|
Ежегодник 1960 г Первые фотографии обратной стороны Луны (третья советская космическая ракета). В соответствии с программой исследования космического пространства и подготовки к межпланетным полетам, 4-го октября 1959 г. в Советском Союзе был осуществлен пуск третьей советской космической ракеты, которая вывела на расчетную орбиту автоматическую межпланетную станцию (АМС) (рис. 1). Запуск АМС был осуществлен с помощью многоступенчатой управляемой ракеты с мощными высокоэффективными ракетными двигателями. Управление полетом космической ракеты осуществлялось с высокой точностью специальными автоматическими системами. Вес последней ступени третьей космической ракеты составлял 1553 кг (без топлива). Вес полезной нагрузки - 453 кг. Часть этой нагрузки была размещена на борту последней ступени ракеты. Общий вес отделяемой от космической ракеты АМС составлял 278,5 кг. Основной задачей АМС было фотографирование невидимой с Земли стороны Луны и передача изображения на Землю. Кроме того, с помощью АМС проводились научные исследования: космической радиации, газовой компоненты межпланетного вещества, корпускулярного излучения Солнца, наличия тяжелых ядер и однозарядной компоненты в космическом излучении, микрометеоров, состава межпланетного газа.
В соответствии с основной задачей была выбрана орбита АМС (рис. 2). АМС прошла на расстоянии 6500 км от поверхности Луны и вследствие ее притяжения изменила направление движения. Это позволило получить траекторию полета, удобную как для фотографирования Луны, так и для передачи на Землю (на территорию СССР) полученной информации (возвращение к Земле со стороны Северного полушария) на расстоянии порядка 47000 км. Орбиты, получаемые без использования эффекта возмущения Луны, не дают такой возможности. Выбранная орбита обеспечила, кроме того, полет АМС в космическом пространстве в течение длительного времени. Осуществление такого полета стало возможным в результате использования совершенной системы управления, обеспечившей в конце участка выведения расчетные значения величины и направления вектора скорости. Автоматическая межпланетная станция является космическим аппаратом, существенно отличающимся по своей конструкции от искусственных спутников Земли, запущенных ранее. Основным отличием является то, что АМС в определенный период своего движения по орбите становится ориентированным аппаратом, способным проводить астрономические наблюдения заранее выбранного небесного тела. В случае третьей советской космической ракеты объектом наблюдения была обратная сторона Луны; которая до того была совершенно неизвестна человеку. После прохождения плотных слоев атмосферы был сброшен конус, защищавший AMG от внешних воздействий. АМС была отделена от последней ступени космической ракеты. Отделение станции от космической ракеты необходимо для обеспечения внутри станции заданного температурного режима, для устранения влияния на научные эксперименты большой массы космической ракеты и газов, испарившихся из нее, и для облегчения поворотов станции во время процесса ориентации.  Рис. 2. Орбита автоматической межпланетной станции. АМС представляла собой тонкостенный герметичный цилиндрический аппарат со сферическими днищами. Максимальный диаметр станции 1200 мм, длина 1250 мм (без антенн). Снаружи на корпусе была установлена часть научных приборов, антенны и солнечная батарея. В верхнем днище имелся иллюминатор, прикрытый крышкой, которая автоматически открылась перед началом фотографирования. На верхнем и нижнем днищах - восемь малых иллюминаторов для датчиков системы солнечной ориентации. На нижнем днище были установлены миниатюрные управляющие реактивные двигатели системы ориентации. Для поддержания и регулирования внутри аппарата необходимого теплового режима сферические днища были закрыты экранами, а на цилиндрической части имелись жалюзи. Внутри корпуса автоматической межпланетной станции были установлены: фототелевизионная система, система ориентации, система терморегулирования, радиосистемы, система управления, телеметрическая система, система единого энергоснабжения, научная аппаратура, состоящая из чувствительных элементов, усилительных и преобразующих устройств. Для устранения вращения АМС относительно центра масс перед началом фотографирования, для ориентации в пространстве относительно Солнца и Луны и для стабилизации ее в процессе фотографирования служила система ориентации. Во время полета АМС освещалась тремя яркими небесными светилами: Солнцем, Луной и Землей. Чтобы система ориентации не «спутала» Луну и Землю, траектория движения была выбрана таким образом, чтобы в момент съемки АМС находилась приблизительно