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

Полезные привычки для здоровья мозга: 5 советов, к которым стоит прислушаться Полезные привычки для здоровья мозга: 5 советов, к которым стоит прислушаться

Отрывок из книги Джона Рэндольфа «Таблетка для мозга»

Популярная механика
Скажи мне, кто твой друг… Скажи мне, кто твой друг…

На съемках «Друзей» Энистон испугалась жеребца, а Швиммер организовал забастовку

StarHit
Бот еще: чем опасна для бизнеса «забытая» автоматизация Бот еще: чем опасна для бизнеса «забытая» автоматизация

Не стоит забывать об одном риске IT-компании — «забытой» автоматизации

Forbes
Какие возможности дает изменение алфавита ДНК? Какие возможности дает изменение алфавита ДНК?

В генетический алфавит добавили две новые буквы

Популярная механика
Когда-то по Земле ходили «мега-пингвины»! Интересные факты о доисторических птицах ростом с человека Когда-то по Земле ходили «мега-пингвины»! Интересные факты о доисторических птицах ростом с человека

Какими были гигантские доисторические пингвины и почему они исчезли?

ТехИнсайдер
Джордано Балдони Джордано Балдони

О фактурном дизайне и модных цветах

SALON-Interior
На что опереться в переживании горя: 8 столпов силы На что опереться в переживании горя: 8 столпов силы

Человек, который переживает тяжелую утрату, отрезан от внешнего мира

Psychologies
Для чего смартфону несколько камер? Для чего смартфону несколько камер?

Зачем нужна мультикамерная архитектура и почему смартфоны стали трехглазыми

CHIP
Балет о Габриэль Шанель и еще пять спектаклей июня Балет о Габриэль Шанель и еще пять спектаклей июня

Светлана Захарова в Большом театре, «Нэнси» Ивана Вырыпаева в «Современнике»

Vogue
Страховщики заплатят полную стоимость сгоревшего Sukhoi Superjet 100 Страховщики заплатят полную стоимость сгоревшего Sukhoi Superjet 100

Sukhoi Superjet 100 был застрахован на полную стоимость

Forbes

Владимир Дашевский помогает решить проблему одному из наших читателей

Psychologies
Прокачай себя за лето: как изменить жизнь за 30 дней Прокачай себя за лето: как изменить жизнь за 30 дней

Начните новую жизнь прямо сегодня!

Домашний Очаг
Названы лучшие и худшие серии «Игры престолов» Названы лучшие и худшие серии «Игры престолов»

Финальный сезон «Игры престолов» не спешит на покой

Maxim
Призрак свободы Призрак свободы

Как жители крошечной республики Сан-Марино сохраняют свою независимость

Вокруг света
16 идей и советов, которые помогут простить обиду 16 идей и советов, которые помогут простить обиду

Продолжая возмущаться из-за нанесенной нам обиды, мы истощаем себя

Psychologies
Экоактивизм вместо урока биологии: кто такая 16-летняя Грета Тунберг и за что ее номинировали на Нобелевскую премию Экоактивизм вместо урока биологии: кто такая 16-летняя Грета Тунберг и за что ее номинировали на Нобелевскую премию

Шведская школьница Грета Тунберг претендует на Нобелевскую премию мира

Esquire
На скорости за двести: куда спешат самые быстрые поезда планеты На скорости за двести: куда спешат самые быстрые поезда планеты

История самых высокоскоростных поездов планеты

Популярная механика
«Сцена заставляет от многого отказаться» «Сцена заставляет от многого отказаться»

В мае этого года Alekseev выпускает свой второй альбом — «Моя звезда»

OK!
На острове Velvet На острове Velvet

15 лет назад Алёна Михайлова и Лиана Меладзе основали продюсерскую компанию

OK!
Джаред Харрис (химик из сериала «Чернобыль»): «Правда заметается под ковер, потому что часто выставляет власти не в лучшем свете» Джаред Харрис (химик из сериала «Чернобыль»): «Правда заметается под ковер, потому что часто выставляет власти не в лучшем свете»

Джаред Харрис — о поисках правды в потоке фейковой информации

Esquire
Массовые вымирания оказались связаны с удушьем Массовые вымирания оказались связаны с удушьем

Исследователи изучили соотношения изотопов серы и углерода в известняках Якутии

Популярная механика
Безопасность или угроза свободе: зачем обществу распознавание лиц Безопасность или угроза свободе: зачем обществу распознавание лиц

Система распознавания лиц порождает конфликт двух общественных интересов

Forbes
Верный курс: надолго ли рубль останется фаворитом Верный курс: надолго ли рубль останется фаворитом

Динамика курса рубля выигрышно смотрится на фоне валют других рынков

Forbes
Ани Лорак «Считаю, что я – Мисс Вселенная» Ани Лорак «Считаю, что я – Мисс Вселенная»

Певица призналась, почему конфликтует с дочкой и не любит рано просыпаться

StarHit
Отряд 9900: зачем израильская армия берет на службу людей с аутизмом Отряд 9900: зачем израильская армия берет на службу людей с аутизмом

В израильской армии запустили экспериментальный проект «Взгляд в будущее»

Популярная механика
Майкл Фассбендер: «Когда тебе за 40, самое время осваивать что-то новое» Майкл Фассбендер: «Когда тебе за 40, самое время осваивать что-то новое»

Выяснили у Майкла Фассбендера, каково ему прощаться с героем франшизы «Люди Икс»

Cosmopolitan
Слишком правильный Слишком правильный

Певец Сергей Лазарев – о мамином воспитании и собственном отцовстве

Домашний Очаг
Химия через алхимию Химия через алхимию

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

Дилетант
Дело техники Дело техники

Определен порядок внесения изменений в конструкцию автомобилей и мотоциклов

АвтоМир
«Чернобыль» — блестящая пятисерийная драма HBO о катастрофе 1986 года. Рассказываем, в чем ее основные достоинства «Чернобыль» — блестящая пятисерийная драма HBO о катастрофе 1986 года. Рассказываем, в чем ее основные достоинства

Сериал «Чернобыль» производства HBO показывает события на Чернобыльской АЭС

Esquire
Открыть в приложении