Как в 59 году фотографировали обратную сторону луны:
ФОТОГРАФИРОВАНИЕ И ПЕРЕДАЧА ИЗОБРАЖЕНИЯ
При разработке комплекса средств для фотосъемки и передачи изображения невидимой стороны Луны с автоматической межпланетной станции была успешно решена задача создания фототелевизионной системы для получения качественного полутонового изображения и передачи его на расстояния, измеряемые сотнями тысяч километров.
При этом был разрешен ряд сложных научно-технических проблем.
Во время фотографирования система ориентации обеспечила такое положение автоматической станции, при котором в поле зрения съемочных объективов находился лунный диск.
Конструктивное выполнение фототелевизионной аппаратуры обеспечило ее работоспособность в сложных условиях космического полета; была обеспечена сохранность фотоматериалов в условиях вредного воздействия космических излучений, нормальная работа блока обработки фотоматериалов и других блоков аппаратуры в условиях невесомости.
Для сверхдальней передачи изображений при весьма небольшой мощности радиопередатчика применена скорость передачи изображения в десятки тысяч раз более медленная, чем скорость передачи обычных вещательных телевизионных центров.
При первом фотографировании обратной стороны Луны целесообразно было снять возможно большую часть ее неизвестной поверхности. Это привело к необходимости фотографирования полностью освещенного диска, контрастность которого всегда значительно ниже, чем при боковом освещении, создающем тени от деталей рельефа. Для лучшей передачи малоконтрастного снимка в фототелевизионной аппаратуре применена автоматическая регулировка яркости просвечивающей трубки.
Для надежной бесподстроечной работы комплекса аппаратуры в переменных режимах были применены принципы саморегулирующихся схем. Согласование и управление работой всех звеньев, включая электронные схемы, оптические, механические и фотохимические устройства, осуществлялось специальной системой автоматики и программирования.
Фототелевизионная аппаратура, установленная на межпланетной станции, содержит следующие основные устройства. Фотоаппарат с двумя объективами с фокусными расстояниями 200 и 500 миллиметров, с помощью которых производилась одновременно съемка в двух различных масштабах. Объектив с фокусным расстоянием 200 миллиметров давал изображение диска, полностью вписывающееся в кадр. Крупномасштабное изображение, даваемое объективом с фокусным расстоянием 500 миллиметров, выходило за пределы кадра и давало более детальное изображение части лунного диска.
Съемка производилась с автоматическим изменением экспозиции для получения негативов с наивыгоднейшими плотностями и длилась около 40 минут, в течение которых обратная сторона Луны была многократно сфотографирована.
Фотографирование началось по командному сигналу, после того как объективы были наведены на Луну. Весь дальнейший процесс съемки и обработки пленки производился автоматически по заданной программе. Фотографирование производилось на специальную 35-миллиметровую фотопленку, выдерживающую обработку при высокой температуре.
Для предотвращения вуалирования пленки под действием космического излучения была предусмотрена специальная защита, выбранная на основании исследований, проведенных с помощью советских искусственных спутников и космических ракет.
После окончания съемки пленка поступила в малогабаритное устройство автоматической обработки, где производилось ее проявление и фиксирование.
Для обработки использовался специальный процесс, обеспечивающий малую зависимость параметров негатива от температуры. Были приняты необходимые меры для предотвращения нарушения процесса обработки в условиях невесомости. После обработки пленки производилась ее сушка и поглощение влаги, что обеспечило длительную сохранность пленки. После окончания обработки пленка поступила в специальную кассету и была подготовлена для передачи изображения.
На пленку заранее были экспонированы испытательные знаки, часть из которых была проявлена еще на Земле, а другая часть проявлена на борту станции в процессе обработки заснятых кадров с изображением обратной стороны Луны. Эти знаки были переданы на Землю и дали возможность проконтролировать процессы съемки, обработки и передачи изображений.
Для преобразования изображения, имеющегося на негативной пленке, в электрические сигналы использовались просвечивающая малогабаритная электронно-лучевая трубка высокой разрешающей способности и высокостабильный фотоэлектронный умножитель.
Передача изображений на Землю осуществлялась аналогично тому, как это делается при передаче кинофильмов телевизионными центрами.
Для отклонения луча электронно-лучевой трубки были применены экономичные низкочастотные развертывающие устройства. Усиление и формирование сигналов изображения осуществлялось специально разработанным узкополосным стабилизированным усилителем с устройством автоматической компенсации влияния изменения средней плотности негатива на выходной сигнал. Все схемы были выполнены в основном на полупроводниках.
Была предусмотрена передача изображения в двух режимах: медленная передача на больших расстояниях и быстрая на ближних расстояниях, при подлете к Земле.
Телевизионная система позволяла в зависимости от условий передачи изменять число строк, на которые разлагалось изображение. Максимальное число строк доходило до 1000 на один кадр.
Для синхронизации передающих и приемных развертывающих устройств использовался метод, обеспечивающий высокую помехоустойчивость и надежность работы аппаратуры.
Изображения Луны передавались с автоматической межпланетной станции по линии радиосвязи, которая в то же время служила для измерения параметров движения самой станции, а именно: расстояния, скорости и угловых координат, а также для передачи результатов научных экспериментов с помощью телеметрической аппаратуры. Включение и выключение различных приборов на борту станции и изменение режимов их работы производилось путем передачи с Земли на борт специальных команд по той же радиолинии.