на прямой, соединяющей Солнце и Луну, а Земля - в стороне от этого направления. Сначала система ориентации ликвидировала вращение, полученное АМС в процессе выведения на расчетную орбиту. Затем AMС ориентировалась на Солнце. К моменту окончания этого процесса в поле зрения АМС находилась Луна и АМС перешла к ориентации на Луну. Затем было произведено фотографирование Луны (рис. 5, табл. IV) с расстояния 60 000 км. После выполнения фотографирования система ориентации была выключена. В фототелевизионную систему, установленную на АМС, входили фотоаппараты с объективами, имеющими различные фокусные расстояния (200 и 500 мм), устройство для проявления пленки и телевизионная аппаратура для передачи изображения на Землю. Фотографирование производилось на 35-миллиметровую пленку. Для предохранения от вредного воздействия космического излучения пленка была заключена в защитную оболочку. Передача изображения на Землю была возможна в любом из сеансов по специальной команде с Земли и произведена при возвращении АМС к Земле на первом витке. Радиотехническая аппаратура, установленная на АМС, служила для передачи на Землю научной информации, сведений о работе аппаратуры объекта и телевизионной передачи фотографии Луны; телеметрическая система позволила контролировать работу системы ориентации, системы терморегулирования, системы питания и фототелевизионной аппаратуры. Кроме того, радиоаппаратура станции позволила произвести траекторные измерения и уточнить положение АМС в пространстве. Управление аппаратурой, установленной на AMС, осуществлялось по командной радиолинии с Земли. Система единого энергопитания состояла из солнечной батареи, буферной батареи, преобразующих и стабилизирующих устройств. Солнечная батарея преобразовывала солнечную энергию в электрическую, которая накапливалась в буферной батарее. Энергия, накопленная в буферной батарее, расходовалась постоянно - для питания непрерывно работающих приборов и периодически - во время сеансов передачи информации. В полете АМС получала тепло от Солнца, кроме того, расположенные внутри АМС приборы выделяли при своей работе большое количество тепла. Для обеспечения теплового режима, необходимого для нормальной работы аппаратуры, на AMС была установлена система терморегулирования. К системе терморегулирования предъявлялись особо высокие требования в связи с процессом фотографирования, т. к. для нормальной работы оптических систем необходимо поддержание температуры в строго определенных пределах. Для регулирования теплового режима на цилиндрической поверхности корпуса снаружи были установлены жалюзи, которые открывали или закрывали радиационную поверхность с большой излучательной способностью. При повышении температуры до +25° С жалюзи открывали радиационную поверхность, при понижении температуры газа до +15° жалюзи закрывались. Кроме того, вся наружная поверхность корпуса станции была обработана таким образом, что отдельные ее элементы имели заданные оптические свойства. Внутри корпуса была осуществлена принудительная циркуляция газа. С целью обеспечения равномерного притока солнечного тепла, после окончания процесса фотографирования и ориентации АМС было придано медленное вращательное движение. Несмотря на высокий перигей орбиты АМС на первом витке и отсутствие сопротивления атмосферы при ее движении, время существования AMС ограничено. Перигейное расстояние орбиты станций вследствие влияния притяжения Солнца и Луны быстро сокращалось, и в конце марта 1960 г. АМС вошла в плотные слои атмосферы Земли и сгорела (в районе Северной Африки). Работа всей аппаратуры АМС в течение первого оборота протекала нормально. В соответствии с намеченной программой научных исследований 7 октября в 6 час. 30 мин. московского времени было начато фотографирование Луны, которое продолжалось 40 минут. При этом было получено значительное число снимков Луны в двух различных масштабах. Снимки были переданы на Землю, обработаны и опубликованы (рис. 6 и 7, табл. IV). Таким образом, с помощью АМС совершено выдающееся открытие - получено изображение обратной, невидимой с Земли, стороны Луны. Кроме этого, с помощью АМС получены дополнительные данные о космическом пространстве. На втором обороте радиосвязь с АМС прекратилась, что могло быть вызвано различными причинами. Не исключена возможность, что прекращение работы бортовой аппаратуры произошло вследствие удара метеорита, в результате нарушения герметичности корпуса. |
|
