтены слишком сложными и ненадёжными[5] [21] . Следующая съемка обратной стороны Луны была проведена в июле 1965 года с высоты около 10 000 км межпланетной станцией « Зонд-3 », имевшей радиолинию нового поколения и новую фототелевизионную систему, позволившие передать снимки высокого качества. Фотографии, сделанные «Луной-3» и «Зондом-3» были использованы Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга для создания «Атласа обратной стороны Луны» с каталогом, содержащим описания около 4000 впервые обнаруженных объектов [22] .

Примечания

Комментарии

  1. В других источниках — до 1500 строк при 1000 элементах в строке[5] .
  2. По воспоминаниям разработчика комплекса «Енисей-II» и участника событий В.А. Ефимова. По другому источнику [17] до 18 октября 1959 года ни одного изображения приемлемого качества получить не удалось.

Источники

  1. 1 2 Теория и практика космического телевидения, 2017 , История вниитовского космического телевидения – философия в примерах, с. 42—46.
  2. 1 2 3 В.А. Ефимов. Об истории, начале и порядке разработки первых ТВ-комплексов космического телевидения (рус.) // Телевидение:прошлое, настоящее, будущее. Материалы седьмых научных чтений памяти А. С. Попова : сборник. — СПб. : Центральный музей связи имени А. С. Попова , 2014. — С. 83—91 .
  3. А. Первушин, 2011 , Блок «Е» и РУПы.
  4. Д. Москвитин. Из истории создания космического телевидения . РГАНТД . Дата обращения: 29 мая 2021. Архивировано 1 мая 2021 года.
  5. 1 2 3 А. Первушин, 2011 , Обратная сторона Луны.
  6. 1 2 3 В.Ефимов. Как были получены первые фотографии обратной стороны Луны (рус.) // Новости космонавтики : журнал. — 2000. — № 10 .
  7. 1 2 Luna3 (англ.) . NASA Space Science Data Coordinated Archive . Дата обращения: 3 июня 2021. Архивировано 4 июня 2021 года.
  8. В объективе – Земля: о космической фототехнике КМЗ . Ростех . Дата обращения: 31 мая 2021. Архивировано 2 июня 2021 года.
  9. 1 2 Как фотографировалась невидимая сторона Луны . НИКФИ . Дата обращения: 31 мая 2021. Архивировано 2 июня 2021 года.
  10. 1 2 История космического телевидения, 2009 , И.Б. Лисочкин «Вот будет смеху, если эта штука сработает...», интервью с П. Ф. Брацлавцем , с. 21—28.
  11. А.П. Стрельникова. О съёмке обратной стороны Луны с помощью межпланетной космической станции Луна-3 (рус.) // Мир техники кино : журнал. — ИПП КУНА, 2006. — № 2 . — С. 36—40 .
  12. Камера с бегущим лучом / Н. Г. Дерюгин // Конда — Кун. — М. : Советская энциклопедия, 1973. — ( Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 13).
  13. Секреты фотографии обратной стороны Луны . Популярная механика . Дата обращения: 1 июня 2021. Архивировано 2 июня 2021 года.
  14. 1 2 История космического телевидения, 2009 , Ю.П. Лагутин «Енисей -3» – классический образец аппаратуры космических телевизионных информационных комплексов, с. 114—115.
  15. 1 2 3 4 История космического телевидения, 2009 , В.А. Ефимов День рождения космического телевидения, с. 128—136.
  16. Петр Брацлавец: создатель космического телевидения . Ростех . Дата обращения: 30 мая 2021. Архивировано 14 мая 2021 года.
  17. 1 2 Маров М. Я., Хантресс У. Т., 2013 , с. 115—117.
  18. Родионова Ж. Ф., Шевченко В. В. Первое фотографирование обратной стороны Луны . МГУ ГАИШ . Дата обращения: 18 августа 2021. Архивировано 18 августа 2021 года.
  19. В.А. Ефимов.День рождения космического телевидения (рус.) // Телеспутник : журнал. — 1996. — Март ( № 3(5) ).
  20. Б.Е. Черток . Полёт на Кошку // Ракеты и люди. Книга 2. Фили-Подлипки-Тюратам. . — М. : Машиностроение , 1999. — ISBN 5-217-02935-8 .
  21. Маров М. Я., Хантресс У. Т., 2013 , с. 111—112, 114, 116.
  22. В.П. Глушко . Штурм космоса ракетными системами // Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР . — М. : Машиностроение , 1987.

Литература