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 опасных продуктов, от которых стоит отказаться навсегда 10 опасных продуктов, от которых стоит отказаться навсегда

Растительное масло, соя и даже рыба могут быть очень опасны для нашего здоровья

Популярная механика
Химия через алхимию Химия через алхимию

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

Дилетант
Как люди живут в «умных городах» и при чем тут ИИ! Интересные факты о будущем Как люди живут в «умных городах» и при чем тут ИИ! Интересные факты о будущем

«Умные города», где искусственный интеллект делает жизнь людей удобнее

ТехИнсайдер
90% семей в России — это полное слияние невротиков 90% семей в России — это полное слияние невротиков

Что такое нездоровые отношения между мужчиной и женщиной

Psychologies
Раскрыта cтратегия, которой следуют успешные люди на пути к большой цели Раскрыта cтратегия, которой следуют успешные люди на пути к большой цели

Какими качествами должны обладать эффективные лидеры и сотрудники

Inc.
По опыту Amazon и Alibaba: чем магазину привлечь избалованного клиента По опыту Amazon и Alibaba: чем магазину привлечь избалованного клиента

Покупатель больше не выбирает любимый магазин раз и навсегда

Forbes
Как калифорнийский единорог с участием Чубайса хочет заменить Солнце Как калифорнийский единорог с участием Чубайса хочет заменить Солнце

Калифорнийский стартап TAE привлек $600 млн на разработку термоядерного реактора

Forbes
Отступление варваров: что случилось с компанией-символом завоевания Америки финансистами Уолл-стрит Отступление варваров: что случилось с компанией-символом завоевания Америки финансистами Уолл-стрит

Компания KKR стала символом завоевания Америки финансистами Уолл-стрит

Forbes
Добро пожаловать, или Посторонним вход воспрещен Добро пожаловать, или Посторонним вход воспрещен

Елена Подкаминская не любит делать из личной жизни инфоповоды

OK!
Клещи проснулись Клещи проснулись

Роспотребнадзор предупреждает: сезон активности клещей наступил

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

Как оставаться продуктивным на работе, продолжая использовать высокие технологии

Forbes
Нет талии? Платите штраф! Нет талии? Платите штраф!

Роспотребнадзор заинтересовался идеей ввести штрафы на объем талии больше 90 см

Лиза
7 лучших игровых новинок 2019 года 7 лучших игровых новинок 2019 года

Самое время собрать игры, которые понравились нам больше всего

CHIP
Индульгенция для миллиардеров. Почему бизнесу не нужно строить храмы Индульгенция для миллиардеров. Почему бизнесу не нужно строить храмы

У Русской православной церкви в современном обществе противоречивое положение

Forbes
Как в индустрии моды борются за расовое разнообразие Как в индустрии моды борются за расовое разнообразие

Рианна и главы известных брендов на страже равенства и инклюзивности

Vogue
Создатели «Игры престолов» объяснили появление стаканчика Starbucks в четвертой серии Создатели «Игры престолов» объяснили появление стаканчика Starbucks в четвертой серии

«Латте был ошибкой. Дейенерис заказывала травяной чай», — пошутили продюсеры

Esquire
Восточные практики: с чего начать? Восточные практики: с чего начать?

Как понять, какое направление восточных практик подходит именно вам?

Psychologies
Поменять привычку? Легко! Поменять привычку? Легко!

Создавая себе одни только полезные привычки, мы могли бы изменить характер

Psychologies
Авиакатастрофа без точного числа жертв: как «Аэрофлот» рассказывает о сгоревшем SSJ 100 Авиакатастрофа без точного числа жертв: как «Аэрофлот» рассказывает о сгоревшем SSJ 100

В результате катастрофы Sukhoi Superjet 100 «Аэрофлота» погиб 41 человек

Forbes
Блокчейн больше не будущее. Как крупнейшие компании мира уже используют технологию Блокчейн больше не будущее. Как крупнейшие компании мира уже используют технологию

Блокчейн уже не просто слово из будущего

Forbes
10 небанальных мест для медового месяца 10 небанальных мест для медового месяца

Андаманские острова вместо Мальдив и Антарктида для самых смелых

Vogue
Сколько энергии на самом деле расходует накопительный водонагреватель? Сколько энергии на самом деле расходует накопительный водонагреватель?

Когда-нибудь считали, сколько уходит электричества на работу среднего бойлера?

CHIP
Время возмездия Время возмездия

Двигатели внутреннего сгорания живее всех живых

Quattroruote
McDonald's откроет рестораны только для доставки. Как это изменит рынок еды? McDonald's откроет рестораны только для доставки. Как это изменит рынок еды?

Крупнейшая в России сеть быстрого питания задумалась над запуском dark kitchen

Forbes
Саймон Кинберг: «Люди Икс впервые отправятся в космос» Саймон Кинберг: «Люди Икс впервые отправятся в космос»

Каково работать над проектом во франшизе, которая существует уже 19 лет

GQ
14 развивающих приложений для детей разных возрастов: поиграть и научиться 14 развивающих приложений для детей разных возрастов: поиграть и научиться

Игры на смартфоне - это не обязательно бездумные стрелялки или ходилки

CHIP
Mitsubishi L200. На пороге барбершопа Mitsubishi L200. На пороге барбершопа

Пикап L200 постригли, побрили и превратился он в писаного красавца

АвтоМир
«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
Егор Крид: «Не думаю, что мы с Тимати останемся друзьями» Егор Крид: «Не думаю, что мы с Тимати останемся друзьями»

Мы узнали, почему Егор ушел из Black Star и зачем пошел на шоу к Юрию Дудю

GQ
Подарок Путина. На кого рассчитана третья волна амнистии капитала Подарок Путина. На кого рассчитана третья волна амнистии капитала

Почему законопроекты об амнистии капитала не помогут российскому бизнесу

Forbes
Открыть в приложении