Вики: Космический аппарат был запущен 4 октября 1959 года ракетой-носителем «Восток-Л» и впервые в мире сфотографировал невидимую с Земли сторону Луны. Также во время полёта впервые в мире был на практике осуществлён гравитационный манёвр. Конечная масса последней ступени ракеты-носителя с «Луной-3» составляла 1553 кг (масса научной и измерительной аппаратуры с источниками питания 435 кг). Масса аппарата «Луна-3»: 278,5 кг. Космический аппарат имел системы: радиотехнической, телеметрической, фототелеметрической ориентации (относительно Солнца и Луны), энергопитания (с солнечными батареями), терморегулирования и комплекс научной аппаратуры, включая фотолабораторию. Система ориентации аппарата «Чайка» была разработана и построена коллективом под руководством Бориса Раушенбаха, впервые в мире решившему задачу управления аппаратами в космическом пространстве. После старта с космодрома Байконур космический аппарат «Луна-3» вышел на сильно вытянутую эллиптическую орбиту искусственного спутника Земли с наклонением 75° и периодом обращения 22 300 мин и обогнул обратную сторону Луны по направлению с юга на север, пройдя на расстоянии 6200 км от её поверхности. Под действием гравитации Луны орбита аппарата изменилась; кроме того, поскольку Луна продолжала двигаться по своей орбите, изменилась и плоскость орбиты космического аппарата. Изменение орбиты было рассчитано так, чтобы аппарат при возвращении к Земле снова пролетел над Северным полушарием, где были расположены советские наблюдательные станции. Траектория полёта была рассчитана под руководством М. В. Келдыша в Математическом институте им. В. А. Стеклова. Корабль при прохождении Луны был ориентирован кормой к солнцу и стабилизирован при помощи системы «Чайка», которая включала солнечные (8) и лунный световые сенсоры, гироскопические сенсоры углового вращения (3), компьютер, реактивные микродвигатели на сжатом азоте (8). 7 октября 1959 года во время сеанса фотографирования двумя объективами была заснята почти половина поверхности Луны (одна треть — в краевой зоне, две трети — на обратной невидимой с Земли стороне). Изображения — после проявления плёнки на борту — были переданы с помощью фототелевизионной системы на Землю. Фототелевизионное устройство «Енисей» было разработано Ленинградским НИИ телевидения (сам фотоаппарат АФА-Е1 — Красногорским механическим заводом). Передача изображения осуществлялась аналоговым методом камерой бегущего луча. На наземной стороне прием совершался несколькими приборами: съемкой камеры бегущего луча на кинопленку, фотографированием с экрана скиатрона, записью на магнитную ленту и прямой вывод изображения на термохимическую бумагу. Записи на магнитную ленту не удалось воспроизвести, изображения на термобумаге и скиатронах позволяли только оценить сюжет изображения. Единственным удачным методом регистрации оказался с использованием камеры бегущего луча. При полете к Луне и при приеме сигналов качество сигнала было плохим, высоки были уровни шумов. Принятые картинки позволили определить некоторые элементы рельефа, но в сеансе связи, когда станция подошла поближе к Земле и можно было повторить прием с большим отношением сигнал-шум, установить связь со станцией не удалось. Максимальное удаление «Луна-3» от Земли в апогее составило около 480 тыс. км, в перигее — около 40 тыс. км. Совершив 11 оборотов вокруг Земли, аппарат вошёл в земную атмосферу и прекратил существование. В дальнейшем осуществлялось еще несколько запусков по той же программе, но все они были неудачны. Более качественные снимки удалось получить только через несколько лет станцией Зонд-3. Несмотря на плохое качество, полученные снимки обеспечили Советскому Союзу приоритет в наименовании объектов на поверхности Луны, на карте появились кратеры и цирки Джордано Бруно, Жюля Верна, Герца, Курчатова, Лобачевского, Максвелла, Менделеева, Пастера, Попова, Склодовской-Кюри, Цзу Чунчжи и Эдисона, лунное море Москвы. В очередной раз было продемонстрировано первенство СССР в космической гонке. |
|
НК: Как были получены первые фотографии обратной стороны Луны В.Ефимов специально для «Новостей космонавтики» Наша естественная спутница – Луна интересовала жителей Земли с незапамятных времен. Интерес к ней особенно возрос, когда было установлено, что земляне могут видеть всегда только одну и ту же сторону Луны. Ученым и любопытным обывателям было интересно узнать, что же расположено на другой, невидимой с Земли стороне Луны. Один французский винодел – хозяин крупной винодельческой фирмы – пообещал даже подарить 1000 бутылок вина тому, кто первый заглянет на обратную сторону Луны. И вот труженики науки и техники нашей страны в 1959 г. впервые в мире получили на Земле фотографии обратной стороны Луны – невидимой с Земли. Как же это происходило? Если 4 октября 1957 г., день запуска Первого искусственного спутника Земли, был выбран в известной мере случайно, по мере готовности пуска, то этого нельзя сказать про запуск АМС «Луна-3», который состоялся через два года и тоже 4 октября. Фотографирование обратной стороны Луны на тогдашнем уровне развития космической техники возможно было только при запуске в определенный день и час – один раз за месяц (вернее, за «лунные сутки»). И запуск АМС «Луна-3» оказался удачным во всех отношениях, а именно: 1. Не было предварительных запусков станций с ТВ-аппаратурой. 