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

Время во Вселенной может не существовать вовсе: рассказываем, почему этого не стоит бояться Время во Вселенной может не существовать вовсе: рассказываем, почему этого не стоит бояться

Существует ли время?

Популярная механика
Золотое детство. Как воспитывают детей в монарших семьях Золотое детство. Как воспитывают детей в монарших семьях

Ребенок, рождающийся в королевской семье, всю жизнь будет соблюдать протокол

Forbes
Зловещий ИИ: зачем чат-боты рушат семьи и делают нас глупее и кто в этом виноват Зловещий ИИ: зачем чат-боты рушат семьи и делают нас глупее и кто в этом виноват

Действительно ли от нейросетей исходят серьезные угрозы?

Forbes
9 железных аргументов, почему тебе нужен дрон (или лучшие дроны для тебя) 9 железных аргументов, почему тебе нужен дрон (или лучшие дроны для тебя)

Самое время задуматься над приобретением квадрокоптера

Playboy
Терапия бездельем: что такое бедроттинг и почему зумеры полюбили валяться в постели Терапия бездельем: что такое бедроттинг и почему зумеры полюбили валяться в постели

Bed rotting: обычная лень или способ восстановить силы?

Forbes
В какое время лучше заниматься спортом? (Спойлер: от твоего выбора зависит результат) В какое время лучше заниматься спортом? (Спойлер: от твоего выбора зависит результат)

Важно ли то, когда именно заниматься спортом? Давай выясним!

Playboy
Игра на публику Игра на публику

Краткий кодекс этики в соцсетях: что нужно знать в 2019 году

Glamour
Сносное жилье Сносное жилье

Как устроена московская реновация и кто уже зарабатывает на ней миллиарды

Forbes
7 самых полезных опций стиральных машин, за которые стоит заплатить 7 самых полезных опций стиральных машин, за которые стоит заплатить

Что полезного умеют стиральные машины, стоящие выше бюджетной ценовой категории?

CHIP
Человек и пароход Человек и пароход

У виллы Мезон Берто началась новая жизнь

AD
Золото помогает изменить гены человека Золото помогает изменить гены человека

Систему CRISPR можно доставить в человеческие клетки с помощью наночастиц золота

Forbes
Помиритесь с едой, которую себе запрещаете Помиритесь с едой, которую себе запрещаете

Упражнение, которое научит вас есть, не испытывая при этом стыда

Psychologies
Почему так трудно бросить партнера, который плохо с нами обращается? Почему так трудно бросить партнера, который плохо с нами обращается?

Поведение тех, кто терпит издевательства над собой, может казаться абсурдом

Psychologies
Лиссабон: Город, где сбываются желания Лиссабон: Город, где сбываются желания

Как стилист Владислав Лисовец впервые попал в столицу Португалии

Вокруг света
Черное зеркало, светлая сторона Черное зеркало, светлая сторона

С тех пор как айфон узнает нас в лицо, мы живем в новой реальности

Glamour
Кокаиновая принцесса Колумбии Кокаиновая принцесса Колумбии

Нынешнее имя любимицы американской прессы — Хуана Мануэла Маррокин Сантос

Дилетант
Долгая дорога к дюнам Долгая дорога к дюнам

Банкир Петр Авен организовал на исторической родине фестиваль Riga Jurmala

Tatler
Толерантное послезавтра Толерантное послезавтра

Росатом включился в гонку по созданию устойчивого к авариям ядерного топлива

Популярная механика
Амнистия не для всех. Почему российские бизнесмены не спешат возвращать свои капиталы Амнистия не для всех. Почему российские бизнесмены не спешат возвращать свои капиталы

За вторую амнистию капиталов в Россию было репатриировано более €10 млрд

Forbes
7 частей тела, куда любая девушка хочет, чтобы ее поцеловали (кроме губ) 7 частей тела, куда любая девушка хочет, чтобы ее поцеловали (кроме губ)

Не забывай, что у девушки очень много классных областей.

Playboy
14 раз, когда люди осознавали, что живут с монстром (сочувствуем всем им) 14 раз, когда люди осознавали, что живут с монстром (сочувствуем всем им)

Некоторые признаки монстров в квартире

Playboy
Закон о тишине: запреты и штрафы для водителей Закон о тишине: запреты и штрафы для водителей

Депутаты предлагают утвердить региональные законы о тишине на федеральном уровне

АвтоМир
Вера, которая пьет тушь Вера, которая пьет тушь

Вера Мартынов рассказала, как она выращивает новый театр и нового зрителя

СНОБ
Обзор смарт-часов MyKronoz ZeRound 2 HR Elite: родом из Швейцарии Обзор смарт-часов MyKronoz ZeRound 2 HR Elite: родом из Швейцарии

Тестируем умные часы от компании MyKronoz

CHIP
«Тратьте деньги не на вещи, а на впечатления»: почему это может быть ловушкой «Тратьте деньги не на вещи, а на впечатления»: почему это может быть ловушкой

Работая меньше, мы можем позволить себе меньше... или все-таки больше?

Psychologies
Манижа Манижа

Манижа Сангин вслух говорит о таких непростых вещах, как домашнее насилие

Glamour
Обзор игры Tropico 6: государственный переворот на пляже Обзор игры Tropico 6: государственный переворот на пляже

Tropico 6 - ламповая строительная стратегия для любителей красочных пляжей

CHIP
Линза по имени Солнце Линза по имени Солнце

Используя Солнце как огромную линзу, можно сделать четкий снимок экзопланеты

Популярная механика
Ярче любых вывесок: как полюбить неоновый тренд Ярче любых вывесок: как полюбить неоновый тренд

Дизайнер и модница Маша Цигаль задалась целью заразить тебя тягой к неону

Cosmopolitan
На своей территории На своей территории

Май – идеальное время, чтобы побывать в Сочи

Grazia
Открыть в приложении