Tento článek je kandidátem na dobré články

Yenisei (vesmírný fotografický a televizní systém)

z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Přejít na navigaci Přejít na hledání
Snímek odvrácené strany Měsíce získaný systémem Yenisei

„Jenisej“ je fotografie - televizní systém, s jehož pomocí byly získány obrazy odvrácené straně Měsíce poprvé. Vytvořeno v All-Union Scientific Research Institute of Television (NII-380) z iniciativy S.P. Koroljova . Systém "Yenisei" byl instalován na palubě AMC " Luna-3 " k obletu Měsíce v říjnu 1959. Natáčení bylo prováděno na fotografický film , jehož vývoj byl organizován na palubě stanice. Přenos zachycených snímků byl při návratu stanice na Zemi prováděn pomocí nízkoformátového televizního systému, obraz byl přijímán speciálně vytvořeným zařízením instalovaným na měřicích bodech, které řídily let stanice.

Historie stvoření

Od roku 1956, ještě před vypuštěním prvního satelitu , v All-Union Scientific Research Institute of Television (NII-380), z iniciativy S.P. Koroljova , začaly výzkumné a vývojové práce na vytvoření televizního zařízení pro budoucí lety do vesmíru. . Na podzim roku 1957, po vypuštění druhé družice , S. P. Koroljova a prvního náměstka. Předseda Leningradské hospodářské rady S. A. Afanasyev (později ministr pro všeobecné strojírenství SSSR ). NII-380 dostal za úkol vytvořit televizní zařízení, které mělo přenášet obraz neviditelné strany Měsíce. Práce měly být prováděny ve spolupráci s ústavy a továrnami zabývajícími se optickou, fotografickou a radiotechnickou tématikou, hlavní organizací na toto téma, která získala kód „Yenisei“, byla jmenována NII-380. Současně se v ústavu pracovalo na tématu „ Seliger “, jehož účelem bylo přenést pohyblivý obraz experimentálního zvířete, jehož start byl plánován na prototypu pilotované kosmické lodi[1] . Vedoucím obou témat byl jmenován IL Valik a jeho zástupcem byl jmenován PF Bratslavets , který se později stal hlavním konstruktérem „Seligeru“. Yu. P. Lagutin se stal předním inženýrem na téma Yenisei [2] .

V lednu 1958, M.V. Keldysh poslal dopis S.P.Korolev s návrhy na začátku měsíčního průzkumu. Prvním krokem bylo přimět raketu, aby zasáhla viditelný povrch Měsíce telemetrií zaznamenávající její pohyb. Stanice vytvořené v rámci tohoto programu obdržely v OKB-1 označení „E-1“. První kosmickou lodí, která dosáhla Měsíce, byla stanice E-1A, známá jako Luna-2[3] . Jako další krok bylo navrženo oblet Měsíce s fotografováním jeho odvrácené strany a při přiblížení k Zemi přenášet získané snímky na Zemi pomocí televizního zařízení [4] . Program pro oblet Měsíce s focením jeho odvrácené strany dostal název E-2 a probíhal za letu stanice Luna-3 . Zvolené schéma letu kolem Měsíce zahrnovalo gravitační asistent , který změnil trajektorii stanice tak, že po návratu na Zemi byla nad severní polokoulí, kde byly umístěny sovětské pozorovací stanice . Takové letové schéma umožňovalo spustit stanici pouze v přesně definovaných termínech, které určovaly načasování jejího vzniku[5] . Start byl naplánován na 4. října 1959. Do léta 1959 byl vyroben požadovaný počet souprav palubního i pozemního vybavení „Yenisei“ [6] .

