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

7 комнатных растений, которые не ядовиты для домашних животных: ваша кошка будет в безопасности 7 комнатных растений, которые не ядовиты для домашних животных: ваша кошка будет в безопасности

Расскажем о совершенно безопасных для питомцев растениях

Популярная механика
От адыгейского сыра до британского эля: как регионы добиваются монополии на продукты От адыгейского сыра до британского эля: как регионы добиваются монополии на продукты

Далеко не все производители способны соответствовать заявленным требованиям

Forbes
Самый первый iPhone. Когда вышел и каким он был Самый первый iPhone. Когда вышел и каким он был

Кто создал iPhone, как он выглядел и сколько стоил

Цифровой океан
У нас проблемы – что делать? У нас проблемы – что делать?

Сексуальные проблемы в паре. Когда идти к специалисту

Psychologies
Оземпик: чем опасен препарат, который якобы помогает похудеть Оземпик: чем опасен препарат, который якобы помогает похудеть

Так ли безопасен Оземпик и можно ли худеть с его помощью?

Psychologies
Когда с ребенком пора к психологу Когда с ребенком пора к психологу

Если ребенок ведет себя «трудно», значит, трудно в первую очередь ему

Домашний Очаг
Три анекдота о бизнесе в России, рассказанных миллиардером Лисиным Три анекдота о бизнесе в России, рассказанных миллиардером Лисиным

Владимир Лисин с помощью анекдота описал принципы ведения бизнеса

Forbes
Мужская консультация: остеохондроз Мужская консультация: остеохондроз

Разговор о тяжелом и трудноизлечимом заболевании

Maxim
Алкогений: Олег Даль Алкогений: Олег Даль

Олег Даль — талантливый неврастеник с внешностью злого эльфа

Maxim
Летающий паровоз: самолет с паровым двигателем Летающий паровоз: самолет с паровым двигателем

Первый паролет успешно взлетел лишь в 1933 году

Популярная механика
Когда актеры были большими: «Однажды в Голливуде» Квентина Тарантино Когда актеры были большими: «Однажды в Голливуде» Квентина Тарантино

На Каннском кинофестивале прошла премьера самого ожидаемого авторского фильма

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
Когда страна принадлежит потомкам. Чем важен День Победы через 74 года Когда страна принадлежит потомкам. Чем важен День Победы через 74 года

Власть постаралась сделать День Победы единственным днем, объединяющим нацию

СНОБ
Муза Муза

Петербургская фитнес-богиня Анастасия Миронова делится своими мыслями

Собака.ru
7 «вредных» продуктов, которые на самом деле полезны для организма 7 «вредных» продуктов, которые на самом деле полезны для организма

Если твоя мама до сих пор запрещает тебе есть чипсы, покажи ей этот материал

Playboy
35 пылающих вопросов к финалу «Игры престолов» и его создателям 35 пылающих вопросов к финалу «Игры престолов» и его создателям

Если у тебя есть вопросы помимо тех, что возникли у нас, пиши в комментариях!

Maxim
Кружево империи: секреты античных дорог Кружево империи: секреты античных дорог

Высококачественная дорожная сеть общей протяженностью в два земных экватора

Популярная механика
На голову выше На голову выше

Каких неприятностей следует ожидать от коллег, если тебя повысили?

Лиза
Вне зоны доступа Вне зоны доступа

В Челябинской области нашли 75 фронтовых писем, которых адресаты ждут с войны

StarHit
«Черепаха» Джефф Безос и «заяц» Илон Маск: кто из миллиардеров выиграет лунную гонку «Черепаха» Джефф Безос и «заяц» Илон Маск: кто из миллиардеров выиграет лунную гонку

Чем похожи и чем отличаются амбициозные проекты главных космических энтузиастов

Forbes
Вера, которая пьет тушь Вера, которая пьет тушь

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

СНОБ
Объемные чертежи Джона Перальты Объемные чертежи Джона Перальты

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

Популярная механика
«Я развелась, причина очень нехорошая»: Настасья Самбурская о крахе брака «Я развелась, причина очень нехорошая»: Настасья Самбурская о крахе брака

Настасья Самбурская впервые рассказала о драме в своей личной жизни

Cosmopolitan
План расслабления на день: три лайфхака для идеальной работоспособности План расслабления на день: три лайфхака для идеальной работоспособности

Те, кто умеет расслабляться, выполняют творческие задачи более эффективно

Psychologies
Домашний компьютер или ноутбук: на чем играть в современные игры? Домашний компьютер или ноутбук: на чем играть в современные игры?

Игровые ноутбуки сегодня становятся все популярнее

CHIP
Главная роль. Почему британская монархия нуждается в Меган Маркл Главная роль. Почему британская монархия нуждается в Меган Маркл

Меган Маркл — сериальная актриса, феминистка с темным цветом кожи

Forbes
Где хранить фото? 5 удобных облачных сервисов Где хранить фото? 5 удобных облачных сервисов

Попробуйте хранить фотографии не в устройстве, а в облачных хранилищах

CHIP
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
Автоматизированная система управления Автоматизированная система управления

Если у тебя нет планов на 50 лет вперед, ты их точно не проживешь

Forbes
Генетические хакеры. Как молодые биотехнологи хотят заработать миллиарды на редактировании жизни Генетические хакеры. Как молодые биотехнологи хотят заработать миллиарды на редактировании жизни

Система CRISPR стала одной из самых актуальных технологий в биологии

Forbes
Открыть в приложении