Ovaj članak je kandidat za dobre članke

Jenisej (svemirski foto i televizijski sistem)

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Slika daleke strane mjeseca dobijena sistemom Jeniseja

"Yenisei" je foto - televizijski sistem, uz pomoć kojeg su po prvi put dobijene slike daleke strane Mjeseca. Stvoren na Svesaveznom naučno-istraživačkom institutu za televiziju (NII-380) na inicijativu S.P. Koroljeva . Sistem "Jenisej" instaliran je na brodu AMC " Luna-3 " za orbitu oko Meseca u oktobru 1959. godine. Snimanje je obavljeno na fotografskom filmu , čija je izrada organizovana na stanici. Prenos snimljenih kadrova obavljen je pomoću televizijskog sistema niskog kadra kada se stanica vratila na Zemlju, a sliku je primala posebno kreirana oprema instalirana na mjernim mjestima koja su kontrolisala let stanice.

Istorija stvaranja

Od 1956. godine, čak i prije lansiranja prvog satelita , na Svesaveznom naučno-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. Koroljev i prvi zamjenik. Predsednik Lenjingradskog ekonomskog saveta S. A. Afanasjev (kasnije - ministar opšte mašinogradnje SSSR-a ). NII-380 je dobio zadatak da napravi televizijsku opremu, koja je trebala prenositi sliku nevidljive strane Mjeseca. Rad je trebalo da se odvija u saradnji sa institutima i fabrikama koje se bave optičkim, fotografskim i radiotehničkim temama, a glavna organizacija na temu, koja je dobila šifru "Jenisej", imenovana je NII-380. Istovremeno, institut je radio na temi „ Seliger “, čija je svrha bila prenošenje pokretne slike eksperimentalne životinje, čije je lansiranje planirano na prototipu svemirske letjelice s ljudskom posadom[1] . Za voditelja obje teme postavljen je IL Valik , a za njegovog zamjenika PF Bratslavets , koji je kasnije postao glavni projektant "Seligera". Yu. P. Lagutin je postao vodeći inženjer na temu Jeniseja [2] .

U januaru 1958. M.V. Keldysh je poslao pismo S.P.Korolevu sa prijedlozima za početak istraživanja Mjeseca . Prvi korak je bio da raketa udari u vidljivu površinu Mjeseca uz telemetriju koja je zabilježila njeno kretanje. Stanice stvorene u okviru ovog programa dobile su oznaku "E-1" u OKB-1 . Prva svemirska 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 fotografisanje njegove poleđine i prenošenje dobijenih slika na Zemlju pomoću televizijske opreme prilikom približavanja Zemlji [4] . Program letenja oko Meseca sa fotografisanjem njegove poleđine nazvan je E-2 i realizovan je tokom leta stanice Luna-3 . Odabrana šema za letenje oko Mjeseca uključivala je pomoć gravitacije , koja je promijenila putanju stanice na način da se po povratku na Zemlju nalazi iznad sjeverne hemisfere, gdje su se nalazile sovjetske osmatračnice . Ovakva šema leta omogućila je pokretanje stanice samo na strogo određene datume, što je određivalo vrijeme njenog nastanka[5] . Lansiranje je bilo zakazano za 4. oktobar 1959. godine. Do ljeta 1959. proizveden je potreban broj kompleta brodske i zemaljske opreme "Jenisej" [6] .

Opis sistema

Šema FTU "Jenisej"

Sistem Yenisei je trebalo da fotografiše dalju stranu Meseca sa visine od oko 65.000 km tokom leta u eliptičnoj orbiti sa apogejem od 460.000 km i da dobijenu sliku prenosi zemaljskim stanicama tokom približavanja Zemlji. Bilo je nemoguće prenijeti rezultujuću sliku u realnom vremenu, jer je mjesec ometao prolaz radio signala. Osim toga, energetske karakteristike radio veze nisu omogućavale prijenos televizijskih slika sa lunarnih udaljenosti. Jedini način da se slika "zapamti" za kasniji prenos tokom komunikacijske sesije bio je da se fiksira na film sa razvojem na stanici, a zatim se snimak prenosi putem televizijskog kanala tokom približavanja Zemlji. Tako je u saradnji koju vodi NII-380 kreiran sistem koji je uključivao fotografsku kameru , opremu za automatsku obradu filma, sredstvo za prenos snimaka preko radio kanala i zemaljska sredstva za prijem i snimanje prenesenih slika[1] .

Onboard oprema

Osnovna karakteristika stvorenih objekata na brodu bila je da je bilo potrebno osigurati rad svih sistema u uslovima svemirskog leta, uzimajući u obzir nultu gravitaciju , uticaj kosmičkih zraka na fotografski film, promenu temperaturnih režima, kao i stroga ograničenja. o dimenzijama, težini i potrošnji energije opreme na brodu. Sva oprema uključena u brodski kompleks sistema Yenisei morala je da radi usklađeno, počevši od snimanja sa automatskim merenjem ekspozicije u trajanju od 40-50 minuta od trenutka kada je stanica bila na datom delu putanje i bila orijentisana kamerama ka Mjesec. Nakon završetka snimanja, film je morao biti automatski obrađen i premotan u kasetu, a nakon što je dobio komandu za prijenos slike, razvijeni film je počeo da se povlači ispred televizijske kamere zadatom brzinom. Po prvi put u televizijskoj tehnologiji, sva ugrađena oprema kompleksa Yenisei, osim same katodne cijevi , izrađena je u potpunosti na poluvodičkim uređajima , koristeći štampane žice . Masa čitavog kompleta TV opreme "Yenisei" bila je 24 kg [2] .

