Ta članek je kandidat za dobre članke

Yenisei (vesoljski foto in televizijski sistem)

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi na iskanje
Slika skrajne strani lune, pridobljena s sistemom Yenisei

"Yenisei" je foto - televizijski sistem, s pomočjo katerega so bile prvič pridobljene slike skrajne strani Lune. Ustvarjen na Vseslovenskem znanstvenoraziskovalnem inštitutu za televizijo (NII-380) na pobudo S. P. Korolev . Sistem "Yenisei" je bil nameščen na krovu AMC " Luna-3 " za kroženje Lune oktobra 1959. Snemanje je potekalo na fotografskem filmu , katerega razvoj je bil organiziran na krovu postaje. Prenos zajetih kadrov je bil izveden s pomočjo televizijskega sistema z nizkimi kadri , ko se je postaja vrnila na Zemljo, sliko pa je sprejela posebej ustvarjena oprema, nameščena na merilnih mestih, ki so nadzorovale let postaje.

Zgodovina ustvarjanja

Od leta 1956, še pred izstrelitvijo prvega satelita , so se na Vseslovenskem znanstvenoraziskovalnem inštitutu za televizijo (NII-380) na pobudo S.P. Korolev začela raziskovalna in razvojna dela pri ustvarjanju televizijske opreme za prihodnje vesoljske polete. . Jeseni 1957, po izstrelitvi drugega satelita , sta S. P. Korolev in prvi namestnik. Predsednik Leningradskega gospodarskega sveta S. A. Afanasjev (kasneje minister za splošno strojegradnjo ZSSR ). NII-380 je dobil nalogo izdelati televizijsko opremo, ki naj bi prenašala sliko nevidne strani lune. Delo naj bi potekalo v sodelovanju z inštituti in tovarnami, ki se ukvarjajo z optičnimi, fotografskimi in radiotehničnimi temami, glavna organizacija na to temo, ki je prejela kodo "Jenisej", je bila imenovana NII-380. Hkrati se je inštitut ukvarjal s temo " Seliger ", katere namen je bil prenos gibljive slike poskusne živali, katere izstrelitev je bila načrtovana na prototipu vesoljskega plovila s posadko[1] . Za vodjo obeh tem je bil imenovan IL Valik , za njegovega namestnika pa je bil imenovan PF Bratslavets , ki je kasneje postal glavni projektant "Seligerja". Yu. P. Lagutin je postal vodilni inženir na temo Jeniseja [2] .

Januarja 1958 je M.V. Keldysh poslal pismo S.P.Korolevu s predlogi za začetek raziskovanja Lune . Prvi korak je bil, da je raketa zadela vidno površino lune s telemetrijo, ki je zabeležila njeno gibanje. Postaje, ustvarjene po tem programu, so v OKB-1 dobile oznako "E-1". Prvo vesoljsko plovilo, ki je doseglo Luno, je bila postaja E-1A, znana kot Luna-2[3] . Kot naslednji korak je bilo predlagano letenje okoli Lune s fotografiranjem njene hrbtne strani in prenos dobljenih slik na Zemljo s pomočjo televizijske opreme ob približevanju Zemlji [4] . Program letenja okoli Lune s fotografiranjem njene hrbtne strani je bil poimenovan E-2 in je bil izveden med letom postaje Luna-3 . Izbrana shema za letenje okoli Lune je vključevala gravitacijsko pomoč , ki je spremenila pot postaje tako, da bi bila po vrnitvi na Zemljo nad severno poloblo, kjer so bile sovjetske opazovalne točke . Takšna shema letenja je omogočila zagon postaje le na strogo določene datume, ki so določali čas njenega nastanka[5] . Izstrelitev je bila predvidena za 4. oktober 1959. Do poletja 1959 je bilo izdelano potrebno število kompletov opreme na krovu in na tleh "Yenisei" [6] .