Передача изображений Луны и все другие функции в линии радиосвязи со станцией осуществлялись с помощью непрерывного излучения радиоволн (в отличие от импульсного излучения, применявшегося ранее в некоторых случаях). Такое совмещение функций в единой линии радиосвязи при непрерывном излучении произведено впервые и дало возможность обеспечить надежную радиосвязь вплоть до максимальных расстояний при минимальных затратах энергии на борту.
Линия радиосвязи со станцией состояла из двух частей: линии «Земля - Станция» и линии «Станция - Земля», и включала в себя командные устройства, мощные радиопередатчики, высокочувствительные приемные и регистрирующие устройства, антенные системы, расположенные на наземных пунктах радиосвязи, а также передающие, приемные и антенные устройства, установленные на межпланетной станции. Помимо этого на борту станции были размещены командные и программные радиотехнические устройства.
Вся аппаратура линии радиосвязи как на борту, так и на наземных пунктах была задублирована для повышения надежности связи. В случае выхода из строя одного из радиотехнических приборов на борту или исчерпания ресурсов его работы он может быть заменен резервным прибором путем подачи соответствующей команды с наземного пункта управления.
Передача изображений Луны производилась по командам с Земли. Этими командами включалось питание бортовой телевизионной аппаратуры, протяжка фотопленки и производилось подключение телевизионной аппаратуры к бортовым передатчикам. В результате на Землю передавался закон изменения яркости вдоль строк, на которые разлагается изображение.
Общий объем научной информации, передававшийся по линии радиосвязи, включая кадры изображения Луны, намного превосходил тот объем информации, который передавался с первой и второй советских космических ракет.
Для надежной передачи этой информации при наличии значительного уровня шумов космического радиоизлучения был применен особо эффективный метод радиосвязи, обеспечивающий минимальное потребление энергии от бортовых источников питания.
По соображениям экономии электрической энергии мощность бортовых радиопередатчиков была установлена в несколько ватт. В бортовой приемной и передающей радиоаппаратуре были применены полупроводники и другие современные детали и материалы. Особое внимание было обращено на достижение минимального объема и веса приборов.
О трудностях, с которыми сопряжено обеспечение надежной радиосвязи с межпланетной автоматической станцией, можно получить представление, если подсчитать, какая часть мощности, излучаемой бортовым радиопередатчиком, попадает в наземное приемное устройство.
Для того, чтобы связь со станцией не прекращалась при ее вращении, антенны станции излучают радиосигналы, равномерно во всех направлениях так, что мощность излучения, приходящаяся на единицу поверхности, будет одинакова для всех точек воображаемой сферы, в центре которой находится станция.
В наземную приемную антенну попадает часть мощности излучения, определяемая соотношением эффективной площади приемной антенны к поверхности сферы с радиусом, равным расстоянию от станции до приемного пункта. Поэтому для приема сигналов со станции используются большие приемные антенны.
Однако даже в этом случае при максимальном удалении станции от Земли принимаемая часть мощности излучения бортового передатчика в 100 миллионов раз меньше средней мощности, принимаемой обычным телевизионным приемником. Для приема таких слабых сигналов нужны очень чувствительные приемные устройства, имеющие малый уровень выходных шумов.
Шумы на выходе наземного приемного устройства складываются из шумов космического радиоизлучения, принятых антенной, и собственных шумов приемника, которые рядом специальных мер сводились к минимуму. Уменьшение уровня шумов, как правило, связано со снижением скорости передачи информации.
В связи со сказанным в линии радиосвязи применены такие методы обработки и передачи сигналов на борту станции и на наземных приемных пунктах, при которых в максимальной степени снижается уровень шумов и сохраняется допустимая скорость передачи.
Экономичное использование источников питания на борту станции, наличие линии радиосвязи с непрерывным излучением и совмещенными функциями, применение на Земле специальных приемных антенн, высокочувствительных приемных устройств, использование специальных методов обработки и передачи сигналов - все это позволило обеспечить надежную радиосвязь с автоматической межпланетной станцией, безотказное действие командной радиолинии и планомерный съем изображений Луны и телеметрической научной информации.
Сигналы телевизионного изображения, принятые наземными приемными пунктами, регистрировались различной аппаратурой, что обеспечивало необходимое резервирование и давало возможность контролировать ход передачи и исключать специфические искажения, вызванные особенностями линии радиосвязи и регистрирующих устройств.
Фиксация сигналов изображения Луны производилась на специальных устройствах регистрации телевизионных изображений на фотопленку, на аппаратах магнитной записи с высокой стабильностью скорости движения магнитной ленты, на скиатронах (электронно-лучевых трубках с длительным сохранением изображения на экране) и на аппаратах открытой записи с регистрацией изображения на электрохимической бумаге. Материалы, полученные от всех видов регистрации, используются при изучении невидимой части Луны.
С помощью телевизионной системы, установленной на борту межпланетной автоматической станции, передача изображений осуществлялась на расстояния до 470 тысяч километров. Тем самым впервые экспериментально подтверждена возможность передачи в космическом пространстве на сверхдальние расстояния полутоновых изображений высокой четкости без существенных специфических искажений в процессе распространения радиоволн.
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/mater-luna1-3/03.html
