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

На Земли лишь два вида птиц, умеющих делать орудия труда На Земли лишь два вида птиц, умеющих делать орудия труда

Вороны умеют изготовлять и использовать орудия труда для добычи пищи

Популярная механика
«Стокер Горбачева» и «памперсы»: краткий гид по сленгу железнодорожников «Стокер Горбачева» и «памперсы»: краткий гид по сленгу железнодорожников

Самые популярные словечки у железнодорожников

Maxim
Февральская революция: как искусственный интеллект может повысить производительность труда Февральская революция: как искусственный интеллект может повысить производительность труда

Русские ученые устроили шестую промышленную революцию!

ТехИнсайдер
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
Кружок, два глаза и улыбка: кто и когда придумал первый смайлик Кружок, два глаза и улыбка: кто и когда придумал первый смайлик

Как родилась идея смайлика, которая впоследствии изменила мир

ТехИнсайдер
Павел Дуров написал колонку, в которой раскритиковал конкурента Telegram — WhatsApp. Публикуем перевод Павел Дуров написал колонку, в которой раскритиковал конкурента Telegram — WhatsApp. Публикуем перевод

Основатель VKontakte и Telegram жестко раскритиковал WhatsApp и Facebook

Esquire
Звезда сериала «Тест на беременность» Анна Пескова полтора года скрывала ребенка Звезда сериала «Тест на беременность» Анна Пескова полтора года скрывала ребенка

Актриса Анна Пескова призналась, что родила девочку от Дмитрия Пристанскова

Cosmopolitan
Детская площадка на даче Детская площадка на даче

Создайте ребенку игровое пространство на даче

Домашний Очаг
8 неожиданных причин хронической усталости 8 неожиданных причин хронической усталости

Причины хронической усталости

Psychologies
12 эффективных способов выработать новые привычки 12 эффективных способов выработать новые привычки

Дюжина эффективных способов привить себе новые привычки

Psychologies
У Канье Уэста очень странные ботинки (или это все-таки носки?) У Канье Уэста очень странные ботинки (или это все-таки носки?)

Канье Уэст не может не произвести фурор своим внешним видом

GQ
Кто такие пролайферы и почему они запрещают женщинам делать аборты Кто такие пролайферы и почему они запрещают женщинам делать аборты

Американский штат Алабама официально принял закон, запрещающий аборты

Vogue
Роберт Семенов Роберт Семенов

Интервью с фронтовиком и блокадником Робертом Семеновым

Собака.ru
Глава Google отказался от вознаграждения в виде акций. Он считает, что ему и так много платят Глава Google отказался от вознаграждения в виде акций. Он считает, что ему и так много платят

Cундар Пичаи уже второй раз отказывается от ценного вознаграждения

Forbes
Проданная миллиардером Рыболовлевым самая дорогая картина мира может подешеветь в 300 раз Проданная миллиардером Рыболовлевым самая дорогая картина мира может подешеветь в 300 раз

Эксперты сомневаются, что картину «Спаситель мира» написал Леонардо да Винчи

Forbes
Производство талантов Производство талантов

Не надо копировать Кремниевую долину

РБК
8 спонтанных и дерзких побегов со свадьбы 8 спонтанных и дерзких побегов со свадьбы

Бороться за свободу нужно до последнего!

Maxim
Авиакатастрофа в Шереметьево: погибли 40 пассажиров и бортпроводник Авиакатастрофа в Шереметьево: погибли 40 пассажиров и бортпроводник

Опубликован список погибших с загоревшегося при посадке в Шереметьево лайнера

Cosmopolitan
Lana Pozhidaeva: «В один момент я решила начать все с нуля и переехать в Европу» Lana Pozhidaeva: «В один момент я решила начать все с нуля и переехать в Европу»

Лана Пожидаева рассказала, как и почему уже не раз поменяла место жительства

Cosmopolitan
Что ждать от интернета Маска: SpaceX вывела на орбиту сразу 60 спутников связи Что ждать от интернета Маска: SpaceX вывела на орбиту сразу 60 спутников связи

Ракета-носитель Falcon 9 вывела на орбиту 60 спутников системы связи Starlink

Forbes
Сделай сам Сделай сам

Нюша эффектно вернулась на сцену после непродолжительного декретного отпуска

OK!
Зигмунд Фрейд: три картины к его дню рождения Зигмунд Фрейд: три картины к его дню рождения

6 мая 1856 года в чешском Фрайберге на свет появился будущий отец психоанализа

Psychologies
Почему весь мир пересаживается на велосипеды и самокаты? Почему весь мир пересаживается на велосипеды и самокаты?

Двухколесная техника из игрушек превратилась в один из двигателей прогресса

GQ
Все дело в политике: 5 трендов, вызванных мировой повесткой Все дело в политике: 5 трендов, вызванных мировой повесткой

Господствующая мода всегда отражала настроения, царящие в обществе

Cosmopolitan
​​​​Мы оглянулись посмотреть ​​​​Мы оглянулись посмотреть

Как за 25 лет в нашей стране изменились стандарты красоты и отношение к ЗОЖ

Cosmopolitan
Facebook выпускает новое поколение инвесторов. На этот раз у руля женщины Facebook выпускает новое поколение инвесторов. На этот раз у руля женщины

Бывшие сотрудники Facebook инвестируют в неочевидные стартапы

Forbes
Как белая футболка стала модной Как белая футболка стала модной

Как белая футболка из нижнего белья превратилась в главный предмет гардероба

Vogue
Крылатый внедорожник. Какие самолеты придут на смену Ту-134 Крылатый внедорожник. Какие самолеты придут на смену Ту-134

Ту-134 22 мая совершит заключительный коммерческий рейс

Forbes
Какой модем лучше купить для ноутбука, чтобы всегда иметь интернет? Какой модем лучше купить для ноутбука, чтобы всегда иметь интернет?

Рассказываем, чем отличаются похожие модели модемов

CHIP
Певец Сил и режиссер Александр Сурин: звезды, женившиеся на беременных от других Певец Сил и режиссер Александр Сурин: звезды, женившиеся на беременных от других

«Отец не тот, кто зачал, а тот, кто воспитал», — говорят люди

Cosmopolitan
Открыть в приложении