Popis systému

Schéma FTU "Yenisei"

Systém Yenisei měl při svém letu po eliptické dráze s apogeem 460 000 km pořizovat snímky odvrácené strany Měsíce z výšky asi 65 000 km a výsledný snímek přenášet na pozemní stanice při přiblížení k Zemi. Výsledný obraz nebylo možné přenést v reálném čase, protože Měsíc bránil průchodu rádiového signálu. Energetické charakteristiky rádiového spojení navíc neumožňovaly přenos televizního obrazu z lunárních vzdáleností. Jediným způsobem, jak si obraz „zapamatovat“ pro další přenos během komunikační relace, bylo zafixovat jej na film s vyvoláváním na palubě stanice a poté záběry přenést prostřednictvímtelevizního kanálu během přiblížení k Zemi. Ve spolupráci v čele s NII-380 tak vznikl systém, který zahrnoval fotografickou kameru , zařízení pro automatické zpracování filmů, prostředek pro přenos záběrů po rádiovém kanálu a pozemní prostředky pro příjem a záznam přenášených snímků[1] .

Palubní zařízení

Základním rysem vytvářených palubních zařízení bylo, že bylo požadováno zajistit provoz všech systémů v podmínkách kosmického letu s ohledem na nulovou gravitaci , vliv kosmického záření na fotografický film, měnící se teplotní režimy a také přísná omezení. na rozměry, hmotnost a spotřebu energie palubního zařízení. Veškeré vybavení palubního komplexu systému Yenisei muselo pracovat ve shodě a začalo natáčet s automatickým měřením expozice po dobu 40-50 minut od okamžiku, kdy byla stanice na daném úseku trajektorie a byla orientována kamerami na Měsíc. Po ukončení natáčení se film musel automaticky zpracovat a převinout do kazety a po obdržení příkazu k přenosu obrazu se vyvolaný film začal danou rychlostí tahat před palubní televizní kameru. Poprvé v televizní technice bylo veškeré palubní vybavení komplexu Yenisei, kromě samotné katodové trubice , vyrobeno výhradně na polovodičových zařízeních pomocí tištěných vodičů . Hmotnost celé soupravy palubního televizního zařízení "Yenisei" byla 24 kg [2] .

Externí obrázky
Fotoaparát AFA-E1 . Rostec . Termín ošetření: 3. června 2021.
Palubní komplex vybavení "Yenisei" // Telesputnik: časopis. - 1996. - březen ( č. 3 (5) ).

Fotografický fotoaparát AFA-E1 pro systém Jenisej byl vyvinut a vytvořen v Krasnogorském mechanickém závodě . Fotoaparát pojal 40 snímků 35mm clonového filmu a měl dva objektivy: jeden s ohniskovou vzdáleností 200 mm a clonou f / 5,6, druhý s ohniskovou vzdáleností 500 mm a poměrem clony f / 9,5. Natáčení probíhalo ve dvou snímcích současně se dvěma objektivy. Čočka s ohniskovou vzdáleností 200 mm by měla poskytovat obraz měsíčního kotouče v celém záběru, s ohniskovou vzdáleností 500 mm - část disku s nejlepším rozlišením. Samostatným problémem, který museli tvůrci vyřešit, byla ochrana filmu před účinky kosmického záření [7] [8] .

Technologie pro zpracování filmu na palubě vesmírné stanice a vyvolávací a fixační zařízení byly vytvořeny ve Scientific Research Cinema and Photo Institute . Byly zvažovány dvě verze procesu – klasické „dvouřešení“ s odděleným vyvoláním a fixací , které poskytuje nejlepší kvalitu obrazu, a „jedno řešení“, rychlejší a ekonomičtější, ve kterém oba procesy probíhaly současně [9 ] . Na naléhání specialistů NII-380 byla zvolena možnost „jediného řešení“. Fotografická část byla navržena pro použití filmu „typ 17“ na bázi lavsan , vyráběného podnikem ŠostkaSvema “. Podle memoárů PF Bratslavets byl místo něj bez souhlasu vedení použit letecký fotografický film pořízený z průzkumného balónu NATO sestřeleného nad územím SSSR, i když jakékoli použití cizích komponent v kosmické technice bylo přísně zakázáno [10] . Rozvoj rozvíjejícího se komplexu vyžadoval velký výzkum a vývoj. Hlavní potíže při jeho vytváření vznikly z důvodu potřeby zajistit provoz v podmínkách beztíže a zvýšených vibrací, omezení objemu roztoku (ne více než 1 litr), vypočítané kolísání teploty až do 15 stupňů (v praxi změny teploty se ukázalo mnohem vyšší, standardní proces vyžadoval stabilitu lepší než 0,5 stupně), nemožnost usušení filmu po zpracování. Testovací značky byly na film aplikovány předem, aby se mohla kontrolovat kvalita výsledného obrazu. Některé znaky se objevily na Zemi, další část - na palubě stanice [11] .

