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

Почему мы чувствуем упадок сил: 5 возможных причин постоянной усталости Почему мы чувствуем упадок сил: 5 возможных причин постоянной усталости

Вы хорошо спите, правильно питаетесь и все-таки чувствуете упадок сил?

Популярная механика
«Люблю лекции про генетику». Зачем миллиардер Авдеев вложил 100 млн рублей в «ПостНауку» «Люблю лекции про генетику». Зачем миллиардер Авдеев вложил 100 млн рублей в «ПостНауку»

«ПостНаука» объявила о партнерстве с владельцем МКБ

Forbes
Как сделать удаленный рабочий стол и какой софт для этого использовать Как сделать удаленный рабочий стол и какой софт для этого использовать

Как сделать подключение к удаленному рабочему столу под управлением Windows

CHIP
Золото помогает изменить гены человека Золото помогает изменить гены человека

Систему CRISPR можно доставить в человеческие клетки с помощью наночастиц золота

Forbes
Нация умных людей Нация умных людей

История израильского экономического чуда

kiozk originals
Kia ProCeed GT: аккуратно, добротно, продуманно Kia ProCeed GT: аккуратно, добротно, продуманно

Грузить много, везти быстро — главные правила нового универсала от Kia

Maxim
«Я не герой» «Я не герой»

Антон Савчук бесплатно ремонтирует квартиры нуждающимся, инвалидам и ветеранам

StarHit
6 веских причин начать смотреть хоккей (если 10:0 в матче с Италией тебе мало) 6 веских причин начать смотреть хоккей (если 10:0 в матче с Италией тебе мало)

Стоит только начать смотреть хоккей, и ты уже не сможешь остановиться

Playboy
«Джон Уик 3» – отлично поставленная хореография перестрелок «Джон Уик 3» – отлично поставленная хореография перестрелок

Посмотрели балет с черным киллером в главной роли

GQ
Оранжевое настроение Оранжевое настроение

Муся Тотибадзе выпускает дебютный альбом и обещает: «Закачаетесь!»

Vogue
Какой будет замена Какой будет замена

Что придет на замену рабочей лошадки сухопутных войск США?

Популярная механика
На голову выше На голову выше

Каких неприятностей следует ожидать от коллег, если тебя повысили?

Лиза
Кошмар на улице Бориса Ельцина: из какого сора растет гражданское общество Кошмар на улице Бориса Ельцина: из какого сора растет гражданское общество

Власти Екатеринбурга строят капитальный забор вокруг места строительства храма

Forbes
Может ли живое существо вымахать ростом с небоскреб: древние титаны Может ли живое существо вымахать ростом с небоскреб: древние титаны

Почему древние глубины Земли таят в себе множество неизвестных тайн

Популярная механика
9 самых богатых детей-актеров всех времен (от Селены Гомес до сестер Олсен) 9 самых богатых детей-актеров всех времен (от Селены Гомес до сестер Олсен)

Пока ты играл в машинки, они уже на них зарабатывали (причем на настоящие)

Playboy
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
Нужно ли переустанавливать Windows, если компьютер стал тормозить? Нужно ли переустанавливать Windows, если компьютер стал тормозить?

Компьютер стал работать так медленно, что это уже раздражает?

CHIP
Самая дорогая игра в истории. Как создатель Star Citizen собрал $300 млн на проект, который не может завершить Самая дорогая игра в истории. Как создатель Star Citizen собрал $300 млн на проект, который не может завершить

Компьютерная игра Star Citizen стала крупнейшим проектом в истории краудфандинга

Forbes
Как выбрать виниловый проигрыватель: правила и секреты Как выбрать виниловый проигрыватель: правила и секреты

Винил продолжает оставаться фаворитом настоящих любителей музыки

CHIP
Как в домашних условиях увидеть субатомные частицы Как в домашних условиях увидеть субатомные частицы

Как увидеть частицы, образующиеся при радиоактивном распаде

Популярная механика
Люди Востока Люди Востока

В основе таких вроде бы разных традиций — уважение, забота, тепло, память

Seasons of life
Объемные чертежи Джона Перальты Объемные чертежи Джона Перальты

Джон Перальта делает «взорванные чертежи», разбирая на части легендарные объекты

Популярная механика
На острове Velvet На острове Velvet

15 лет назад Алёна Михайлова и Лиана Меладзе основали продюсерскую компанию

OK!
Коррупция как благо: остановит ли пьяных водителей конфискация автомобилей Коррупция как благо: остановит ли пьяных водителей конфискация автомобилей

Почему система наказания за пьяное вождение давно нуждается в пересмотре

Forbes
Как использовать ноутбук в качестве монитора? Как использовать ноутбук в качестве монитора?

Если вам нужен второй монитор для ПК, в качестве него можно использовать ноутбук

CHIP
Бедный мальчик Бедный мальчик

Кто помогает Абрамовичу-младшему заниматься бизнесом

Forbes
Поклялись дарить: миллиардеры, которые в мае решили расстаться с половиной состояния Поклялись дарить: миллиардеры, которые в мае решили расстаться с половиной состояния

К филантропической инициативе присоединились и другие известные миллиардеры

Forbes
Зависть: почему мы испытываем это чувство и как с ним справиться Зависть: почему мы испытываем это чувство и как с ним справиться

Сама мысль, что мы кому-то завидуем, нам неприятна

Psychologies
Почему радостные события иногда вызывают тревогу? Почему радостные события иногда вызывают тревогу?

Казалось бы, время радоваться, но вместо радости вы испытываете беспокойство

Psychologies
«Банки перестраивают модели работы с крупными клиентами» «Банки перестраивают модели работы с крупными клиентами»

Зампредседателя правления Сбербанка об уровне инвестиционной активности в России

РБК
Открыть в приложении