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
Как Стефан Брайтвизер обокрал 200 музеев, а его мама сожгла картины Как Стефан Брайтвизер обокрал 200 музеев, а его мама сожгла картины

И собрал коллекцию сокровищ общей стоимостью в $1,4 млрд

GQ
Что такое «зима искусственного интеллекта» и когда ее ждать Что такое «зима искусственного интеллекта» и когда ее ждать

Что происходит во время «зимы искусственного интеллекта»?

ТехИнсайдер
Как 20 минут ежедневной ходьбы изменят вашу жизнь Как 20 минут ежедневной ходьбы изменят вашу жизнь

Достаточно ежедневно выделять 20 минут на пешую прогулку, чтобы изменить жизнь

Psychologies
Утерянный 5000 лет назад: ученые воскресили древнейший в мире синтетический краситель. Зачем он нужен? Утерянный 5000 лет назад: ученые воскресили древнейший в мире синтетический краситель. Зачем он нужен?

Откуда взялся яркий, насыщенный синий цвет в Древнем Египте

Inc.
Приключения вариатора Приключения вариатора

Движение автомобильной эволюции приводит порой к весьма неожиданным плодам

АвтоМир
Невеста без комплексов Невеста без комплексов

Регине Тодоренко сейчас точно не помешал бы 25-й час в сутках

OK!
Новые рулевые «Спартака»: кто они и чего от них ждать Новые рулевые «Спартака»: кто они и чего от них ждать

По итогам неудачного сезона клуб Леонида Федуна обновил менеджерскую команду

Forbes
«Игра престолов»: 5 важных идей, которые мы вынесли из сериала «Игра престолов»: 5 важных идей, которые мы вынесли из сериала

Опыт коллективного переживания, который мы приобрели в процессе просмотра

Psychologies
9 самых богатых детей-актеров всех времен (от Селены Гомес до сестер Олсен) 9 самых богатых детей-актеров всех времен (от Селены Гомес до сестер Олсен)

Пока ты играл в машинки, они уже на них зарабатывали (причем на настоящие)

Playboy
Машина, которая не боится аварий: необычный Mercedes в деталях Машина, которая не боится аварий: необычный Mercedes в деталях

Что нас ждет в будущем от Mercedes?

РБК
8 вещей, которые помогут путешествовать с максимальным комфортом 8 вещей, которые помогут путешествовать с максимальным комфортом

Эти штуки не раз выручат тебя в дороге

Playboy
Прогулка по истории Прогулка по истории

Для умиротворенного уик-энда Сенигаллия подходит идеально

Quattroruote
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
Как пережитая травма делает нас сверхлюдьми: 5 уроков от Арьи Старк Как пережитая травма делает нас сверхлюдьми: 5 уроков от Арьи Старк

Чему нам всем стоит поучиться у Арьи Старк

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

Десять лучших новых сериалов с очень интересными героинями

Forbes
HYATT CENTRIC дебютирует в Венеции и Милане HYATT CENTRIC дебютирует в Венеции и Милане

В Италии открываются первые отели динамичного бренда Hyatt Centric

Cosmopolitan
В зоне особого риска. Как не потерять свои деньги в МФО В зоне особого риска. Как не потерять свои деньги в МФО

Инвестиции в микрофинансовые компании — это большой риск

Forbes
Типы характеров: шпаргалка на все случаи жизни Типы характеров: шпаргалка на все случаи жизни

Гештальт-терапевт Ольга Дулепина предлагает простую и понятную модель характеров

Psychologies
Мне за тебя стыдно! Мне за тебя стыдно!

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

Лиза
Коррупция как благо: остановит ли пьяных водителей конфискация автомобилей Коррупция как благо: остановит ли пьяных водителей конфискация автомобилей

Почему система наказания за пьяное вождение давно нуждается в пересмотре

Forbes
Как быть хорошими родителями для подростка Как быть хорошими родителями для подростка

Удивительные вещи происходят иной раз с родителями

Psychologies
Есть куда расти Есть куда расти

Grazia выяснила, как работают экзотические ингредиенты в косметике

Grazia
Лиссабон: Город, где сбываются желания Лиссабон: Город, где сбываются желания

Как стилист Владислав Лисовец впервые попал в столицу Португалии

Вокруг света
Кто они – пилоты воздушных шаров? Интервью в пять утра на высоте 100 метров над землей Кто они – пилоты воздушных шаров? Интервью в пять утра на высоте 100 метров над землей

Помимо душевной беседы, внутри еще очень много фото

Playboy
Двадцать молодых и перcпективных Двадцать молодых и перcпективных

РБК публикует уже четвертый список героев завтрашнего дня

РБК
В какое время лучше заниматься спортом? (Спойлер: от твоего выбора зависит результат) В какое время лучше заниматься спортом? (Спойлер: от твоего выбора зависит результат)

Важно ли то, когда именно заниматься спортом? Давай выясним!

Playboy
Духовная брань. Где строительство храмов приводило к скандалам Духовная брань. Где строительство храмов приводило к скандалам

Екатеринбургский конфликт для России типичен

Forbes
Топ-16 самых страшных фильмов ужасов всех времен (от «Омена» до «Приюта») Топ-16 самых страшных фильмов ужасов всех времен (от «Омена» до «Приюта»)

Ищешь очень страшные фильмы ужасов? Что ж, ты их нашел...

Playboy
7 неочевидных, но важных симптомов аллергии (один связан даже с либидо) 7 неочевидных, но важных симптомов аллергии (один связан даже с либидо)

И ни в коем случае не лечите аллергию сами!

Playboy
Открыть в приложении