2. Старт прошел в намеченное время. 3. АМС «Луна-3» вышла на расчетную траекторию, а это было очень важно, так как корректировать траектории полетов мы тогда еще не умели. 4. Комплекты бортовой и наземной аппаратуры, которые обеспечивали выполнение программы полета, сработали в основном успешно. Комплекс ТВ-аппаратуры для получения на Земле фотографий обратной стороны Луны имел название «Енисей» и включал в себя: а) бортовую фототелевизионную камеру, которая могла работать в двух режимах: «медленном» и «быстром»; б) два типа наземной приемной аппаратуры: «Енисей-I» для «быстрого» режима передачи и «Енисей-II» – для «медленного». В «медленном» режиме работы ТВ-комплекса длительность строки равнялась 1.25 сек, время передачи кадра – около 30 мин. Потенциальная разрешающая способность – 1000 элементов в строке. Этот режим приема на аппаратуру «Енисей-II» был предусмотрен при больших удалениях АМС от Земли. В «быстром» режиме частота строчной развертки составляла 50 Гц, время передачи полного кадра (на пленке) – 15 сек. На этот режим камера переключалась при подлете АМС к Земле на достаточно близкое расстояние – 40000–50000 км. Соответственно работали комплекты приемной аппаратуры «Енисей-I». Хотя техническое задание на разработку было согласовано и утверждено только в апреле 1958 г., созданием аппаратуры ТВ-комплекса «Енисей» специалисты ВНИИ телевидения занялись еще в конце 1957 г., и к лету 1959 г. было изготовлено необходимое количество комплектов бортовой и наземной (приемной) аппаратуры. Приемные комплексы «Енисей-I» и «Енисей-II» изготавливались как в стационарном, так и в автомобильном вариантах. Для приема ТВ-сигнала с АМС были выделены и оснащены соответствующей аппаратурой два НИПа (наземных измерительных пункта): один, основной, в Крыму (на базе Крымской обсерватории в Симеизе), другой – на Камчатке. Приемная ТВ-аппаратура (парами, «Енисей-I» + «Енисей-II») была распределена следующим образом: • стационарные (самые лучшие в части отладки) ТВ-комплексы были отправлены на сопряжение с радиокомплексом АМС в фирму М.С.Рязанского (головного разработчика радиокомплекса АМС «Луна-3»), затем в фирму С.П.Королева – создателя ракетной системы, при помощи которой был осуществлен запуск АМС, а также и самой АМС «Луна-3», а потом на космодром Байконур; • автомобильные варианты своим ходом направлены на крымский НИП; • приемная аппаратура на камчатский НИП была доставлена самолетами вместе с группой специалистов, которые провели монтаж, отладку, сопряжение ТВ-комплексов с другими радиосредствами, а также эксплуатацию приемных ТВ-комплексов во время работы с АМС. Итак, в ночь с 3 на 4 октября 1959 г. ракетной системой «Восток» был произведен запуск АМС «Луна-3», а 7 октября она достигла района Луны. Тогда (впервые в космической технике) была проведена ориентация АМС по опорным объектам – по Солнцу и, естественно, по Луне. После этого ориентация АМС поддерживалась автоматически в течение всего времени фотографирования. Затем на борт АМС была подана соответствующая команда – и в 06:30 по московскому времени фототелевизионная камера «Енисей» начала съемку невидимой с Земли стороны Луны. Время запуска АМС, траектория полета, время съемки были рассчитаны таким образом, чтобы на фотографиях была зафиксирована некоторая часть видимой с Земли поверхности нашей спутницы. Это необходимое условие для «привязки» объектов лунной поверхности. Фотографирование производилось с выдержками 1/200, 1/400, 1/600 и 1/800 с в течение 40 мин входившим в состав бортовой передающей камеры фотоаппаратом с двумя объективами, которые имели фокусные расстояния Р = 200 мм и Р = 500 мм. Расстояние от центра Луны при этом было 65200-68400 км. Фотопленка марки АШ История примененной в камере «Енисей» фотопленки типа АШ шириной 35 мм достаточно забавна. По свидетельству заместителя главного конструктора темы «Енисей» П.Ф.Брацлавца и ведущего инженера по бортовой камере Ю.П.