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

10 знаменитых средневековых путешественников 10 знаменитых средневековых путешественников

История каждого средневекового путешественника — это приключенческий роман

Популярная механика
Кэмп как он есть: какие необычные вещи делали знаменитости на балу MET Gala (и зачем) Кэмп как он есть: какие необычные вещи делали знаменитости на балу MET Gala (и зачем)

Моменты, показывающие, что красные дорожки стали площадкой для самовыражения

Esquire
3D-печать домов, роботы-диагносты, космические двигатели и сверхпрочные ткани: как российские стартапы создают будущее 3D-печать домов, роботы-диагносты, космические двигатели и сверхпрочные ткани: как российские стартапы создают будущее

Подборка историй людей, которые двигают прогресс

ТехИнсайдер
Нелегкая инфекция Нелегкая инфекция

Опасность заразиться туберкулезом по-прежнему существует и в наше время

Лиза
Кетчуп и зубная щетка: неожиданные вещи, которые изобрели китайцы Кетчуп и зубная щетка: неожиданные вещи, которые изобрели китайцы

На самом деле китайцы изобрели множество привычных нам вещей

ТехИнсайдер
Как делают микроклимат внутри зданий? Как делают микроклимат внутри зданий?

Говорят, что человек не властен над погодой и климатом. На самом деле это не так

Популярная механика
Обратная связь Обратная связь

Уже 30 лет на «Кинотавре» выбирают главные фильмы страны

GQ
Авиакомпании попросили Минтранс заново проверить Superjet Авиакомпании попросили Минтранс заново проверить Superjet

Sukhoi Superjet 100 будет проверен на соответствие требованиям сертификата

Forbes
Трудная судьба копейки. Как умерла самая мелкая монета России Трудная судьба копейки. Как умерла самая мелкая монета России

Находящиеся в обороте копейки не представляют собой никакой ценности

Forbes
Правнук Суворова Правнук Суворова

Нередко одна атрибуция помогает затем совершить новые открытия

Дилетант
Народный хай-тек: тест Volkswagen Touareg Народный хай-тек: тест Volkswagen Touareg

Новый Volkswagen Touareg радикально преобразился и шагнул далеко вперёд

Популярная механика
Совершенно не секретно Совершенно не секретно

Какая бы ни приключилась беда, рядом обязательно прозвучит страшное слово HAARP

Популярная механика
Гламурная семейка Гламурная семейка

Кольцехвостые лемуры — настоящие звезды экрана

Вокруг света
Глава Google отказался от вознаграждения в виде акций. Он считает, что ему и так много платят Глава Google отказался от вознаграждения в виде акций. Он считает, что ему и так много платят

Cундар Пичаи уже второй раз отказывается от ценного вознаграждения

Forbes
Чао, дорогой! Чао, дорогой!

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

Лиза
Что известно о самолете Sukhoi Superjet 100, потерпевшем крушение в Шереметьево, и почему его критикуют Что известно о самолете Sukhoi Superjet 100, потерпевшем крушение в Шереметьево, и почему его критикуют

СК РФ начал расследование катастрофы самолета Sukhoi Superjet 100

Esquire
Вознаграждение Илона Маска в Tesla за год выросло на 4575310% Вознаграждение Илона Маска в Tesla за год выросло на 4575310%

Илон Маск возглавил рейтинг самых высокооплачиваемых руководителей

Forbes
Папа купил автомобиль Папа купил автомобиль

Стоит узнать, можешь ли ты приобрести машину с помощью государства

Лиза
Фальшивки XXI века: чем опасны нелицензионные картриджи для принтеров Фальшивки XXI века: чем опасны нелицензионные картриджи для принтеров

Экономя на расходных материалах, легко вывести принтер из строя

Популярная механика
Человек на борту Человек на борту

Пора покупать свой джет

Robb Report
Как учит английский большинство российских школьников и к чему это может привести Как учит английский большинство российских школьников и к чему это может привести

В российских школах на обучение английскому уходит не менее семи лет

Psychologies
Как говорить с подростком о контрацепции Как говорить с подростком о контрацепции

Как говорить с ребенком о его личной контрацепции, не вмешиваясь в личную жизнь

Домашний Очаг
Катя возвращается — и ее спасли вы! Катя возвращается — и ее спасли вы!

Такие пациенты, как Катя Фролова, встречаются хорошо если раз в несколько лет

Cosmopolitan
Viva la diva! Viva la diva!

Моника Беллуччи откладывает переезд в Португалию из-за молодого кавалера

StarHit
Анатомия компакта Анатомия компакта

Мы начинаем длительный тест-драйв Hyundai Creta

4x4 Club
Светлана Смирнова-Марцинкевич. Путешествие во времени Светлана Смирнова-Марцинкевич. Путешествие во времени

Интервью со Светланой Смирновой-Марцинкевич

Караван историй
Бренд «Обама»: почему (и как) Мишель и Барак Обама стали только популярнее, уйдя из Белого дома Бренд «Обама»: почему (и как) Мишель и Барак Обама стали только популярнее, уйдя из Белого дома

Среди американцев Барак и Мишель Обама — самая популярная пара. Как так вышло?

Esquire
В будущее на электросамокате: догонит ли Россия мировой тренд? В будущее на электросамокате: догонит ли Россия мировой тренд?

Сможет ли России поддержать всемирный тренд на микромобильность

Forbes
Большая розница. Почему выдача потребительских кредитов затормозится? Большая розница. Почему выдача потребительских кредитов затормозится?

Прирост объемов потребительских кредитов идет впереди роста доходов населения

Forbes
Где «прокололся» Джек-потрошитель: анализ ДНК в криминалистике Где «прокололся» Джек-потрошитель: анализ ДНК в криминалистике

Проверяем, как работает анализ ДНК, на примере самых знаменитых преступлений

Популярная механика
Открыть в приложении