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

Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике

Книги, написанные математиками об их любимом предмете

Популярная механика
Майндфулнес и практика внимательности, или как используют медитацию в компаниях Майндфулнес и практика внимательности, или как используют медитацию в компаниях

Медитация давно перестала восприниматься как нечто эзотерическое

Forbes
Как узнать, как вы записаны в телефоне у другого человека. 2 приложения и 3 способа Как узнать, как вы записаны в телефоне у другого человека. 2 приложения и 3 способа

Легально ли узнавать, как вы записаны в телефоне у другого человека?

Цифровой океан
Беспроводные наушники: 10 лет прогресса Беспроводные наушники: 10 лет прогресса

Беспроводные наушники с каждым годом становятся все более удобными

Популярная механика
Тревожная демография: как резкое снижение рождаемости влияет на глобальную экономику и кто на этом зарабатывает Тревожная демография: как резкое снижение рождаемости влияет на глобальную экономику и кто на этом зарабатывает

Как связаны глобальная экономика и снижение рождаемости?

Inc.
Прокачай себя за лето: как изменить жизнь за 30 дней Прокачай себя за лето: как изменить жизнь за 30 дней

Начните новую жизнь прямо сегодня!

Домашний Очаг
Миссия золотой рыбки Миссия золотой рыбки

Жаренные во фритюре рыба с картошкой помогли англичанам выжить в двух войнах

Вокруг света
Почему нам постоянно не хватает времени Почему нам постоянно не хватает времени

Как и почему мы создаем себе напряжение и нехватку времени

Psychologies
Саймон Кинберг: «Люди Икс впервые отправятся в космос» Саймон Кинберг: «Люди Икс впервые отправятся в космос»

Каково работать над проектом во франшизе, которая существует уже 19 лет

GQ
Майское варенье Майское варенье

На варенье годится почти все, что растет и цветет в мае в саду

Лиза
Майкл Фассбендер: «Когда тебе за 40, самое время осваивать что-то новое» Майкл Фассбендер: «Когда тебе за 40, самое время осваивать что-то новое»

Выяснили у Майкла Фассбендера, каково ему прощаться с героем франшизы «Люди Икс»

Cosmopolitan
Сердечные электрики: как кардиостимуляторы помогают сердцу биться Сердечные электрики: как кардиостимуляторы помогают сердцу биться

Сердце человека — это электромеханический насос

Популярная механика
Мы теряем мозг: выживает глупейший Мы теряем мозг: выживает глупейший

Почему в течение 30 000 лет мозг homo sapiens постоянно теряет в весе?

Популярная механика
Сказка о мертвой царевне Сказка о мертвой царевне

ЗОЖ — прошлый век, теперь жить хочется не просто долго, а вечно

Tatler
Смогут ли монетарные власти США предотвратить обвал на рынке? Смогут ли монетарные власти США предотвратить обвал на рынке?

В начале мая Федрезерв США значительно смягчил свою риторику

Forbes
10 актеров «Игры престолов», которых заменили, но никто этого не заметил 10 актеров «Игры престолов», которых заменили, но никто этого не заметил

Если ты актер в «Игре престолов», тебя могут не только убить по сюжету!

Maxim
Одинокие женщины… счастливы Одинокие женщины… счастливы

Одиноких женщин часто считают неудачницами, жалеют искренне или притворно

Psychologies
17 полезных привычек, которые помогут улучшить экологию 17 полезных привычек, которые помогут улучшить экологию

Что можно сделать для защиты окружающей среды?

Домашний Очаг
Буря, которую никто не видит Буря, которую никто не видит

Сильнейшая за последние два года магнитная буря обрушилась на Землю

Огонёк
Объемные чертежи Джона Перальты Объемные чертежи Джона Перальты

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

Популярная механика
Стася Милославская: «Вообще, я везунчик!» Стася Милославская: «Вообще, я везунчик!»

На телеканале СТС с успехом прошел сериал «90-е. Весело и громко» с ее участием

Караван историй
Как 20 минут ежедневной ходьбы изменят вашу жизнь Как 20 минут ежедневной ходьбы изменят вашу жизнь

Достаточно ежедневно выделять 20 минут на пешую прогулку, чтобы изменить жизнь

Psychologies
Летняя смена Летняя смена

Если ты решилась отправить ребенка на отдых в лагерь, волнений не избежать

Лиза
Писатель Сергей Кумыш — о том, как прошла гастроэкспедиция IKRA Explore Писатель Сергей Кумыш — о том, как прошла гастроэкспедиция IKRA Explore

Писатель Сергей Кумыш отправился в гастрономическую экспедицию IKRA Explore

РБК
Казус с Мадонной и успех России: справился ли Сергей Лазарев со своей миссией на Евровидении Казус с Мадонной и успех России: справился ли Сергей Лазарев со своей миссией на Евровидении

Почему третье место Сергея Лазарева на Евровидении нужно считать успехом?

Forbes
«Победы гражданского общества». Когда протесты в России приводили к результатам «Победы гражданского общества». Когда протесты в России приводили к результатам

Случаи, когда власти меняли свою позицию после протестов

Forbes
У нас проблемы – что делать? У нас проблемы – что делать?

Сексуальные проблемы в паре. Когда идти к специалисту

Psychologies
Потеря работы сродни потере любимого человека. Что поможет двигаться дальше? Потеря работы сродни потере любимого человека. Что поможет двигаться дальше?

Те, кого хоть раз увольняли, знают, что ситуация сродни удару под дых

Psychologies
Смерть за деньги. Почему на Эвересте образовалась очередь, из-за которой гибнут альпинисты Смерть за деньги. Почему на Эвересте образовалась очередь, из-за которой гибнут альпинисты

Дорогая путевка на самую высокую вершину планеты не гарантирует жизнь

Forbes
Игра престолов Игра престолов

Выставка Salone del Mobile.Milano стала чем-то большим, чем смотр достижений

Grazia
Открыть в приложении