Лагутина, наша промышленность к тому времени еще не освоила производство фотопленки, удовлетворявшей всем требованиям заказа «Енисей». Но выручил «господин случай». Во второй половине 50-х годов США стали использовать в разведывательных целях воздушные шары. Возможность их применения для разведки основывалась на особенностях воздушных течений над нашей страной – постоянных перемещений воздушных масс с запада на восток. Шары, снабженные специальной фотоаппаратурой, запускались с военных баз США в странах Западной Европы и, несомые воздушными течениями, появлялись над СССР, фотографируя территорию нашей страны по пути движения. Таких шаров запускалось много. Они создавали угрозу полетам самолетов. Сбито этих злополучных «шариков» было тоже немало. Некоторое количество фотопленки с этих шаров-шпионов оказалось в академии имени А.Ф.Можайского, с которой сотрудничал ВНИИ телевидения. После исследования упомянутой фотопленки оказалось, что она по своим параметрам пригодна для использования в бортовой аппаратуре «Енисей». Тогда было принято, втайне от высокого начальства, решение разрезать ее на требуемый размер, отперфорировать и применить для фотографирования невидимой стороны Луны. Отсюда становится понятным несколько озорное обозначение типа фотопленки АШ – «американские шарики». После окончания съемки бортовая фототелевизионная камера «Енисей» автоматически осуществила проявку экспонированной пленки, которая после этого была перемотана в специальный накопитель. Наконец принятый с борта АМС телеметрический сигнал показал, что фототелевизионная камера «Енисей» сработала. Но есть что-нибудь на пленке или нет, пока было не ясно. И вот принимается решение о включении аппаратуры АМС на передачу ТВ-сигнала. Началась передача сигнала изображения штриховой миры, впечатанной на фотопленку еще на Земле. Эти два события – начало работы бортовой передающей камеры «Енисей» и передача тест-строки – ознаменовали рождение космического телевидения. Сразу же после запуска АМС «Луна-3» С.П.Королев, М.В.Келдыш, Б.Е.Черток и другие заместители и помощники С.П. Королева, главные конструкторы систем ракеты-носителя и АМС, в том числе Е.Я.Богуславский, главный конструктор ТВ-комплекса «Енисей» И.Л. Валик и другие прилетели на крымский НИП. Включение бортовой аппаратуры АМС производилось непосредственно оттуда же в удобное по условиям приема сигнала на НИПе время. Работе с АМС было уделено такое внимание, что, по словам участников этих работ на крымском НИПе, на время сеансов связи с АМС в Крыму выключались все радиоизлучающие средства, вплоть до прекращения движения автотранспорта в районе Симеиза, где на горе Кошка находился НИП. Окрыленное первыми успехами начальство приняло решение о включении лентопротяжного устройства (ЛПУ) бортовой камеры «Енисей». Но поскольку штрихи миры были впечатаны параллельно движению фотопленки, сразу нельзя было сказать, работает ли лентопротяжка камеры и есть ли что-нибудь на пленке. И только когда на экранах мониторов (видеоконтрольное устройство, ВКУ) в «шумах»1 появилось пятно – фото Луны, заснятой с Земли, впечатанное на бортовую фотопленку в качестве теста, – у всех «заинтересованных» лиц вырвался вздох облегчения. Отметим здесь, что принимаемый с «Луны-3» на Крымском НИПе ТВ-сигнал одновременно: • записывался на магнитофон; • записывался на 35-мм кинопленку двумя фоторегистрирующими устройствами (ФРУ) приемного комплекса «Енисей-II»; • воспроизводился на экранах мониторов, входивших в состав комплекса «Енисей-II». Эти ВКУ имели электронно-лучевые трубки с «памятью» типа скиатрон (10ЛМ2Г); • воспроизводился на электрохимической бумаге аппаратом открытой записи. И вот во время очередного сеанса связи с АМС фиолетовая точка на экране ВКУ начала строчка за строчкой (длительность строки – 1.25 сек) выписывать первое изображение лунной поверхности. В этот момент АМС находилась на расстоянии около 470000 км от Земли (что было зафиксировано в «Книге рекордов Гиннесса»). И хотя этот и последующие кадры принимались из космоса в «шумах», восторгу не было границ. По косвенному свидетельству Б.А.Покровского и О.Г.Ивановского2, прямо на крымском НИПе была обработана кинопленка, полученная с ФРУ приемного комплекса «Енисей-II». Вообще-то нам, «представителям промышленности» и персоналу НИПов, было категорически запрещено (как при работе с АМС «Луна-3», так и в дальнейшем – вплоть до запуска «Метеора») проявлять «боевые» пленки с ФРУ приемных ТВ-комплексов на НИПах. Надо думать, что такая «вольность» в обращении с «боевой» пленкой, как проявление прямо на НИПе, была допущена по указанию Главного (по существу, а не по табели о рангах – Генерального!) конструктора С.П.Королева. На камчатском НИПе после монтажа, отладки и сопряжения с другими средствами обеспечения работы с АМС «Луна-3» начиная со второго сеанса связи также велся прием ТВ-сигнала.
