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

Как работают современные российские ледоколы Как работают современные российские ледоколы

«кСромные размеры» — последнее, что приходит в голову при виде ледокола

Популярная механика
Расписание главных матчей чемпионата мира по хоккею 2019 Расписание главных матчей чемпионата мира по хоккею 2019

Рассказываем об играх, которые достойны вашего внимания

GQ
Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами Японцы сделали роборуку с человеческими мышцами

Японские инженеры разработали биогибридную руку с человеческими мышцами

N+1
Самые уважаемые руководители компаний в мире — 2019 Самые уважаемые руководители компаний в мире — 2019

Reputation Institute составил список генеральных директоров с лучшей репутацией

Forbes
Оседлать единорога: 10 шагов невротика к спокойной жизни Оседлать единорога: 10 шагов невротика к спокойной жизни

Какие действия помогают обрести долгожданное спокойствие

Psychologies
Как справиться с избытком информации Как справиться с избытком информации

Шквалу информации можно противостоять

Psychologies
По опыту Amazon и Alibaba: чем магазину привлечь избалованного клиента По опыту Amazon и Alibaba: чем магазину привлечь избалованного клиента

Покупатель больше не выбирает любимый магазин раз и навсегда

Forbes
«Есть ситуации, когда невозможно молчать». Александр Горбунов рассказал, как создал «Сталингулаг» «Есть ситуации, когда невозможно молчать». Александр Горбунов рассказал, как создал «Сталингулаг»

Александр Горбунов признался, что он действительно автор блога «Сталингулаг»

Forbes
Одинокие женщины… счастливы Одинокие женщины… счастливы

Одиноких женщин часто считают неудачницами, жалеют искренне или притворно

Psychologies
Зачем тебе пахать? Как мужчины воспринимают карьерные успехи женщин Зачем тебе пахать? Как мужчины воспринимают карьерные успехи женщин

Мужчины относятся негативно к коллегам-женщинам

Forbes
Майское варенье Майское варенье

На варенье годится почти все, что растет и цветет в мае в саду

Лиза
«Пустяки, дело житейское» «Пустяки, дело житейское»

Мое интервью с главой «Союзмультфильма»

StarHit
Один укус Один укус

Полезные снеки заполонили полки, но все ли из них безопасны для здоровья?

Vogue
Инстаблогерша из Австралии просит пожертвовать ей 100 тысяч долларов, потому что «не может устроиться на работу» Инстаблогерша из Австралии просит пожертвовать ей 100 тысяч долларов, потому что «не может устроиться на работу»

Маргарита Томовска обратилась к своим подписчикам с просьбой дать ей денег

Maxim
На светлой стороне На светлой стороне

Строгий и лаконичный, под стать архитектуре дома, интерьер

SALON-Interior
Может ли живое существо вымахать ростом с небоскреб: древние титаны Может ли живое существо вымахать ростом с небоскреб: древние титаны

Почему древние глубины Земли таят в себе множество неизвестных тайн

Популярная механика
Зависть: почему мы испытываем это чувство и как с ним справиться Зависть: почему мы испытываем это чувство и как с ним справиться

Сама мысль, что мы кому-то завидуем, нам неприятна

Psychologies
Принц без титула и короны: что сможет позволить себе Арчи Гаррисон, когда вырастет Принц без титула и короны: что сможет позволить себе Арчи Гаррисон, когда вырастет

Смогут ли Меган Маркл и принц Гарри нарушить многовековые традиции

Forbes
В деле «Седьмой студии» Кирилла Серебренникова появился новый подозреваемый В деле «Седьмой студии» Кирилла Серебренникова появился новый подозреваемый

Новым подозреваемым в деле «Седьмой студии» стал предприниматель из Петербурга

Forbes
Крупнейший независимый НПЗ России попросил признать себя банкротом Крупнейший независимый НПЗ России попросил признать себя банкротом

Антипинский НПЗ 18 мая направил в суд заявление о банкротстве

Forbes
Клеточный автомат: возможна ли автоматическая жизнь? Клеточный автомат: возможна ли автоматическая жизнь?

Мир Minecraft затягивает, ведь он живет и эволюционирует

Популярная механика
С огоньком С огоньком

Отличная идея – устроить на даче зону отдыха для семьи и гостей

Лиза
Внимание на экран Внимание на экран

Чрезмерное увлечение смартфонами действительно может сказаться на здоровье

Glamour
Источник дизайна Источник дизайна

Милан-2019: дизайн

SALON-Interior
Переполох в волшебном королевстве: как гендиректор Disney стал богаче наследницы киноимперии Переполох в волшебном королевстве: как гендиректор Disney стал богаче наследницы киноимперии

Внучатая племянница Уолта Диснея назвала зарплату Боба Айгера слишком большой

Forbes
План расслабления на день: три лайфхака для идеальной работоспособности План расслабления на день: три лайфхака для идеальной работоспособности

Те, кто умеет расслабляться, выполняют творческие задачи более эффективно

Psychologies
Химия через алхимию Химия через алхимию

В Средние века колоссальный вклад в изучение элементов и веществ внесли алхимики

Дилетант
Брокколи против рака: народное предание получило научное подтверждение Брокколи против рака: народное предание получило научное подтверждение

Вещество, содержащееся в овощах семейства крестоцветных, подавляет рост опухоли

Forbes
Шокирующие цифры от Лукашенко. Каков реальный ущерб от грязной нефти в «Дружбе» Шокирующие цифры от Лукашенко. Каков реальный ущерб от грязной нефти в «Дружбе»

Ситуация с поставками загрязненной нефти в нефтепровод «Дружба» разрешается

Forbes
Михаил Шац Михаил Шац

Михаил Шац — о том, как снова начать говорить, если тебе не дают слова

Maxim
Открыть в приложении