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

Fotoaparat AFA-E1 za sistem Yenisei razvijen je i kreiran u Krasnogorskom mehaničkom pogonu . Kamera je imala 40 kadrova filma sa otvorom blende od 35 mm i imala je dva objektiva: jedan sa žižnom daljinom od 200 mm i omjerom otvora blende od f/5,6, drugi sa žižnom daljinom od 500 mm i omjerom otvora blende od f/9,5. Snimanje je obavljeno u dva kadra sa dva sočiva istovremeno. Objektiv sa žižnom daljinom od 200 mm treba da obezbedi sliku mesečevog diska u celom kadru, sa žižnom daljinom od 500 mm - deo diska sa najboljom rezolucijom. Poseban problem koji su kreatori morali riješiti bila je zaštita filma od djelovanja kosmičkog zračenja [7] [8] .

Tehnologija obrade filma na svemirskoj stanici i oprema za razvijanje i fiksiranje kreirani su u Naučno-istraživačkom kino i foto institutu . Razmatrane su dvije verzije procesa - klasična "dvorješenje" sa odvojenim razvijanjem i fiksiranjem , koje daje najbolji kvalitet slike, i "jedno rješenje", brže i ekonomičnije, u kojem su se oba procesa odvijala istovremeno [9 ] . Na insistiranje stručnjaka NII-380, odabrana je opcija "jedinstveno rješenje". Fotografski dio je dizajniran za korištenje "tipa 17" film na lavsan osnovi, u produkciji Shostka preduzeća " Svema ". Prema memoarima PF Bratslavetsa, umjesto njega, bez saglasnosti rukovodstva, korišten je film za snimanje iz zraka, snimljen sa NATO izviđačkog balona oborenog iznad teritorije 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 uslovima bestežinskog stanja i povećanih vibracija, ograničenja zapremine otopine (ne više od 1 litre), izračunatih temperaturnih fluktuacija do 15 stupnjeva (u praksi promjene temperature ispostavilo se da je mnogo veći, standardni proces zahtijeva stabilnost bolju od 0,5 stupnjeva), nemogućnost sušenja filma nakon obrade. Testne oznake su unaprijed nanesene na film kako bi se kontrolirao kvalitet rezultirajuće slike. Neki od znakova su se pojavili na Zemlji, drugi dio - na stanici [11] .

Za skeniranje snimljene slike korišćena je kamera sa pokretnim snopom [12] , čija je rezolucija bila približno 1000 linija [7] [13] [kom. 1] . NII-380 je takođe razvijao sistem Yenisei-3, koji koristi vidikon za snimanje i snima sliku na magnetnu traku, ali njegovo kreiranje nije završeno do trenutka kada je stanica lansirana. Kasnije je ovaj razvoj poslužio kao osnova za stvaranje televizijskih sistema za satelite „ Meteor[14] .

Televizijska oprema je trebalo da obezbedi prenos signala preko uskopojasne radio veze svemirske stanice, razvijene u NII-885 i koja se takođe koristi za prenos telemetrijskih informacija i merenja putanje. Ovo je diktiralo potrebu da se propusni opseg prenošenog video signala suzi na 400 Hz . Rad u tako uskom opsegu također je omogućio postizanje maksimalnog mogućeg omjera signal -šum u signalu koji prima zemaljska radio oprema [15] . Standardna rješenja korištena u televizijskom emitiranju nisu bila prikladna za uskopojasni prijenos, ali je bilo nemoguće instalirati opremu za prijenos zasebnog televizijskog kanala zbog strogih ograničenja težine i energije. PF Bratslavets je predložio korištenje tehnike " televizije malog kadra ", čije je principe predložio SI Kataev 1934. za prijenos slike kratkovalnim komunikacijskim kanalima. Takav sistem ima veoma nisku brzinu prenosa, ali može raditi u uskom frekvencijskom opsegu i ima visoku otpornost na buku. Za sistem Yenisei izabrana su dva načina rada [16] :

- "brzo", sa prenosom jednog kadra u 10 sekundi za vrijeme kada će stanica biti na udaljenosti blizu Zemlje ( 40.000 - 50.000 km) i kada će nivo signala koji primaju zemaljske stanice biti dovoljno visok,
- "sporo", sa prenosom jednog kadra za 30 minuta, za uslove slabog signala sa stanice i visokog nivoa smetnji.
" Ako čovečanstvo hiljadama godina nije moglo da gleda na suprotnu stranu Meseca, onda može sačekati pola sata.
PF Bratslavets [10]
"

Zemaljska oprema

Eksterne slike
Polukompletan set prijemnog kompleksa Yenisei-I . NIKFI . Datum tretmana: 01.06.2021.
Kompleks "Yenisei-II" sa FRU . NIKFI . Datum tretmana: 01.06.2021.