В связи с ограниченными энергоресурсами АМС «Луна-3», а также по условиям приема информации с нее, сеансы связи с АМС проводились, как правило, один раз в сутки. Однажды, после приема одного из кадров, а это было 18 октября, по громкоговорящей связи НИПа объявили, что на АМС будет включен «быстрый» режим. (В это время АМС подлетела достаточно близко к Земле – на 40000–50000 км.) Мы торопливо включаем и готовим к работе приемный комплекс «Енисей-I». Проходят несколько секунд... И на экранах мониторов3 (длительность кадра на экране – 10 сек) замелькали один за другим «шарики» – изображения обратной стороны Луны. Восхищение наших специалистов и многочисленных «зрителей», несмотря на все запреты до отказа набившихся в небольшое помещение «станции», невозможно описать. «Картинки» на экранах ВКУ были хорошей контрастности и с малыми «шумами». Но это удовольствие длилось недолго. При подлете «Луны-3» к радиогоризонту камчатского НИПа на борт АМС была подана команда на выключение бортового радиокомплекса – и АМС ушла в тень Земли. 1 Паразитный сигнал, который выражается в хаотически расположенных точках на экранах ВКУ и кинопленке в фоторегистрирующих устройствах. 2 Б.А.Покровский – специалист командно-измерительного комплекса. О.Г.Ивановский – в описываемое время один из ведущих конструкторов ОКБ С.П.Королева 3Разработаны на электронно-лучевых трубках с послесвечением типа 23 ЛМ. На камчатском НИПе, так же как и на крымском, изображение обратной стороны Луны можно было наблюдать на экранах мониторов, и, кроме того, оно фиксировалось на кинопленку ФРУ приемных комплексов «Енисей-II» (или в «быстром» режиме – «Енисей-I»). После окончания всех сеансов связи выяснялось, что у «хозяев» – фирмы М.С.Рязанского – ТВ-сигнал записывался, так же как и на Крымском НИПе, на магнитофон, но воспроизвести записанный сигнал не удалось! Если бы мы знали об этом виде регистрации перед началом работ с «Луной-3», то предложили бы «хозяевам» произвести совместную отладку этой аппаратуры. После получения первых 3–4 снимков лунной поверхности кинопленки, экспонированные на ФРУ комплекса «Енисей-II», были с крымского НИПа нарочным отправлены в Москву и после некоторой ретуши 27 октября 1959 г. опубликованы в печати («Известия» №255 (13182)). Все пленки с ФРУ приемных комплексов «Енисей-I» и «Енисей-II» были переданы в Пулковскую обсерваторию для изучения и стали первичным документом для составления Атласа обратной стороны Луны. Когда АМС «Луна-3» ушла в тень Земли, часть специалистов получила разрешение покинуть НИП, но основной состав бригад был оставлен для продолжения работ с АМС после выхода ее из тени Земли. Увы, в назначенное время «Луна-3» не подавала признаков жизни, с борта не удавалось принять не только ТВ-сигнал, но и телеметрию. Самая вероятная причина – выход из строя передатчика или источников энергии. По данным специалистов, АМС просуществовала еще несколько месяцев и сделала 11 витков по своей орбите. Несколько слов о подробностях приема ТВ-сигнала Необходимо лишний раз обратить внимание на то, что во время сеансов связи с «Луной-3» ТВ-сигнал фиксировался одновременно в «медленном» режиме всеми упомянутыми ранее видами регистрации (на крымском НИПе четырьмя, на камчатском тремя), а в «быстром» режиме – только одним способом, ФРУ приемных комплексов «Енисей-I». Но основным видом было все-таки экспонирование кинопленки на ФРУ приемных комплексов «Енисей», так как только в этом случае можно получить полутоновое изображение. Перед заправкой в ФРУ кинопленка тщательно маркировалась. По окончании каждого сеанса связи с АМС на конец экспонированной кинопленки также наносилась соответствующая маркировка, а затем персонал НИПа изымал кинопленку из кассет ФРУ и в установленном порядке отправлял в Москву для проявки и изучения. Как уже говорилось, проявлять «боевые» пленки с ТВ-комплексов на НИПах запрещалось. Магнитная запись ТВ-сигналов, имеющая большие преимущества перед другими видами регистрации, в конце концов все равно требует воспроизведения на мониторе или записи на кино- или фотопленку. При разработке приемных комплексов «Енисей-II» мыслилось, что одним из видов фиксации передаваемого ТВ-изображения обратной стороны Луны должно быть сохранение наилучших