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

Не в плену у лаборанта: как неживые системы заменяют лабораторных животных Не в плену у лаборанта: как неживые системы заменяют лабораторных животных

Опыты над животными упоминаются еще в трудах древнегреческих врачей

Популярная механика
Включите цвет: собираем компьютер на комплектующих Gamdias Включите цвет: собираем компьютер на комплектующих Gamdias

Системный блок может быть не только производительным, но и очень эффектным

CHIP
Один снимок, миллион проблем: почему не стоит публиковать фото посадочного талона в социальных сетях Один снимок, миллион проблем: почему не стоит публиковать фото посадочного талона в социальных сетях

Чем рискуют те, кто решился на традиционное фото с посадочным талоном?

ТехИнсайдер
«Черепаха» Джефф Безос и «заяц» Илон Маск: кто из миллиардеров выиграет лунную гонку «Черепаха» Джефф Безос и «заяц» Илон Маск: кто из миллиардеров выиграет лунную гонку

Чем похожи и чем отличаются амбициозные проекты главных космических энтузиастов

Forbes
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Omega перевыпустили часы Speedmaster Omega перевыпустили часы Speedmaster

Швейцарский бренд снова представил модель, когда-то побывавшую в космосе

Esquire
Прокачай себя за лето: как изменить жизнь за 30 дней Прокачай себя за лето: как изменить жизнь за 30 дней

Начните новую жизнь прямо сегодня!

Домашний Очаг
Век XXI Век XXI

Автор проекта Юлия Русских оформила квартиру в доме сталинской эпохи

SALON-Interior
«Я репетирую с каждым по отдельности» «Я репетирую с каждым по отдельности»

Один из самых обсуждаемых театральных режиссеров — Максим Диденко

OK!
Как не стать жертвой буллинга на работе Как не стать жертвой буллинга на работе

Работодатель, нарушающий корпоративную этику, не думает о вреде бизнесу

Forbes
Google по-русски: почему компания перевела Android на язык от российских разработчиков Google по-русски: почему компания перевела Android на язык от российских разработчиков

Kotlin стал основным языком программирования для разработки Android-приложений

Forbes
Беспроводные наушники: 10 лет прогресса Беспроводные наушники: 10 лет прогресса

Беспроводные наушники с каждым годом становятся все более удобными

Популярная механика
На белом фоне На белом фоне

Белый интерьер, на который не потратили ни капли белой краски

AD
10 актеров «Игры престолов», которых заменили, но никто этого не заметил 10 актеров «Игры престолов», которых заменили, но никто этого не заметил

Если ты актер в «Игре престолов», тебя могут не только убить по сюжету!

Maxim
Подрик Пейн (Дэниел Портман): «Когда снималась сцена в борделе, мне было 20 лет и я выглядел как ребенок в конфетной лавке» Подрик Пейн (Дэниел Портман): «Когда снималась сцена в борделе, мне было 20 лет и я выглядел как ребенок в конфетной лавке»

Дэниел Портман — о том, почему зрителям так полюбился вундеркинд Подрик Пейн

Esquire
Тише, я слушаю: наушники с системой активного шумоподавления Тише, я слушаю: наушники с системой активного шумоподавления

Представляем топ-8 лучших моделей наушников с системой активного шумоподавления

CHIP
«Не надо надеяться, надо действовать» «Не надо надеяться, надо действовать»

Не обязательно противопоставлять духовное развитие и желание стать успешной

Psychologies
Бег по кругу. К чему приведет взлет оптовых цен на топливо Бег по кругу. К чему приведет взлет оптовых цен на топливо

Какова ситуация на российском топливном рынке?

Forbes
Когда пора подавать на развод: быть первым всегда трудно Когда пора подавать на развод: быть первым всегда трудно

Редко выбор уйти из семьи дается легко

Psychologies
Рот на замок Рот на замок

Во всем ли стоит сознаваться?

StarHit
Mitsubishi L200. На пороге барбершопа Mitsubishi L200. На пороге барбершопа

Пикап L200 постригли, побрили и превратился он в писаного красавца

АвтоМир
Сергей Лазарев сообщил подробности голосования зрителей и судей на «Евровидении» Сергей Лазарев сообщил подробности голосования зрителей и судей на «Евровидении»

36-летний Сергей Лазарев занял на «Евровидении» третье место

Cosmopolitan
Подарок Путина. На кого рассчитана третья волна амнистии капитала Подарок Путина. На кого рассчитана третья волна амнистии капитала

Почему законопроекты об амнистии капитала не помогут российскому бизнесу

Forbes
Самый знаменитый тоболяк Самый знаменитый тоболяк

Дмитрий Менделеев родился в неофициальной столице Сибири

Дилетант
Пятерка с плюсами Пятерка с плюсами

Наталья Якимчик отмечает пятилетие бренда и делится своей формулой успеха

Vogue
Вокруг света по-нашему: самые отважные путешественницы в истории Вокруг света по-нашему: самые отважные путешественницы в истории

Истории самых смелых барышень, покорявших горы, небеса и океаны

Cosmopolitan
Наша Rasa Наша Rasa

Мы пообщались с лучшей половиной музыкального коллектива Rasa – Дашей Шейк

Maxim
10 сериалов о женщинах, которые ломают стереотипы 10 сериалов о женщинах, которые ломают стереотипы

Десять лучших новых сериалов с очень интересными героинями

Forbes
Dolce Vita in Toscana Dolce Vita in Toscana

Эксклюзивный репортаж со свадьбы актера Евгения Пронина и Кристины Арустамовой

OK!
Как налоговые онлайн-проверки помогают бизнесу Как налоговые онлайн-проверки помогают бизнесу

Бизнесу не стоит бояться повышенного внимания со стороны ФНС

Forbes
Открыть в приложении