Ke skenování pořízeného obrazu byla použita kamera s putujícím paprskem [12] , jejíž rozlišení bylo přibližně 1000 řádků [7] [13] [comm. 1] . NII-380 také vyvíjel systém Yenisei-3, který používá k natáčení vidikon a zaznamenává obraz na magnetickou pásku, ale jeho vytvoření nebylo do spuštění stanice dokončeno. Později tento vývoj posloužil jako základ pro vytvoření televizních systémů pro satelity " Meteor " [14] .

Televizní zařízení mělo zajišťovat přenos signálu přes úzkopásmové rádiové spojení vesmírné stanice, vyvinuté na NII-885 a používané také pro přenos telemetrických informací a měření trajektorie. To vedlo k nutnosti zúžit šířku pásma přenášeného video signálu na 400 Hz . Provoz v takto úzkém pásmu také umožnil získat maximální možný odstup signálu od šumu v signálu přijímaném pozemním rádiovým zařízením [15] . Standardní řešení používaná v televizním vysílání nebyla vhodná pro úzkopásmový přenos, ale nebylo možné instalovat na palubu zařízení pro přenos samostatného televizního kanálu kvůli přísným hmotnostním a energetickým omezením. PF Bratslavets navrhl použít techniku ​​„ malé televize “, jejíž principy navrhl SI Kataev v roce 1934 pro přenos obrazu prostřednictvím komunikačních kanálů s krátkými vlnami . Takový systém má velmi nízkou přenosovou rychlost, ale může pracovat v úzkém frekvenčním pásmu a má vysokou odolnost proti šumu. Pro systém Jenisej byly zvoleny dva režimy provozu [16] :

- "rychlé", s přenosem jednoho snímku za 10 sekund v době, kdy bude stanice ve vzdálenosti blízko Země ( 40 000 - 50 000 km) a úroveň signálu přijímaného pozemskými stanicemi bude dostatečně vysoká,
- "pomalé", s přenosem jednoho rámce za 30 minut, pro podmínky slabého signálu ze stanice a vysoké úrovně rušení.
" Pokud se lidstvo po tisíce let nemohlo dívat na opačnou stranu Měsíce, pak může půl hodiny počkat.
PF Bratslavets [10]
"

Pozemní zařízení

Externí obrázky
Polokompletní sada přijímacího komplexu Yenisei-I . NIKFI Termín ošetření: 1. června 2021.
Komplex "Yenisei-II" s FRU . NIKFI Termín ošetření: 1. června 2021.

Pozemní komplexy pro příjem snímků ze stanice Luna-3 byly vytvořeny ve dvou verzích. Komplex „Jenisej-I“ měl přijímat v „rychlém“ režimu a „Jenisej-II“ v „pomalém“ režimu, ale umožňoval také přijímat „rychlý“ režim [14] . Aby byla zajištěna spolehlivost, všechny pozemní komplexy obsahovaly dvě identické sady zařízení ("semi-set") pracujících současně. Komplexy byly postaveny jak ve stacionární verzi, tak v automobilu, který se nachází v KUNG . Hlavním přijímacím bodem byl krymský NIP-16 , duplikátem byl kamčatský NIP-6 . Sestavené a odladěné stacionární komplexy byly dodány do NII-885 a následně do OKB-1 pro propojení s velitelským rádiovým spojením a kosmickou lodí. Automobilové komplexy vlastní silou putovaly do krymského NIP a stacionární komplexy byly na Kamčatku dodávány rozebrané letadlem a tam instalovány, smontovány a odladěny [15] .

