Ovaj članak je kandidat za dobre članke

Yenisei (svemirski foto i televizijski sustav)

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Slika daleke strane mjeseca dobivena sustavom Yenisei

"Yenisei" je foto - televizijski sustav, uz pomoć kojeg su po prvi put dobivene slike daleke strane Mjeseca. Stvoren na Svesaveznom znanstveno-istraživačkom institutu za televiziju (NII-380) na inicijativu S.P. Koroljeva . Sustav "Yenisei" instaliran je na brodu AMC " Luna-3 " za orbitu oko Mjeseca u listopadu 1959. godine. Snimanje je izvedeno na fotografskom filmu , čija je izrada organizirana na stanici. Prijenos snimljenih kadrova obavljen je pomoću televizijskog sustava niskog kadra kada se stanica vratila na Zemlju, a sliku je primala posebno kreirana oprema instalirana na mjernim točkama koje su kontrolirale let stanice.

Povijest stvaranja

Od 1956. godine, čak i prije lansiranja prvog satelita , na Svesaveznom znanstveno-istraživačkom institutu za televiziju (NII-380), na inicijativu S. P. Koroljeva , započeli su istraživački i razvojni radovi na stvaranju televizijske opreme za buduće svemirske letove. . U jesen 1957., nakon lansiranja drugog satelita , S.P. Korolev i prvi zamjenik. Predsjednik Lenjingradskog ekonomskog vijeća S. A. Afanasjev (kasnije ministar opće strojogradnje SSSR-a ). NII-380 je dobio zadatak da izradi televizijsku opremu, koja je trebala prenositi sliku nevidljive strane Mjeseca. Rad je trebao biti izveden u suradnji s institutima i tvornicama koje se bave optičkim, fotografskim i radiotehničkim temama, a glavna organizacija na temu, koja je dobila šifru "Yenisei", imenovana je NII-380. Istodobno, institut je radio na temi " Seliger ", čija je svrha bila prijenos pokretne slike pokusne životinje, čije je lansiranje planirano na prototipu svemirske letjelice s ljudskom posadom[1] . Za voditelja obje teme imenovan je IL Valik , a njegovim zamjenikom PF Bratslavets , koji je kasnije postao glavni projektant "Seligera". Yu. P. Lagutin postao je vodeći inženjer na temu Jeniseja [2] .

U siječnju 1958. M.V. Keldysh poslao je pismo S.P.Korolevu s prijedlozima za početak istraživanja Mjeseca . Prvi korak bio je da raketa udari u vidljivu površinu Mjeseca telemetrijskim snimanjem njenog kretanja. Postaje stvorene u okviru ovog programa dobile su oznaku "E-1" u OKB-1 . Prva letjelica koja je stigla do Mjeseca bila je stanica E-1A, poznata kao Luna-2[3] . Kao sljedeći korak predloženo je letenje oko Mjeseca uz fotografiranje njegove poleđine i prijenos dobivenih slika na Zemlju uz pomoć televizijske opreme prilikom približavanja Zemlji [4] . Program letenja oko Mjeseca sa fotografiranjem njegove poleđine nazvan je E-2 i izveden je tijekom leta stanice Luna-3 . Odabrana shema za letenje oko Mjeseca uključivala je pomoć gravitacije , koja je promijenila putanju stanice na način da bi po povratku na Zemlju bila iznad sjeverne hemisfere, gdje su se nalazile sovjetske promatračke postaje . Takva shema leta omogućila je pokretanje postaje samo na strogo određene datume, što je određivalo vrijeme njezina stvaranja[5] . Lansiranje je bilo zakazano za 4. listopada 1959. godine. Do ljeta 1959. proizveden je potreban broj kompleta brodske i zemaljske opreme "Yenisei" [6] .

