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

Как выжить в технологической сингулярности? Как выжить в технологической сингулярности?

Что такое концепция сингулярности?

Популярная механика
«Игра престолов»: финал в пересказе Cosmo. Серия 4 «Игра престолов»: финал в пересказе Cosmo. Серия 4

Напряжение нарастает!

Cosmopolitan
Компьютерный супермозг: каким будет следующий уровень развития ИИ Компьютерный супермозг: каким будет следующий уровень развития ИИ

Что такое эмерджентный интеллект, как он будет выглядеть и какое влияние окажет

ТехИнсайдер
5 вопросов, на которые надо ответить, прежде чем съезжаться с девушкой 5 вопросов, на которые надо ответить, прежде чем съезжаться с девушкой

Потому что мотивация «так будет дешевле квартиру снимать» — так себе

Playboy
1970-е и 1980-е: ленинградская «вторая культура» 1970-е и 1980-е: ленинградская «вторая культура»

Неподцензурная поэзия Ленинграда 70–80-х — тексты так называемой второй культуры

Полка
Теперь нужно переступить через себя Теперь нужно переступить через себя

Екатеринбуржцы радуются, что их город остается колыбелью демократии

Эксперт
IQOS: технологии бездымного будущего IQOS: технологии бездымного будущего

Что такое IQOS и в чем его преимущества?

Популярная механика
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
«Банки перестраивают модели работы с крупными клиентами» «Банки перестраивают модели работы с крупными клиентами»

Зампредседателя правления Сбербанка об уровне инвестиционной активности в России

РБК
Глотка дьявола Глотка дьявола

Водопады Игуасу определенно входят в пятерку самых красивых и самых мощных

АвтоМир
Манижа Манижа

Манижа Сангин вслух говорит о таких непростых вещах, как домашнее насилие

Glamour
Терпение и труд Терпение и труд

Дизайнеры Жак Бек и Артур Миранда и дом их мечты

AD
Заработать не только на поиске. Google объявил о масштабной внутренней реорганизации Заработать не только на поиске. Google объявил о масштабной внутренней реорганизации

Google задумался о поиске новых источников дохода

Forbes
Как работавшая в Крыму американская компания пережила «русскую весну» и стала маленьким гигантом Forbes Как работавшая в Крыму американская компания пережила «русскую весну» и стала маленьким гигантом Forbes

Американские IT-предприниматели перевезли бизнес в тогда еще украинский Крым

Forbes
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
Опыты на людях: как исследуют человеческий мозг Опыты на людях: как исследуют человеческий мозг

В области исследования мозговой деятельности куда больше вопросов, чем ответов

Популярная механика
Не все коту Масленица Не все коту Масленица

Любая из нас может услышать «Не знаю, готов ли я к серьезным отношениям»

Cosmopolitan
Телефон вместо машины. Uber перед IPO запустил новую функцию Телефон вместо машины. Uber перед IPO запустил новую функцию

Uber незадолго до IPO внедрил в приложение новую функцию

Forbes
«Недопустимо, чтобы «Ъ» использовали как сливной бачок». Акционер «Коммерсанта» об увольнении журналистов «Недопустимо, чтобы «Ъ» использовали как сливной бачок». Акционер «Коммерсанта» об увольнении журналистов

Что стало причиной увольнения журналистов «Ъ»

Forbes
10 шаблонных героев и ситуаций, за которые мы любим кино 10 шаблонных героев и ситуаций, за которые мы любим кино

Штампы в кинематографе могут быть как сюжетные, так и ситуативные

РБК
Мы два месяца тестировали разные трусы Мы два месяца тестировали разные трусы

В каком нижнем белье действительно удобно ходить?

GQ
6 лучших «офисных» комедий: чтобы найти среди персонажей коллег и посмеяться 6 лучших «офисных» комедий: чтобы найти среди персонажей коллег и посмеяться

Самое время посмеяться над работой (а не плакать, как обычно)

Playboy
Фонд Юрия Мильнера инвестировал в американский сервис доставки еды DoorDash Фонд Юрия Мильнера инвестировал в американский сервис доставки еды DoorDash

Инвестиционная лихорадка вокруг сервисов доставки еды не утихает

Forbes
Заменители сахара: можно ли похудеть с помощью диетической колы Заменители сахара: можно ли похудеть с помощью диетической колы

Как и все на этом свете, сахар таит опасность

Популярная механика
Анна Хилькевич после рождения второго ребенка хотела развестись с мужем Анна Хилькевич после рождения второго ребенка хотела развестись с мужем

32-летняя актриса Анна Хилькевич откровенно рассказала о личной жизни

Cosmopolitan
Ученые: фильмы про супергероев помогают избавиться от фобий и поверить в себя Ученые: фильмы про супергероев помогают избавиться от фобий и поверить в себя

Даже плакат с Суперменом может мотивировать на маленькие, но подвиги

Maxim
Тред мая: психотерапевтические частушки Тред мая: психотерапевтические частушки

Что может быть дешевле и эффективней, чем бездушный живой психотерапевт?

Maxim
Звезды показали своих предков, ставших героями великой войны Звезды показали своих предков, ставших героями великой войны

9 мая отмечается День Победы

Cosmopolitan
Кто круче? Звёздные дочери и их мамы, которые выглядят как сестры Кто круче? Звёздные дочери и их мамы, которые выглядят как сестры

Некоторым девушкам говорят, что они выглядят как старшие сестры своих дочерей

Cosmopolitan
Бес в ребро — и тапки врозь Бес в ребро — и тапки врозь

Развод после 60 – нечастое явление, и потому повергает в шок детей и внуков пары

Лиза
Открыть в приложении