Идея использовать ракеты для наблюдений за Землей возникла очень давно

Популярная механикаHi-Tech

Всевидящие очи космоса: фотошпионаж

Игорь Афанасьев Дмитрий Воронцов

Идея использовать ракеты и космические аппараты (КА) для наблюдений за земной поверхностью возникла задолго до полета первого искусственного спутника Земли. По понятным причинам продвигали эту идею военные. Людям в погонах, далеким от романтики межпланетных путешествий, очень хотелось не просто заглянуть «за соседний забор», но и делать это регулярно. А по сравнению с классической аэрофотосъемкой спутники-шпионы сулили постоянное присутствие, всеохватность и недоступность воздействиям противника.

Трудно сказать достоверно, когда была сделана первая фотография из космоса. Во всяком случае первые документально зарегистрированные снимки земной поверхности были получены 24 октября 1946 года с помощью собранной в США А-4, запущенной с пусковой установки полигона White Sands в штате Нью-Мексико. Ракета поднялась на высоту 104,6 км, при этом фотоаппарат, стоящий на борту, снимал со скоростью 40 кадров в минуту. Пробыв в космосе всего несколько минут, A-4 разбилась при посадке. Фотоаппарат сохранить не удалось, но бронированная кассета с пленкой осталась цела. До сих пор чудом кажется короткий ролик, смонтированный из отдельных кадров и показывающий изогнутый горизонт и черноту космоса, попеременно мелькающие перед объективом вращающейся ракеты… До этого самыми «высотными» снимками Земли были фотографии, сделанные с аэростата Explorer II, поднявшегося в 1935 году на высоту свыше 22 км.

f8c7ac0ff15b1f129a482fb4f2e39e04.jpg

У нас работы в области космической съемки начались практически параллельно с американскими. Первая отечественная специальная космическая камера создавалась на основе аппарата для аэрофотосъемки. Однако реальные снимки из космоса в Советском Союзе были получены лишь летом 1957 года с помощью малогабаритного фотоаппарата АФА-39, поднятого ракетой на высоту около 120 км. Камера была разработана на Красногорском механическом заводе (КМЗ).

«Корона» против «Зенита»

28 февраля 1959 года на околоземную орбиту был запущен первый американский спутник-фоторазведчик, созданный по программе CORONA (открытое название Discoverer) с целью получения изображений земной поверхности (прежде всего территории СССР и Китая). Фотографии, полученные аппаратурой, разработанной фирмой Itek, возвращались на Землю в спускаемой капсуле. Реальная разведывательная аппаратура впервые была отправлена в космос летом 1959 года на четвертом аппарате серии, а первое успешное возвращение капсулы с отснятой пленкой было выполнено со спутника Discoverer 14 в августе 1960-го.

22 мая 1959 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совмина СССР № 569−264 о создании в СССР первого спутника-разведчика 2К («Зенит») и, на его основе, пилотируемого корабля «Восток» (1К). В 1960 году на КМЗ началось проектирование аппаратуры «Фтор-2» для обзорно-картографической и детальной фотосъемки. К серийному выпуску приступили в 1962 году, а в начале 1964-го приказом министра обороны СССР № 0045 комплекс обзорной фоторазведки «Зенит-2» был принят на вооружение Советской армии. Так начиналась гонка «космических шпионов»…

8699ed4c33adc2acb613f32c89fa1c0c.jpg
Секретная корона. Спутники серии CORONA (индекс КН) были предназначены для съемки территорий СССР и Китая. Они запускались в интересах ЦРУ и ВВС США в 1959—1972 годах. В таких капсулах, как на фото, отснятая пленка возвращалась на Землю.

Зеркала для чужих секретов

Но герой нашего рассказа — не сам спутник-разведчик, а его основной инструмент — фотоаппарат. Он, или, точнее, оптическая аппаратура, определяет рабочую орбиту и облик спутника, основное назначение которого — съемка земной поверхности. Основа фотоаппарата — объектив. Конструктивно он может быть линзовым (рефрактор), зеркальным (рефлектор) и зеркально-линзовым.