Opis sistema

Shema FTU "Yenisei"

Sustav Yenisei trebao je tijekom leta u eliptičnoj orbiti s apogejem od 460.000 km snimiti dalju stranu Mjeseca s visine od oko 65 000 km i dobivenu sliku prenijeti zemaljskim stanicama tijekom približavanja Zemlji. Dobivenu sliku bilo je nemoguće prenijeti u stvarnom vremenu, budući da je Mjesec ometao prolaz radio signala. Osim toga, energetske karakteristike radijske veze nisu omogućile prijenos televizijskih slika s lunarnih udaljenosti. Jedini način da se "zapamti" slika za naknadni prijenos tijekom komunikacijske sesije bio je fiksiranje na film s razvojem na stanici i zatim prijenos snimke putem televizijskog kanala tijekom približavanja Zemlji. Tako je u suradnji na čelu s NII-380 stvoren sustav koji je uključivao fotografsku kameru , opremu za automatsku obradu filma, sredstvo za prijenos snimke preko radio kanala i zemaljska sredstva za primanje i snimanje odaslanih slika[1] .

Oprema na brodu

Temeljna značajka stvorenih brodskih objekata bila je da je bilo potrebno osigurati rad svih sustava u uvjetima svemirskog leta, uzimajući u obzir nultu gravitaciju , učinak kozmičkih zraka na fotografski film, promjenu temperaturnih režima, kao i stroga ograničenja o dimenzijama, težini i potrošnji energije brodske opreme. Sva oprema uključena u brodski kompleks sustava Yenisei morala je raditi usklađeno, počevši snimati automatskim mjerenjem ekspozicije u trajanju od 40-50 minuta od trenutka kada je postaja bila na određenom dijelu putanje i bila orijentirana kamerama prema Mjesec. Nakon završetka snimanja film se morao automatski obraditi i premotati u kasetu, a nakon što je dobio naredbu za prijenos slike, razvijeni film se počeo povlačiti ispred kamere na brodu zadanom brzinom. Po prvi put u televizijskoj tehnologiji, sva ugrađena oprema kompleksa Yenisei, osim same katodne cijevi , izrađena je u potpunosti na poluvodičkim uređajima , pomoću tiskanog ožičenja . Masa cjelokupnog kompleta TV opreme "Yenisei" bila je 24 kg [2] .

Vanjske slike
AFA-E1 kamera . Rostec . Datum tretmana: 03.06.2021.
Kompleks brodske opreme "Yenisei" // Telesputnik: časopis. - 1996. - Ožujak ( br. 3 (5) ).

Fotoaparat AFA-E1 za sustav Yenisei razvijen je i kreiran u Krasnogorskom strojarskom pogonu . Kamera je držala 40 sličica filma s otvorom blende od 35 mm i imala je dvije leće: jednu žarišne duljine 200 mm i omjera otvora f/5,6, drugu žarišne duljine od 500 mm i omjera otvora blende f/9,5. Snimanje je izvedeno u dva okvira s dva objektiva istovremeno. Objektiv sa žarišnom duljinom od 200 mm trebao bi dati sliku Mjesečevog diska u cijelom kadru, sa žarišnom duljinom od 500 mm – dio diska s najboljom rezolucijom. Zaseban problem koji su tvorci morali riješiti bila je zaštita filma od djelovanja kozmičkog zračenja [7] [8] .

Tehnologija obrade filma na svemirskoj postaji te oprema za razvijanje i fiksiranje kreirana je u Znanstveno-istraživačkom kino i foto institutu . Razmatrane su dvije verzije procesa - klasična "dvorješenje" s odvojenim razvijanjem i fiksiranjem , koje daje najbolju kvalitetu slike, i "jednostruko rješenje", brža i ekonomičnija, u kojoj su se oba procesa odvijala istovremeno [9 ] . Na inzistiranje stručnjaka NII-380 odabrana je opcija "jednog rješenja". Fotografska dio je dizajniran za korištenje „tipa 17” filma na lavsan osnovi, proizveden od strane Shostka poduzeća „ Svema ”. Prema memoarima PF Bratslavetsa, umjesto njega, bez suglasnosti vodstva, korišten je film za snimanje iz zraka, snimljen s izviđačkog balona NATO-a oborenog iznad teritorija SSSR-a, iako je bilo kakva upotreba stranih komponenti u svemirskoj tehnici. strogo zabranjeno [10] . Razvoj kompleksa u razvoju zahtijevao je veliku količinu istraživanja i razvoja. Glavne poteškoće u njegovom stvaranju nastale su zbog potrebe da se osigura rad u uvjetima bestežinskog stanja i povećanih vibracija, ograničenja volumena otopine (ne više od 1 litre), izračunatih temperaturnih fluktuacija do 15 stupnjeva (u praksi, promjene temperature pokazalo se da je mnogo veći, standardni postupak zahtijeva stabilnost bolju od 0,5 stupnjeva), nemogućnost sušenja filma nakon obrade. Testne oznake su unaprijed nanesene na film kako bi se kontrolirala kvaliteta rezultirajuće slike. Neki od znakova pojavili su se na Zemlji, drugi dio - na stanici [11] .

