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

Наука в мире фэнтези: как Брендон Сандерсон создает магические системы Наука в мире фэнтези: как Брендон Сандерсон создает магические системы

Магия и наука – это полные противоположности? Нет!

Популярная механика
Настоящая магия Настоящая магия

Легендарный «Дозор» Сергея Лукьяненко выходит на большую сцену

OK!
HDD и SSD накопители — в чем разница и стоит ли переплачивать? HDD и SSD накопители — в чем разница и стоит ли переплачивать?

HDD и SSD: надежный винтаж против скорости света и цены космоса

ТехИнсайдер
«Последние шаги старой власти». Чем обернутся новые санкции Украины против России «Последние шаги старой власти». Чем обернутся новые санкции Украины против России

Украина ввела новые экономические санкции в отношении России

Forbes
Ежи от болезней и средневековый фастфуд: странные пищевые привычки времен Средневековья Ежи от болезней и средневековый фастфуд: странные пищевые привычки времен Средневековья

Страдающие ежи и Средневековье: что ели люди в эпоху рыцарей?

ТехИнсайдер
Выйти за рамки Выйти за рамки

Бывшая участница «ВИА Гры» Миша Романова вернулась как сольная исполнительница

OK!
7 «вредных» продуктов, которые на самом деле полезны для организма 7 «вредных» продуктов, которые на самом деле полезны для организма

Если твоя мама до сих пор запрещает тебе есть чипсы, покажи ей этот материал

Playboy
Экран покажет нас Экран покажет нас

Научим сохранять лицо в инстаграме и YouTube

Glamour
5 моментов из 5 серии финала «Игры престолов», которые ты скорее всего пропустил 5 моментов из 5 серии финала «Игры престолов», которые ты скорее всего пропустил

Моменты, которые доказывают, что 5 серии финала «Игры престолов» не безнадежна!

Maxim
Пастушья воля Пастушья воля

Настоящий венгерский гуляш: это не суп, а вольный пастух

Вокруг света
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
Наталья Жванецкая: «Михал Михалыч — непоседа!» Наталья Жванецкая: «Михал Михалыч — непоседа!»

«Однажды на мой упрек сказал: Не делай так, чтобы я боялся возвращаться домой»

Караван историй
Муза Муза

Петербургская фитнес-богиня Анастасия Миронова делится своими мыслями

Собака.ru
Сериал «Секта» со Светланой Ходченковой — новый проект авторов «Звоните ДиКаприо». Рассказываем, что у них получилось Сериал «Секта» со Светланой Ходченковой — новый проект авторов «Звоните ДиКаприо». Рассказываем, что у них получилось

Cериал «Секта» рассказывает о том, как люди попадают под влияние культов

Esquire
Lana Pozhidaeva: «В один момент я решила начать все с нуля и переехать в Европу» Lana Pozhidaeva: «В один момент я решила начать все с нуля и переехать в Европу»

Лана Пожидаева рассказала, как и почему уже не раз поменяла место жительства

Cosmopolitan
Регина Тодоренко дала советы, как быстро похудеть после родов Регина Тодоренко дала советы, как быстро похудеть после родов

Регина Тодоренко после рождения сына быстро вернула прежнюю форму

Cosmopolitan
Глыба. Символ эпохи. Журналисты и политики вспоминают Сергея Доренко Глыба. Символ эпохи. Журналисты и политики вспоминают Сергея Доренко

9 мая в Москве умер журналист Сергей Доренко

Esquire
Время возмездия Время возмездия

Двигатели внутреннего сгорания живее всех живых

Quattroruote
И поехать, и поплыть: самые странные и успешные попытки создать «лодкомобиль» И поехать, и поплыть: самые странные и успешные попытки создать «лодкомобиль»

Самоваро-паровозо-ветролет существует пока только в воображении писателей

Maxim
Продавцы Железного трона: почему на мифологии «Игры престолов» легко зарабатывать Продавцы Железного трона: почему на мифологии «Игры престолов» легко зарабатывать

Мифология саги «Игра престолов» превращается в успешные маркетинговые ходы

Forbes
От Starbucks до Baskin Robbins. Где в США можно заплатить криптовалютой От Starbucks до Baskin Robbins. Где в США можно заплатить криптовалютой

Купить кофе в Starbucks за криптовалюту

Forbes
5 шагов к этичному гардеробу 5 шагов к этичному гардеробу

Эксперты делятся правилами осознанного шопинга

Vogue
В будущее на драконе. Станет ли Вестерос следующей Кремниевой долиной В будущее на драконе. Станет ли Вестерос следующей Кремниевой долиной

Почему инновации играют такую слабую роль в Вестеросе?

Forbes
В понедельники больше никогда В понедельники больше никогда

Музею изобразительных искусств им. Пушкина становится тесно в столице

СНОБ
Одри Хепбёрн: Есть вещи поважнее, чем кино Одри Хепбёрн: Есть вещи поважнее, чем кино

4 мая – 90 лет со дня рождения Одри Хепбёрн

Лиза
Стилист поможет Стилист поможет

Один из самых полезных трендов нашего времени – шопинг с помощником

Домашний Очаг
Восточный ветер Восточный ветер

Ливанский дизайн очень молод — как индустрии ему нет и пяти лет

Seasons of life
«Неприятности начались с самого начала»: мультимиллионер Сергей Саркисов о своем первом фильме «Неприятности начались с самого начала»: мультимиллионер Сергей Саркисов о своем первом фильме

Сергей Саркисов рассказал, почему решил снять полнометражный фильм

Forbes
Феномен лидерства: что поможет достичь успеха Феномен лидерства: что поможет достичь успеха

Может ли каждый стать лидером и какие качества нужно для этого развить

Psychologies
У мозга нет гендера: кто и зачем убеждает нас в обратном У мозга нет гендера: кто и зачем убеждает нас в обратном

Миф о биологических различиях мужского и женского мозга

Psychologies
Открыть в приложении