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 так плохо помним наше детство? Почему мы так плохо помним наше детство?

Почему у большинства людей нет никаких воспоминаний о первых 3-4 годах жизни

Популярная механика
Российский стартап, помогающий бизнесу сэкономить на ДМС, привлек $3 млн на международную экспансию Российский стартап, помогающий бизнесу сэкономить на ДМС, привлек $3 млн на международную экспансию

BestDoctor разработал технологию, позволяющую сэкономить на полисах ДМС

Forbes
Стремительный разгон и быстрый взлет: самые короткие взлетно-посадочные полосы в мире Стремительный разгон и быстрый взлет: самые короткие взлетно-посадочные полосы в мире

Аэропорты, взлетно-посадочные полосы которых проверяют пилотов на прочность

ТехИнсайдер
«Уловка-22» — антивоенный сериал Джорджа Клуни, который притворяется абсурдистской комедией «Уловка-22» — антивоенный сериал Джорджа Клуни, который притворяется абсурдистской комедией

Главные герои — служащие ВВС США — пытаются убежать от войны, но не выходит

Esquire
Блогер рассказал, как надо правильно вести себя в Японии, и развеял стереотип о запретах на открытую одежду в общественных местах Блогер рассказал, как надо правильно вести себя в Японии, и развеял стереотип о запретах на открытую одежду в общественных местах

Правила поведения в японском обществе, которые помогут путешественникам

Maxim
Берите интернет с собой: 5 надежных 4G-роутеров Берите интернет с собой: 5 надежных 4G-роутеров

Лучшие Wi-Fi-роутеры с поддержкой 4G

CHIP
Лондон, гудбай! Как Brexit ударит по финансовым стартапам Европы Лондон, гудбай! Как Brexit ударит по финансовым стартапам Европы

Из-за Brexit Лондон потеряет статус финансовой столицы Европы

Forbes
Как была впервые измерена скорость света Как была впервые измерена скорость света

Как открытие новых островов помогло вычислить скорость света

Популярная механика
Родион Газманов: «Она представилась: «Люси», – и смотрит враждебно...» Родион Газманов: «Она представилась: «Люси», – и смотрит враждебно...»

Наследник популярного музыканта о работе на Первом канале и творчестве

StarHit
Устроиться в «Газпром» престижнее, чем в стартап Устроиться в «Газпром» престижнее, чем в стартап

Леонид Богуславский — об инновационном бизнесе в России

РБК
Массовые вымирания оказались связаны с удушьем Массовые вымирания оказались связаны с удушьем

Исследователи изучили соотношения изотопов серы и углерода в известняках Якутии

Популярная механика
Имущественное неравенство как следствие плохой погоды Имущественное неравенство как следствие плохой погоды

Глобальное потепление усиливает экономическое неравенство между странами

Forbes
Русский чеддер. Какое будущее у британской сыроварни Елены Батуриной Русский чеддер. Какое будущее у британской сыроварни Елены Батуриной

Елена Батурина основала ферму и сыроварню

Forbes
Новое дело Харри Холе: отрывок из романа Ю Несбё «Нож» Новое дело Харри Холе: отрывок из романа Ю Несбё «Нож»

Публикуем отрывок из самого мрачного и драматичного расследования Харри Холе

Forbes
Хочешь больше совпадений в Tinder? 4 хитрых лайфхака, которые помогут Хочешь больше совпадений в Tinder? 4 хитрых лайфхака, которые помогут

С этими хаками успех гарантирован! Почти.

Playboy
Новые рулевые «Спартака»: кто они и чего от них ждать Новые рулевые «Спартака»: кто они и чего от них ждать

По итогам неудачного сезона клуб Леонида Федуна обновил менеджерскую команду

Forbes
Надежды на одежду Надежды на одежду

Семь трендов, которые заставят нас одеваться иначе

Русский репортер
«Кому он нужен с тремя детьми и женой»: Оксана Самойлова о ревности к Джигану «Кому он нужен с тремя детьми и женой»: Оксана Самойлова о ревности к Джигану

Супруга рэпера Джигана откровенно рассказала о своих взаимоотношениях с мужем

Cosmopolitan
Эффект Delivery club: зачем бизнесу повышать статус курьеров в обществе Эффект Delivery club: зачем бизнесу повышать статус курьеров в обществе

Как компании пытаются привить уважение к «синим воротничкам»

Forbes
Скажи мне, кто твой друг… Скажи мне, кто твой друг…

На съемках «Друзей» Энистон испугалась жеребца, а Швиммер организовал забастовку

StarHit
Он потерял к вам сексуальный интерес: возможные причины Он потерял к вам сексуальный интерес: возможные причины

Если мужчина теряет к вам интерес, это не всегда означает, что чувства утихли

Psychologies
Правила жизни Одри Хепберн Правила жизни Одри Хепберн

Правила жизни знаменитой актрисы Одри Хепберн

Esquire
Синий свет от смартфона: почему его все боятся? Синий свет от смартфона: почему его все боятся?

Синий свет от экранов гаджетов: чем он опасен, и как избежать?

CHIP
Точка в «российском деле».  Мюллер впервые рассказал об итогах расследования Точка в «российском деле».  Мюллер впервые рассказал об итогах расследования

Спецпрокурор Роберт Мюллер впервые прокомментировал содержание своего доклада

Forbes
Аида Гарифуллина: «Красота начинается с твоих мыслей!» Аида Гарифуллина: «Красота начинается с твоих мыслей!»

Аида Гарифуллина – одна из самых востребованных оперных певиц в мире

Cosmopolitan
Дача: техника безопасности Дача: техника безопасности

Чтобы отдых не испортили досадные неприятности, заранее все продумай и подготовь

Лиза
Как студия дочери Руперта Мердока покорила Snapchat и собирается покорить ТВ Как студия дочери Руперта Мердока покорила Snapchat и собирается покорить ТВ

Студия дочери медиамагната Руперта Мердока Элизабет, знает, как увлечь зрителя

Forbes
Свидания после развода: 6 популярных ошибок (лучше их не допускать) Свидания после развода: 6 популярных ошибок (лучше их не допускать)

О распространенных ошибках на свиданиях, которые допускают разведенные парни

Playboy
Отстоять свои границы: 5 приципов самообороны Отстоять свои границы: 5 приципов самообороны

Личные границы — это условная черта, которая отделяет наше «Я» от внешнего мира

Psychologies
Опять Пушкин виноват. Почему переименование аэропортов бессмысленно Опять Пушкин виноват. Почему переименование аэропортов бессмысленно

Патриотическая кампания с оглядкой на Запад привела к нагромождению нелепостей

Forbes
Открыть в приложении