Рефрактор представляет собой подзорную трубу, состоящую из последовательно расположенных двояковыпуклых линз, а рефлектор — из системы зеркал. Учитывая, что пространственное разрешение (говоря упрощенно, минимальный размер предмета, различимого на поверхности Земли) космической аппаратуры должно быть по возможности очень высоким, линзы рефрактора выполняются с большим фокусным расстоянием, что предопределяет их большие размеры. В конце 1960-х на КМЗ началась работа над созданием уникального объектива «Мезон-2А» с массой около 500 кг и диаметром линз 600 мм. По-видимому, это самый большой линзовый объектив, разработанный для применения в космосе. Линзы созданы по уникальной технологии, позволяющей соединить стекло и металл: образуется единая конструкция с общей силовой схемой. Сочетание «металл — стекло» обеспечивает жесткость и живучесть конструкции как на Земле, так и в космосе: линзы — не только оптические, но одновременно и силовые элементы конструкции. Объектив содержит восемь линз, выставленных друг относительно друга с погрешностью не более 1−2 микрон. По оценке специалистов, более крупный линзовый объектив создать уже нельзя — при дальнейшем увеличении диаметра внутренняя структура стекла «течет»…

e39355c36162a9fa0aec951cee5d8aae.jpg
Специальная фотопленка, которая применялась на спутниках KH, имела ширину 70 мм. В кассету заправлялось 9600 м пленки. Имея объектив с фокусным расстоянием 0,6 м, камера получала снимки с разрешением до 7,5 м. Спутники KH-4 несли на борту более совершенную оптическую систему с разрешением от 2,75 до 1,8 м Панорамная стереокамера J-1 использовалась на спутниках KH-4A. Два подвижных объектива за одну экспозицию снимали полоску земной поверхности, при этом их оптические оси находились под углом 30° друг к другу.

Рефлектор концептуально проще и в простейшем случае состоит из параболического главного зеркала (в его фокусе создается действительное изображение объекта) и дополнительного плоского вторичного зеркала между фокусом и поверхностью главного зеркала (это так называемая схема Ньютона). Вторичное зеркало направляет световой поток на светочувствительный материал или в окуляр. Данная схема допускает больше компоновочных «вольностей», а сам объектив получается легче и компактнее (в основном — короче) рефрактора. По сравнению с упомянутым выше линзовым объективом сопоставимый по характеристикам зеркальный объектив имеет массу всего 200−250 кг, а при размещении на КА компактность и малая масса — критически важные параметры. Учитывая эти обстоятельства, рефракторы не нашли применения в космической фотоаппаратуре.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

8 продуктов, которые помогут снизить риск инсульта 8 продуктов, которые помогут снизить риск инсульта

Если есть эти продукты регулярно, можно снизить риск инсульта на 27%!

Популярная механика
Минимум миниморум Минимум миниморум

Стоит ли вообще интересоваться кроссоверами, если предлагают эффективное плацебо

АвтоМир
«Королева небес»: Что известно о самолете за $400 миллионов, который Катар подарил Трампу «Королева небес»: Что известно о самолете за $400 миллионов, который Катар подарил Трампу

Как Америке катарцы подарили самолет.

Maxim
Как быстро выучить текст: 7 лайфхаков Как быстро выучить текст: 7 лайфхаков

Как быстро выучить любой, даже самый сложный и длинный текст

Psychologies
Психологический портрет: что такое синдром незавершенных дел и синдром Феникса Психологический портрет: что такое синдром незавершенных дел и синдром Феникса

Психология: что лежит в основе синдромов Феникса и незавершенных дел?

Forbes
Как найти достоинства в своих недостатках Как найти достоинства в своих недостатках

Отчаяние, безысходность, разочарование — все это отголоски обманутых ожиданий

Psychologies
Что ждать от интернета Маска: SpaceX вывела на орбиту сразу 60 спутников связи Что ждать от интернета Маска: SpaceX вывела на орбиту сразу 60 спутников связи

Ракета-носитель Falcon 9 вывела на орбиту 60 спутников системы связи Starlink

Forbes
Почему документальное кино снова в моде? Почему документальное кино снова в моде?