V krymském NIP v komplexu "Yenisei-I" bylo k záznamu výsledného obrazu použito zařízení pro záznam fotografií (FRU), které pořídilo obraz kamery s pohyblivým paprskem na 35mm film a "Yenisei-II" , kromě FRU byla vybavena zařízením pro ovládání videa na skiatronu , prostředky pro záznam videosignálu na magnetickou pásku a tisk na elektrochemický papír. V NIP Kamčatka byl obraz zobrazován na obrazovce řídicího video zařízení postaveného na katodových trubicích s dlouhým dosvitem a byl zaznamenáván fotografickými zařízeními na film [6] . Uvažovalo se o možnosti snímání obrazu technologií fototelegrafu , která však byla ve fázi vývoje zamítnuta z důvodu možné změny parametrů televizního signálu a nutnosti rychlého nastavení synchronizace, což je u fototelegrafního přístroje nemožné [2 ] .

Provádění programu

Externí obrázky
Obrazová strana Měsíce, vysílací stanice "Luna 3" (Angl.) ... NASA . Termín ošetření: 31.5.2021.

7. října 1959 dosáhla stanice Luna-3 oblasti Měsíce. S pomocí systému řízení polohy „Čajka“, vyvinutého v OKB-1 týmem BV Raushenbacha , byla poprvé v kosmické technologii provedena orientace kosmické lodi ve vesmíru. Po otočení stanice čočkami fototelevizního systému následoval povel Měsíci, aby začal fotografovat. Trajektorie letu a doba fotografování byly vypočítány tak, aby na fotografiích byla zaznamenána nejen odvrácená strana Měsíce, ale i některá jeho část viditelná ze Země, takže při analýze snímků bylo možné „přivázat“ objekty měsíčního povrchu pozorované poprvé k již slavnému. Natáčení probíhalo podle příkazů softwarového zařízení zahrnutého v komplexu "Yenisei" po dobu 40 minut. V tomto případě byla vzdálenost od stanice ke středu Měsíce v rozmezí 65 200 - 68 400 km [6] . Během fotografování byla natočena asi polovina povrchu Měsíce, dvě třetiny snímků dopadly na odvrácenou stranu Měsíce a třetina - na okrajovou zónu, viditelnou ze Země [9] . Bylo pořízeno 29 snímků, po kterých selhala spoušť fotoaparátu [17] .

Po příjmu pozemních stanic na kanálu telemetrické informace o konci filmu vyvolávajícího a přijímání obrazu umístěného před světy TV kamery, bylo rozhodnuto zařadit páskovou mechaniku. Ze vzdálenosti asi 470 000 km přijala krymská NIP v „pomalém“ režimu obraz zkušebního snímku otištěného na Zemi na film, přenášený kosmickou lodí. Vzhledem k velké vzdálenosti byl nízký poměr signálu k šumu, a tedy i kvalita obrazu, ale byla potvrzena zásadní funkčnost systému. V dalších komunikačních relacích, jak se stanice přibližovala k Zemi, se kvalita obrazu přijatého krymskými a kamčatskými NIP zlepšila. Příjem snímků z "Luna-3" byl prováděn denně až do 18. října 1959 [comm. 2] . 18. října, kdy byla stanice ve vzdálenosti asi 50 000 km od Země, byl zapnut režim „rychlého“ vysílání. Podle vzpomínek účastníků se ukázalo, že kvalita přenášených snímků je vyšší než ve „pomalém“ režimu. Všechny přenesené snímky byly zachyceny na film zařízeními pro záznam fotografií. Tato komunikační relace se ukázala jako poslední, stanice opustila zónu viditelnosti pozemních bodů a po opuštění stínu ve stanovený čas nebylo možné její signály přijímat, pravděpodobně kvůli poruše palubního vysílače. nebo napájecí zdroj [15] .

Kopie prvních několika fotografií získaných v „pomalém“ režimu komplexy Jenisej-II krymského NIP byly zaslány Akademii věd a po jejich zpracování a určité retuši se objevily v tisku. 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