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

6 заболеваний кожи у собак, о которых должен знать каждый хозяин 6 заболеваний кожи у собак, о которых должен знать каждый хозяин

Какие проблемы с кожей встречаются у собак?

Популярная механика
Вау-кубик больше, чем игрушка Вау-кубик больше, чем игрушка

WOWCube – проект нижегородского IT-бизнесмена Ильи Осипова и его 14-летнего сына

Популярная механика
Читалка для компьютера: выбираем лучшую из бесплатных Читалка для компьютера: выбираем лучшую из бесплатных

Лучшие читалки для компьютера из бесплатных программ

CHIP
Бой Джорджа Клуни: военная сатира «Уловка-22» Бой Джорджа Клуни: военная сатира «Уловка-22»

Рассказываем о первых двух эпизодах мини-сериала от Джорджа Клуни

GQ
Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс

История Агнии Барто, одной из главных детских поэтесс в России

Forbes
Чао, дорогой! Чао, дорогой!

Правда ли, что в Милан летают одни богачи и шопоголики?

Лиза
Легенда о Чернобыльском «эксперименте»: что на самом деле произошло на АЭС и зачем в СССР соврали о причине катастрофы, предсказанной конструкторами Легенда о Чернобыльском «эксперименте»: что на самом деле произошло на АЭС и зачем в СССР соврали о причине катастрофы, предсказанной конструкторами

6 мая 2019 года канал НВО начал показ сериала «Чернобыль»

Esquire
Спортивный блогер Евгений Савин: «Футбол редко вызывает безразличие» Спортивный блогер Евгений Савин: «Футбол редко вызывает безразличие»

Евгений Савин рассказал почему никогда не станет детским тренером

GQ
Почему бейсболки носят все Почему бейсболки носят все

Бейсболки носят рабочие, спортсмены, принцессы и даже президенты

Vogue
Великий комбинатор Великий комбинатор

Доктор психологии Филиппа Коэн победила в борьбе за руку и сердце Джуда Лоу

StarHit
6 веских причин начать смотреть хоккей (если 10:0 в матче с Италией тебе мало) 6 веских причин начать смотреть хоккей (если 10:0 в матче с Италией тебе мало)

Стоит только начать смотреть хоккей, и ты уже не сможешь остановиться

Playboy
Цвет настроения бурый Цвет настроения бурый

Медведи мы или не медведи — вот в чем вопрос

Русский репортер
Компания «Яндекс» удовлетворит все запросы лентяев Компания «Яндекс» удовлетворит все запросы лентяев

И это прекрасно. Рассказываем о пяти главных анонсах с конференции компании

GQ
Тяжелые бомбардировщики Третьего Рейха Тяжелые бомбардировщики Третьего Рейха

Тяжелые бомбардировщики Третьего рейха остались в тени истории

Популярная механика
«Следствие приписывает мне способности Кашпировского». Михаила Абызова оставили под арестом «Следствие приписывает мне способности Кашпировского». Михаила Абызова оставили под арестом

Михаила Абызова оставили под арестом еще на два месяца

Forbes
Мамины глаза Мамины глаза

Совместная история Юлии Хлыниной и ее мамы Светланы

OK!
Заверните с собой Заверните с собой

Стефан Брайтвизер обокрал двести музеев

GQ
Почему многозадачность — главный враг успеха на работе Почему многозадачность — главный враг успеха на работе

Как оставаться продуктивным на работе, продолжая использовать высокие технологии

Forbes
Бедный мальчик. Кто помогает сыну Романа Абрамовича заниматься бизнесом Бедный мальчик. Кто помогает сыну Романа Абрамовича заниматься бизнесом

Готов ли Аркадий Абрамович сменить отца в бизнесе?

Forbes
Facebook выпускает новое поколение инвесторов. На этот раз у руля женщины Facebook выпускает новое поколение инвесторов. На этот раз у руля женщины

Бывшие сотрудники Facebook инвестируют в неочевидные стартапы

Forbes
Настоящая американская мечта. Как 13 братьев и сестер построили бизнес на $300 млн на папином рецепте Настоящая американская мечта. Как 13 братьев и сестер построили бизнес на $300 млн на папином рецепте

Компания семьи Кит, производящая протеиновые батончики, стоит $300 млн

Forbes
Под семью замками: взломать смартфон на Android становится сложнее, чем iPhone Под семью замками: взломать смартфон на Android становится сложнее, чем iPhone

Некоторые устройства с Android могут оказаться более безопасными, чем iPhone

Forbes
Далеко пойдут Далеко пойдут

Grazia решила повнимательнее присмотреться к отпрыскам знаменитостей

Grazia
Бес в ребро — и тапки врозь Бес в ребро — и тапки врозь

Развод после 60 – нечастое явление, и потому повергает в шок детей и внуков пары

Лиза
Brexit с высокой доходностью. Как заработать на фунте? Brexit с высокой доходностью. Как заработать на фунте?

Уход премьер-министра Терезы Мэй не решил проблем Brexit

Forbes
«Недопустимо, чтобы «Ъ» использовали как сливной бачок». Акционер «Коммерсанта» об увольнении журналистов «Недопустимо, чтобы «Ъ» использовали как сливной бачок». Акционер «Коммерсанта» об увольнении журналистов

Что стало причиной увольнения журналистов «Ъ»

Forbes
“Это не панацея и не гарантия счастья” “Это не панацея и не гарантия счастья”

Важен ли секс для нашего физического и психического благополучия

Psychologies
Поколение Y Поколение Y

Первый российский рейтинг «30 до 30»

Forbes
Как контролировать сильные эмоции: 4 шага к спокойствию Как контролировать сильные эмоции: 4 шага к спокойствию

Бывает так, что эмоции буквально захлестывают нас, мы теряем контроль над ними

Psychologies
Как не надо флиртовать с девушками в сети: 8 самых частых ошибок Как не надо флиртовать с девушками в сети: 8 самых частых ошибок

Чего стоит избегать в кокетливой переписке с понравившейся девушкой

Playboy
Открыть в приложении