Za skeniranje snimljene slike korištena je kamera s pokretnim zrakom [12] , čija je rezolucija bila približno 1000 redaka [7] [13] [comm. 1] . NII-380 je također razvijao sustav Yenisei-3, koji koristi vidikon za snimanje i snima sliku na magnetsku vrpcu, ali njegovo stvaranje nije dovršeno do pokretanja postaje. Kasnije je ovaj razvoj poslužio kao osnova za stvaranje televizijskih sustava za satelite " Meteor " [14] .

Televizijska oprema trebala je osigurati prijenos signala preko uskopojasne radio veze svemirske stanice, razvijene u NII-885 i također korištene za prijenos telemetrijskih informacija i mjerenja putanje. To je diktiralo potrebu da se propusnost odašiljenog video signala suzi na 400 Hz . Rad u tako uskom pojasu također je omogućio postizanje maksimalnog mogućeg omjera signal-šum u signalu koji prima zemaljska radijska oprema [15] . Standardna rješenja korištena u televizijskom emitiranju nisu bila prikladna za uskopojasni prijenos, ali je bilo nemoguće ugraditi opremu za prijenos zasebnog televizijskog kanala zbog strogih ograničenja težine i energije. PF Bratslavets predložio je korištenje tehnike " televizije malog kadra ", čije je principe predložio SI Kataev 1934. za prijenos slike kratkovalnim komunikacijskim kanalima. Takav sustav ima vrlo nisku brzinu prijenosa, ali može raditi u uskom frekvencijskom pojasu i ima visoku otpornost na buku. Za sustav Yenisei odabrana su dva načina rada [16] :

- "brzo", s prijenosom jednog kadra u 10 sekundi za vrijeme kada će postaja biti na udaljenosti blizu Zemlje ( 40.000 - 50.000 km) i kada će razina signala koju primaju zemaljske stanice biti dovoljno visoka,
- "sporo", s prijenosom jednog okvira u 30 minuta, za uvjete slabog signala stanice i visoke razine smetnji.
" Ako čovječanstvo tisućama godina nije moglo gledati suprotnu stranu Mjeseca, onda može čekati pola sata.
PF Bratslavets [10]
"

Zemaljska oprema

Vanjske slike
Polukompletni set prijemnog kompleksa Yenisei-I . NIKFI . Datum tretmana: 01.06.2021.
Kompleks "Yenisei-II" s FRU . NIKFI . Datum tretmana: 01.06.2021.

Zemaljski kompleksi za prijam slika sa stanice Luna-3 izrađeni su u dvije verzije. Kompleks "Yenisei-I" bio je namijenjen za prijem u "brzo" načinu rada, a "Yenisei-II" u "sporom" načinu rada, ali je također omogućio primanje "brzog" načina rada [14] . Kako bi se osigurala pouzdanost, svi zemaljski kompleksi uključivali su dva identična seta opreme ("poluset") koji su radili istovremeno. Kompleksi su izgrađeni u stacionarnoj verziji i u automobilu, koji se nalaze u KUNG-u . Glavna prihvatna točka bio je krimski NIP-16 , duplikat je bio NIP-6 Kamčatka. Sastavljeni i otklonjeni stacionarni kompleksi dostavljeni su u NII-885, a zatim u OKB-1 za povezivanje sa zapovjednom radio vezom i svemirskom letjelicom. Automobilski kompleksi na vlastitu snagu otišli su u krimski NIP, a stacionarni kompleksi su dostavljeni na Kamčatku rastavljeni avionom i tamo instalirani, montirani i otklonjeni [15] .