кадров на экранах скиатронов или даже фотографирование изображения с экранов этих ЭЛТ обычными фотоаппаратами. В этом случае оператор мог отключить автоматику управления работой монитора1 тумблером на лицевой панели ВКУ. 1Для воспроизведения очередного кадра должна была быть произведена подготовка экрана скиатрона 10ЛМ2Г, заключавшаяся в «стирании» предыдущего кадра путем нагревания и последующего охлаждения экрана этой ЭЛТ. Специальная «печка» и вентилятор были встроены в само ВКУ. Управление этим процессом производилось автоматикой. Однако практически мониторами приемного комплекса «Енисей-II» пользовались лишь для целей фазирования и контроля качества изображения, т.е. по прямому назначению. Что же касается аппаратов открытой записи с получением изображения на электрохимической бумаге, то их преимущество перед мониторами на скиатронах было невелико. Оно состояло в том, что «картинка» там воспроизводилась в несколько увеличенном размере и аппараты открытой записи позволяли видеть изображение одновременно большему кругу наблюдателей. Качество изображения, однако, было низким. Позже, обмениваясь информацией с упоминавшимся уже ведущим инженером по бортовому «Енисею» Ю.П.Лагутиным, мы пришли к выводу о том, что, несмотря на сравнительно большое количество кадров с изображением обратной стороны Луны, полученных во время сеансов связи с «Луной-3», фотопленка, заправленная в бортовую камеру, была «прокручена» не до конца. А жаль! После описанных выше событий было произведено еще два запуска АМС с той же целью, что и «Луна-3», но оба они были неудачными. Имевшиеся в наличии «летные» комплекты бортовой ТВ-аппаратуры были израсходованы. Так была закончена часть темы «Е-2» отечественной лунной программы – фотографирование обратной стороны Луны. Окончанием темы «Е-2» был успешный запуск КА «Зонд-3», который произвел фотографирование части поверхности Луны, незаснятой ранее АМС «Луна-3». |
|
Маров: С целью фотографирования лунной поверхности разрабатывались две конкурирующие телекоммуникационные системы: разработанная Богомоловым система Е-2 и разработанная Рязанским система Е-2А. Было решено использовать систему Е-2А. Космическая станция Е-2А, спроектированная Глебом Максимовым, представляла собой цилиндрический контейнер длиной 130 см с нижней и верхней полусферами шириной 120 см. Диаметр цилиндрической секции составлял приблизительно 95 см. Контейнер был герметично запаян при давлении 0,23 бар, внутри его находились фотокамеры и оборудование для обработки отснятых пленок, аппаратура связи, вентиляторы системы терморегулирования, гироскопы и серебряно-цинковые аккумуляторы. Частота передачи была равна 103 МГц, а частота приема — 183,6 МГц. Запасная система телеметрии работала на частоте 39,986 МГц. Космическая станция была оснащена шестью всенаправленными антеннами, четыре из которых выступали из верхней части, и две — из нижней. Система терморегулирования держала температуру внутри станции на уровне не выше 25 °С, для чего использовалось пассивное охлаждение — щитки, смонтированные вдоль цилиндра. Снаружи были установлены солнечные батареи для зарядки аккумуляторов, а также детекторы микрометеоритов и космических лучей. Фотокамеры располагались в верхней полусфере зонда, а в нижней находились газовые реактивные двигатели, управлявшие ориентацией по трем осям, но отсутствовала двигательная установка, чтобы совершать маневры на промежуточном участке траектории. На маршевом участке траектории космическая станция стабилизировалась вращением, а для фотографирования она стабилизировалась по трем осям, и затем снова переходила в режим стабилизации вращением. Для ориентации по Солнцу и Луне использовались фотоэлементы. Полезная нагрузка: 1. Факсимильная фототелевизионная система «Енисей-2». 2. Детектор микрометеоритов. 3. Три ионные ловушки. 4. Черенковский детектор. 5. Сцинтилляционный и газоразрядный гейгеровские счетчики. 