Opis sistema

Shema FTU "Yenisei"

Sistem Yenisei naj bi med letom po eliptični orbiti z apogejem 460.000 km posnel skrajno stran Lune z višine približno 65.000 km in posredoval nastalo sliko zemeljskim postajam med približevanjem Zemlji. Nastalo sliko je bilo nemogoče prenesti v realnem času, saj je luna ovirala prehod radijskega signala. Poleg tega energijske značilnosti radijske povezave niso omogočale prenosa televizijskih slik z lunarnih razdalj. Edini način, da si sliko "zapomnimo" za kasnejši prenos med komunikacijsko sejo, je bil, da jo popravimo na film z razvojem na postaji in nato med približevanjem Zemlji prenesemo posnetek po televizijskem kanalu. Tako je bil v sodelovanju, ki ga vodi NII-380, ustvarjen sistem, ki je vključeval fotografsko kamero , opremo za avtomatsko obdelavo filma, sredstvo za prenos posnetkov po radijskem kanalu in zemeljska sredstva za sprejem in snemanje poslanih slik[1] .

Oprema na krovu

Temeljna značilnost ustvarjenih objektov na krovu je bila, da je bilo potrebno zagotoviti delovanje vseh sistemov v pogojih vesoljskega letenja, ob upoštevanju ničelne gravitacije , vpliva kozmičnih žarkov na fotografski film, spreminjanja temperaturnih režimov in strogih omejitev. na dimenzije, težo in porabo energije opreme na krovu. Vsa oprema, vključena v krovni kompleks sistema Yenisei, je morala delovati usklajeno, začeti s snemanjem s samodejnim merjenjem osvetlitve 40-50 minut od trenutka, ko je bila postaja na določenem odseku poti in je bila s kamerami usmerjena proti luna. Po koncu snemanja je bilo treba film samodejno obdelati in previti v kaseto, po prejemu ukaza za prenos slike pa se je razvit film začel vleči pred vgrajeno televizijsko kamero z določeno hitrostjo. Prvič v televizijski tehnologiji je bila vsa vgrajena oprema kompleksa Yenisei, razen same katodne cevi , v celoti izdelana na polprevodniških napravah z uporabo tiskanega ožičenja . Masa celotnega kompleta televizijske opreme na vozilu "Yenisei" je bila 24 kg [2] .

Zunanje slike
Kamera AFA-E1 . Rostec . Datum zdravljenja: 3. junij 2021.
Kompleks opreme na krovu "Yenisei" // Telesputnik: revija. - 1996. - marec ( št. 3 (5) ).

Fotoaparat AFA-E1 za sistem Yenisei je bil razvit in ustvarjen v Krasnogorskem strojnem obratu . Kamera je imela 40 sličic 35 mm filma z zaslonko in je imela dva objektiva: enega z goriščno razdaljo 200 mm in razmerjem zaslonke f / 5,6, drugega z goriščno razdaljo 500 mm in razmerjem zaslonke f / 9,5. Snemanje je potekalo v dveh okvirih z dvema objektivoma hkrati. Objektiv z goriščno razdaljo 200 mm naj zagotavlja sliko luninega diska v celotnem kadru, z goriščno razdaljo 500 mm - del diska z najboljšo ločljivostjo. Ločen problem, ki so ga morali rešiti ustvarjalci, je bila zaščita filma pred učinki kozmičnega sevanja [7] [8] .

Tehnologija obdelave filma na vesoljski postaji ter oprema za razvijanje in fiksiranje so bili ustvarjeni na Znanstvenoraziskovalnem kino in foto inštitutu . Obravnavani sta bili dve različici postopka - klasična "dvorešitev" z ločenim razvojem in fiksiranjem , ki daje najboljšo kakovost slike, in "enojna rešitev", hitrejša in bolj ekonomična, pri kateri sta oba procesa potekala hkrati [9 ] . Na vztrajanje strokovnjakov NII-380 je bila izbrana možnost "enotna rešitev". Fotografski del je bil zasnovan za uporabo filma "tip 17" na lavsanski osnovi, ki ga je izdelalo podjetje Shostka " Svema ". Po spominih PF Bratslavetsa je bil namesto njega brez soglasja vodstva uporabljen zračni film, posnet iz Natovega izvidniškega balona, sestreljenega nad ozemljem ZSSR, čeprav je bila kakršna koli uporaba tujih komponent v vesoljski tehnologiji strogo prepovedano [10] . Razvoj razvojnega kompleksa je zahteval veliko raziskav in razvoja. Glavne težave pri njegovem ustvarjanju so nastale zaradi potrebe po zagotavljanju delovanja v pogojih breztežnosti in povečanih vibracij, omejitev prostornine raztopine (ne več kot 1 liter), izračunanih temperaturnih nihanj do 15 stopinj (v praksi temperaturne spremembe se je izkazalo za veliko višje, standardni postopek je zahteval stabilnost boljšo od 0,5 stopinj), nezmožnost sušenja filma po obdelavi. Za nadzor kakovosti nastale slike so bile na film vnaprej nanesene testne oznake. Nekateri znaki so se pojavili na Zemlji, drugi del pa na postaji [11] .