U krimskom NIP-u u kompleksu "Yenisei-I" korišten je uređaj za snimanje fotografija (FRU) za snimanje rezultirajuće slike, koja je snimila sliku kamere s pokretnim snopom na 35-mm filmu , i "Yenisei-II" , osim FRU-a, opremljen je video kontrolnim uređajem na skiatronu , sredstvom za snimanje video signala na magnetsku vrpcu i ispis na elektrokemijski papir. Na NIP-u Kamčatka slika je prikazana na ekranu uređaja za upravljanje videom izgrađenim na katodnim cijevima s dugim naknadnim sjajem i snimljena je fotografskim uređajima na film [6] . Razmatrana je mogućnost snimanja slike fototelegrafskom tehnologijom, ali je odbačena u fazi razvoja zbog moguće promjene parametara televizijskog signala i potrebe za brzim podešavanjem sinkronizacije, što je za fototelegrafski aparat nemoguće [2 ] .

Izvršenje programa

Vanjske slike
Slika strane Mjeseca, odašiljačke stanice "Luna 3" (eng.) ... NASA . Datum tretmana: 31.05.2021.

7. listopada 1959. stanica Luna-3 stigla je u područje Mjeseca. Uz pomoć sustava za kontrolu položaja "Chaika", koji je u OKB-1 razvio tim BV Raushenbacha , po prvi put u svemirskoj tehnologiji, provedeno je orijentaciju letjelice u svemiru. Nakon okretanja postaje s objektivima foto-televizijskog sustava, uslijedila je naredba Mjesecu da počne fotografirati. Putanja leta i vrijeme snimanja izračunati su na način da se na fotografijama zabilježi ne samo naličje Mjeseca, već i neki njegov dio vidljiv sa Zemlje, tako da se prilikom analize slika može "vezati" prvi put promatrane objekte mjesečeve površine za već poznate. Snimanje je izvedeno prema naredbama softverskog uređaja uključenog u kompleks "Yenisei" u trajanju od 40 minuta. U ovom slučaju, udaljenost od stanice do središta Mjeseca bila je unutar 65 200 - 68 400 km [6] . Tijekom fotografiranja snimljeno je oko polovice Mjesečeve površine, dvije trećine kadrova palo je na suprotnu stranu Mjeseca, a trećina - na rubnu zonu, vidljivu sa Zemlje [9] . Snimljeno je 29 kadrova, nakon čega je otkazao zatvarač kamere [17] .

Nakon što su zemaljske postaje na kanalu primile telemetrijsku informaciju o kraju razvoja filma i primile sliku postavljenu ispred svjetova TV kamere, odlučeno je da se uključi i kasetofon. S udaljenosti od oko 470.000 km, krimski NIP u "sporo" modu je dobio sliku probnog kadra utisnutog na Zemlji na filmu, odaslanu letjelicu. Zbog velike udaljenosti, omjer signala i šuma bio je nizak, a samim time i kvaliteta slike, ali je potvrđena temeljna operativnost sustava. U sljedećim komunikacijskim sesijama, kako se postaja približavala Zemlji, poboljšala se kvaliteta slike koju su primili NIP-ovi Krima i Kamčatke. Primanje slika s "Luna-3" obavljalo se svakodnevno do 18. listopada 1959. [kom. 2] . 18. listopada, kada se stanica nalazila na udaljenosti od oko 50.000 km od Zemlje, uključen je “brzi” način prijenosa. Prema sjećanjima sudionika, kvaliteta prenesenih slika pokazala se višom nego u "sporo" načinu rada. Sve prenesene slike snimljene su na film pomoću uređaja za snimanje fotografija. Ova komunikacijska sesija se pokazala posljednjom, postaja je napustila zonu vidljivosti zemaljskih točaka, a nakon izlaska iz sjene u dogovoreno vrijeme nije bilo moguće primiti njezine signale, vjerojatno zbog kvara na odašiljaču na brodu odnosno napajanje [15] .

Kopije prvih nekoliko fotografija dobivenih u "sporo" načinu rada kompleksa Yenisei-II Krimskog NIP-a poslane su Akademiji znanosti i nakon njihove obrade i retuširanja, pojavile su se u 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