Документалистика возрождается

GQ
Сильные личности Сильные личности

Наши редакторы рассказывают о местах, в которых чувствуют себя счастливыми

Добрые советы
Автоматизированная система управления Автоматизированная система управления

Если у тебя нет планов на 50 лет вперед, ты их точно не проживешь

Forbes
Российский стартап, помогающий бизнесу сэкономить на ДМС, привлек $3 млн на международную экспансию Российский стартап, помогающий бизнесу сэкономить на ДМС, привлек $3 млн на международную экспансию

BestDoctor разработал технологию, позволяющую сэкономить на полисах ДМС

Forbes
Доходность до 466%. Сколько заработали инвесторы в криптовалюту с начала года Доходность до 466%. Сколько заработали инвесторы в криптовалюту с начала года

Самая популярная криптовалюта биткоин только в мае подорожала почти на 100%

Forbes
«Люблю лекции про генетику». Зачем миллиардер Авдеев вложил 100 млн рублей в «ПостНауку» «Люблю лекции про генетику». Зачем миллиардер Авдеев вложил 100 млн рублей в «ПостНауку»

«ПостНаука» объявила о партнерстве с владельцем МКБ

Forbes
Почему сгорел “Суперджет”: версии катастрофы Почему сгорел “Суперджет”: версии катастрофы

Что известно о причинах аварии Sukhoi Superjet 100

Популярная механика
Джентльмены предпочитают блондинок. 9 мифов о Мэрилин Монро Джентльмены предпочитают блондинок. 9 мифов о Мэрилин Монро

Биография секс-символа Голливуда обросла легендами

Вокруг света
На скорости за двести: куда спешат самые быстрые поезда планеты На скорости за двести: куда спешат самые быстрые поезда планеты

История самых высокоскоростных поездов планеты

Популярная механика
Заложники катастроф. Как аварии влияют на судьбу авиационных новинок Заложники катастроф. Как аварии влияют на судьбу авиационных новинок

Как одна авария способна поставить крест на имидже и репутации самолет

Forbes
Гроздья репы Гроздья репы

О том, как жили наши предки сто пятьдесят лет назад

Maxim
8 приложений, которые пригодятся вашим мамам и бабушкам 8 приложений, которые пригодятся вашим мамам и бабушкам

Несколько простых приложений, которые наверняка будут интересны нашим родителям

CHIP
На светлой стороне На светлой стороне

Строгий и лаконичный, под стать архитектуре дома, интерьер

SALON-Interior
Игра на публику Игра на публику

Краткий кодекс этики в соцсетях: что нужно знать в 2019 году

Glamour
Беспощадное око: можно ли сейчас спрятать миллиарды за рубежом Беспощадное око: можно ли сейчас спрятать миллиарды за рубежом

Где жить миллиардерам в эпоху ужесточения иммиграционного законодательства

Forbes
Авиакомпании попросили Минтранс заново проверить Superjet Авиакомпании попросили Минтранс заново проверить Superjet

Sukhoi Superjet 100 будет проверен на соответствие требованиям сертификата

Forbes
Как заработать сотни тысяч долларов на песнях Бейонсе и Cardi B Как заработать сотни тысяч долларов на песнях Бейонсе и Cardi B

С какими рисками сталкиваются инвесторы в «творческие» активы

Forbes
Мне за тебя стыдно! Мне за тебя стыдно!

Что делать, если муж ведет себя так, что тебе приходится за него краснеть

Лиза
Нацистская Нацистская

«Фюрербункер» в подвале Имперской канцелярии был довольно сложным

Популярная механика
Прогулка по истории Прогулка по истории

Для умиротворенного уик-энда Сенигаллия подходит идеально

Quattroruote
Ужин в постель: 10 продуктов-афродизиаков Ужин в постель: 10 продуктов-афродизиаков

Какие блюда или продукты выбрать для усиления сексуальной энергии?

Cosmopolitan
Kia ProCeed GT: аккуратно, добротно, продуманно Kia ProCeed GT: аккуратно, добротно, продуманно

Грузить много, везти быстро — главные правила нового универсала от Kia

Maxim
Первый российский регионал: что за самолет «Сухой Суперджет-100» Первый российский регионал: что за самолет «Сухой Суперджет-100»

Спустя восемь лет с начала эксплуатации, лайнер SuperJet-100 потерпел катастрофу

Популярная механика
Открыть в приложении