Za skeniranje posnete slike je bila uporabljena kamera s potujočim žarkom [12] , katere ločljivost je bila približno 1000 vrstic [7] [13] [kom. 1] . NII-380 je razvijal tudi sistem Yenisei-3, ki za snemanje uporablja vidikon in snema sliko na magnetni trak, vendar do zagona postaje njegova izdelava še ni bila končana. Kasneje je ta razvoj služil kot osnova za ustvarjanje televizijskih sistemov za satelite " Meteor " [14] .

Televizijska oprema naj bi zagotavljala prenos signala preko ozkopasovne radijske povezave vesoljske postaje, ki je bila razvita v NII-885 in se uporablja tudi za prenos telemetričnih informacij in meritev trajektorije. To je narekovalo potrebo po zožitvi pasovne širine oddanega video signala na 400 Hz . Delovanje v tako ozkem pasu je omogočilo tudi doseganje največjega možnega razmerja med signalom in šumom v signalu, ki ga sprejema prizemna radijska oprema [15] . Standardne rešitve, ki se uporabljajo pri televizijskem oddajanju, niso bile primerne za ozkopasovni prenos, vendar je bilo zaradi strogih omejitev teže in energije na krovu nemogoče namestiti opremo za oddajanje ločenega televizijskega kanala. PF Bratslavets je predlagal uporabo tehnike " televizije majhnega okvirja ", katere načela je leta 1934 predlagal SI Kataev za prenos slik po kratkovalovnih komunikacijskih kanalih. Tak sistem ima zelo nizko hitrost prenosa, vendar lahko deluje v ozkem frekvenčnem pasu in ima visoko odpornost proti hrupu. Za sistem Yenisei sta bila izbrana dva načina delovanja [16] :

- "hitro", s prenosom enega okvirja na 10 sekund v času, ko bo postaja na razdalji blizu Zemlje ( 40.000 - 50.000 km) in bo raven signala, ki ga sprejemajo zemeljske postaje, dovolj visoka,
- "počasen", s prenosom enega okvirja v 30 minutah, za razmere šibkega signala s postaje in visoke stopnje motenj.
" Če človeštvo tisoče let ni moglo pogledati na nasprotno stran lune, potem lahko počaka pol ure.
PF Bratslavets [10]
"

Zemeljska oprema

Zunanje slike
Popoln komplet sprejemnega kompleksa Yenisei-I . NIKFI . Datum zdravljenja: 1. junij 2021.
Kompleks "Yenisei-II" z FRU . NIKFI . Datum zdravljenja: 1. junij 2021.

Zemeljski kompleksi za sprejem slik s postaje Luna-3 so bili ustvarjeni v dveh različicah. Kompleks "Yenisei-I" je bil namenjen sprejemanju v "hitrem" načinu, "Yenisei-II" pa v "počasnem" načinu, vendar je omogočal tudi sprejem "hitrega" načina [14] . Da bi zagotovili zanesljivost, so vsi zemeljski kompleksi vključevali dva enaka sklopa opreme ("polset"), ki delujeta hkrati. Kompleksi so bili zgrajeni tako v stacionarni različici kot v avtomobilu, ki se nahajajo v KUNG . Glavna sprejemna točka je bil krimski NIP-16 , dvojnik je bil NIP-6 Kamčatka. Sestavljeni in razhroščeni stacionarni kompleksi so bili dostavljeni v NII-885 in nato v OKB-1 za povezavo z ukazno radijsko povezavo in vesoljskim plovilom. Avtomobilski kompleksi na lastno moč so šli v krimski NIP, stacionarni kompleksi pa so bili dostavljeni na Kamčatko, razstavljeni z letalom in tam nameščeni, sestavljeni in odpravljeni [15] .