6. Масс-спектрометр (не был установлен). Эти научные приборы были по существу аналогичны приборам, устанавливавшимся на «Луне-1» и «Луне-2». Планировалось также установить масс-спектрометр, основанный на приборе, успешно слетавшем на «Спутнике-3», но от него пришлось отказаться из-за большой массы и временных ограничений. В отличие от американцев, которые для фотосъемки в дальних космических полетах использовали телекамеры (видиконы), советские исследователи применяли системы пленочных фотокамер. Этот подход был сложен и требовал большой массы, но он обеспечивал более высокое разрешение, большую чувствительность, лучшее качество и был свободен от дисторсии. Факсимильная изображающая система «Енисей-2» на космических станциях Е-2 и Е-3 состояла из 35-мм пленочной фотокамеры, оснащенной объективами //5,6 и //9,5, с фокусными расстояниями 200 мм и 500 мм соответственно, блоком автоматической обработки пленки и сканером фотопленок на основе фотоумножителя с разрешением 1000 пикселей на линию. Размер двухсотмиллиметрового объектива позволял снимать полный диск Луны. Фотокамера совершала цикл из четырех экспозиций от 1/200 до 1/800 секунды. Она позволяла одновременно экспонировать соседние пары кадров, по одной через каждую линзу, и была рассчитана на 40 кадров с разрешением 1000x1000 пикселей на термо- и радиационно-устойчивой изохроматической фотопленке. Отснятые пленки можно было отсканировать и перемотать по команде с Земли, и передать изображение со скоростью 1,25 линий в секунду или 50 линий в секунду в зависимости от расстояния до Земли. Видеосигнал передавался на частоте 183,6 МГц передатчиком мощностью 3 Вт. После окончания холодной войны выяснилось, что в СССР не было собственного производства радиационно-устойчивой фотопленки, и в ход шла американская фотопленка, которую извлекали из упавших американских разведывательных воздушных шаров, летевших из Западной Европы над территорией СССР. Описание миссии В этой серии лишь первая космическая станция выжила в ходе запуска: 4 октября 1959 года «Луна-3» (Е-2А №1) успешно вышла на эллиптическую околоземную орбиту, которая позволила приблизиться достаточно близко к южному полюсу Луны, где лунная гравитация изменила направление полета космического аппарата, сориентировав его по направлению к Земле, так что окончательная траектория приняла форму восьмерки. Космическая станция, которую советская пресса называла «автоматической межпланетной станцией», вскоре после запуска несколько перегрелась, после чего нарушилась работа бортовой телеметрии, что привело к изменению оси вращения и отключению некоторого оборудования. Для подготовки фотосъемки было остановлено вращение и активирована гироскопическая трехосная система ориентации. Станция пролетела в 6200 километрах от лунного южного полюса, максимально сблизившись с Луной 6 октября в 14:16 по Всемирному времени, а затем пересекла плоскость лунной орбиты в направлении освещенной Солнцем обратной стороны Луны. В начале 7 октября фотоэлемент в верхней части станции зарегистрировал отраженный от Луны солнечный свет на расстоянии 65000 км и запустил 40-минутную фотосъемку. Было отснято двадцать девять кадров, после чего заклинило механический затвор. Последний кадр был сделан с расстояния 66 700 км. После завершения фотосъемки космическая станция перешла в режим вращения, и была предпринята первая попытка передачи изображений. Сигнал был слабым и прерывистым, так что единственное полученное изображение было практически лишено деталей. Вторая попытка была предпринята в окрестности апогея на расстоянии 470000 км от Земли, но качество передачи снова было низким. Возможно, диаграмма направленности антенн космической станции была неоптимальной. Было решено подождать десять дней до наиболее удобного (с точки зрения передачи информации) положения, когда космическая станция окажется вблизи Земли. Когда станция приблизилась к Земле, несколько попыток получить изображение на высокой скорости не привели ни к чему хорошему. Сигнал был слабым, искаженным статическим шумом и шумами в радиодиапазоне. Чтобы снизить влияние шумов советские инженеры установили режим радиомолчания в Черном Море в окрестности приемной антенны в Евпатории. В конце концов, 18 октября сигнал резко усилился, и было успешно получено 17 хотя и зашумленных, но вполне различимых изображений. Полет был совершен согласно плану, когда была освещена часть ближней стороны Луны, так что Солнце освещало лишь 70% ее обратной стороны. 22 октября контакт с «Луной-3» был потерян, и в апреле 1960 года она сгорела при входе в атмосферу. |