Zemaljski kompleksi za prijem slika sa stanice Luna-3 kreirani su u dvije verzije. Kompleks "Yenisei-I" je bio predviđen za prijem u "brzo" režimu, a "Yenisei-II" u "sporom" režimu, ali je omogućavao i prijem "brzog" režima [14] . Da bi se osigurala pouzdanost, svi zemaljski kompleksi uključivali su dva identična seta opreme („poluset“) koji rade istovremeno. Kompleksi su izgrađeni iu stacionarnoj verziji i u automobilu, koji se nalaze u KUNG-u . Glavna prihvatna tačka bio je krimski NIP-16 , duplikat je bio NIP-6 Kamčatka. Sastavljeni i otklonjeni stacionarni kompleksi isporučeni su u NII-885, a potom i u OKB-1 za povezivanje sa komandnom radio vezom i svemirskom letelicom. Automobilski kompleksi na sopstveni pogon otišli su u krimski NIP, a stacionarni kompleksi su dopremljeni na Kamčatku rastavljeni avionom i tamo instalirani, montirani i otklonjeni [15] .

U Krimskom NIP-u u kompleksu "Jenisej-I" korišćen je uređaj za snimanje fotografija (FRU) za snimanje rezultirajuće slike, koja je napravila sliku kamere sa putujućim snopom na 35-mm filmu , i "Jenisej-II" , pored FRU, bio je opremljen i video kontrolnim uređajem na skiatronu , sredstvom za snimanje video signala na magnetnu traku i štampa na elektrohemijskom papiru. Na NIP-u Kamčatka, slika je prikazana na ekranu uređaja za video kontrolu izgrađenog na katodnim cijevima sa 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 sinhronizacije, što je za fototelegrafski aparat nemoguće [2 ] .

Izvršenje programa

Eksterne slike
Slika strane Mjeseca, predajna stanica "Luna 3" (eng.) ... NASA . Datum tretmana: 31.05.2021.

Stanica Luna-3 je 7. oktobra 1959. stigla u oblast Meseca. Uz pomoć sistema za kontrolu položaja "Čajka", koji je u OKB-1 razvio tim BV Raušenbaha , po prvi put u svemirskoj tehnici, izvršena je orijentacija letelice u svemiru. Nakon okretanja stanice sa sočivima foto-televizijskog sistema, uslijedila je komanda Mjesecu da počne sa fotografisanjem. Putanja leta i vrijeme snimanja izračunati su na način da je na fotografijama zabilježena ne samo poleđina Mjeseca, već i dio njegovog dijela vidljivog sa Zemlje, tako da je prilikom analize snimaka moguće "vezati" prvi put uočene objekte mjesečeve površine za već poznate. Snimanje je izvedeno prema komandama softverskog uređaja uključenog u kompleks "Jenisej" u trajanju od 40 minuta. U ovom slučaju, udaljenost od stanice do središta Mjeseca bila je unutar 65 200 - 68 400 km [6] . Tokom fotografisanja snimljeno je oko polovine površine Mjeseca, 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 stanice na kanalu primile telemetrijsku informaciju o kraju razvoja filma i primile sliku postavljenu ispred TV kamere svjetova , odlučeno je da se uključi i kasetofon. Sa udaljenosti od oko 470.000 km, krimski NIP u "sporo" modu je primio sliku probnog kadra utisnutog na Zemlji na filmu, a prenijela ga je svemirska letjelica. Zbog velike udaljenosti, odnos signal-šum je bio nizak, a samim tim i kvalitet slike, ali je potvrđena fundamentalna operativnost sistema. U narednim komunikacijskim sesijama, kako se stanica približavala Zemlji, poboljšao se kvalitet slike koju su primili krimski i kamčatski NIP. Prijem slika sa "Luna-3" obavljao se svakodnevno do 18. oktobra 1959. [kom. 2] . 18. oktobra, kada se stanica nalazila na udaljenosti od oko 50.000 km od Zemlje, uključen je "brzi" način prenosa. Prema sjećanjima učesnika, ispostavilo se da je kvalitet prenesenih slika veći nego u "sporo" načinu rada. Sve prenesene slike snimljene su na film pomoću uređaja za snimanje fotografija. Ova sesija komunikacije se pokazala kao posljednja, stanica je izašla iz zone vidljivosti zemaljskih tačaka, a nakon izlaska iz sjene u zakazano vrijeme nije bilo moguće primiti njene signale, vjerovatno zbog kvara na predajniku ili napajanje [15] .

Kopije prvih nekoliko fotografija koje su u "sporo" režimu dobili kompleksi Jenisej-II Krimskog NIP-a poslate su Akademiji nauka i, nakon njihove obrade i retuširanja, pojavile su se u štampi. 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