Na krimskem NIP v kompleksu "Yenisei-I" je bila za snemanje nastale slike uporabljena naprava za snemanje fotografij (FRU), ki je posnela sliko kamere s potujočim žarkom na 35-mm filmu , in "Yenisei-II" , poleg FRU je bila opremljena z video nadzorno napravo na skiatronu , sredstvi za snemanje video signala na magnetni trak in tiskanje na elektrokemični papir. Na NIP Kamčatka je bila slika prikazana na zaslonu video nadzorne naprave, zgrajene na katodnih ceveh z dolgim ​​naknadnim sijajem, in so jo fotografske naprave posnele na film [6] . Razmišljana je bila možnost zajemanja slike s fototelegrafsko tehnologijo, vendar je bila v fazi razvoja zavrnjena zaradi možne spremembe parametrov televizijskega signala in potrebe po hitri prilagoditvi sinhronizacije, kar je pri fototelegrafskem aparatu nemogoče [2 ] .

Izvajanje programa

Zunanje slike
Slika strani Lune, oddajna postaja "Luna 3" (angl.) ... NASA . Datum zdravljenja: 31. maj 2021.

7. oktobra 1959 je postaja Luna-3 dosegla območje Lune. S pomočjo sistema za nadzor položaja "Chaika", ki ga je v OKB-1 razvila ekipa BV Raushenbach , je bila prvič v vesoljski tehnologiji izvedena orientacija vesoljskega plovila v vesolju. Po obračanju postaje z objektivi foto-televizijskega sistema je sledil ukaz luni, naj začne fotografirati. Trajektorija leta in čas snemanja sta bila izračunana tako, da je bila na fotografijah zabeležena ne le hrbtna stran Lune, ampak tudi del njenega dela, ki je viden z Zemlje, tako da bi bilo pri analizi slik mogoče prvič opažene predmete luninega površja »privezati« na že znane. Snemanje je potekalo po ukazih programske naprave, vključene v kompleks "Yenisei", 40 minut. V tem primeru je bila razdalja od postaje do središča Lune znotraj 65 200 - 68 400 km [6] . Med fotografiranjem je bila posneta približno polovica Lunine površine, dve tretjini posnetkov je padlo na skrajno stran Lune, tretjina pa na robno cono, vidno z Zemlje [9] . Posnetih je bilo 29 sličic, po katerih je zaklop fotoaparata odpovedal [17] .

Po prejemu zemeljskih postaj na kanalu telemetrične informacije o koncu razvoja filma in prejemu slike, postavljene pred svetove TV kamere, je bilo odločeno, da se vključi tračni pogon. Z razdalje približno 470.000 km je krimski NIP v "počasnem" načinu prejel sliko testnega okvirja, vtisnjenega na Zemljo na film, ki ga je oddalo vesoljsko plovilo. Zaradi velike razdalje je bilo razmerje signal/šum nizko, zato je bila tudi kakovost slike nizka, vendar je bila potrjena temeljna operativnost sistema. V naslednjih komunikacijskih sejah, ko se je postaja približala Zemlji, se je izboljšala kakovost slike, ki so jo prejeli krimski in kamčatski NIP. Prejemanje slik iz "Luna-3" je potekalo vsak dan do 18. oktobra 1959 [kom. 2] . 18. oktobra, ko je bila postaja oddaljena približno 50.000 km od Zemlje, je bil vklopljen "hitri" način prenosa. Po spominih udeležencev se je izkazalo, da je kakovost prenesenih slik višja kot v "počasnem" načinu. Vse prenesene slike so bile posnete na film z napravami za snemanje fotografij. Ta komunikacijska seja se je izkazala za zadnjo, postaja je zapustila območje vidnosti zemeljskih točk in po izstopu iz sence ob dogovorjenem času ni bilo mogoče sprejeti njenih signalov, verjetno zaradi okvare oddajnika na vozilu ali napajalnik [15] .

Kopije prvih nekaj fotografij, ki so jih v "počasnem" načinu pridobili kompleksi Yenisei-II krimskega NIP, so bili poslani Akademiji znanosti in so se po njihovi obdelavi in ​​retuširanju pojavili 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