„Yenisei” - un sistem foto -televiziune , cu ajutorul căruia au fost obținute pentru prima dată imagini ale părții îndepărtate a lunii . Creat la Institutul de Cercetare a Televiziunii All-Union (NII-380) la inițiativa lui S. P. Korolev . Sistemul Yenisei a fost instalat la bordul Luna -3 AMS , care a înconjurat Luna în octombrie 1959. Filmările s-au făcut pe film , care a fost dezvoltat la bordul stației. Transmisia cadrelor captate s-a realizat folosind un sistem de televiziune low- frame la revenirea stației pe Pământ, imaginea a fost recepționată de echipamente special create instalate la punctele de măsurare care controlau zborul stației.
Din 1956, chiar înainte de lansarea primului satelit , la Institutul de Cercetare a Televiziunii All-Union (NII-380) , la inițiativa lui S.P. Korolev , a început cercetarea și dezvoltarea cu privire la crearea de echipamente de televiziune pentru viitoarele zboruri spațiale. În toamna anului 1957, după lansarea celui de-al doilea satelit , S. P. Korolev și primul vicepreședinte al Consiliului Economic de la Leningrad S. A. Afanasyev (mai târziu ministrul Ingineriei Generale al URSS ) au vizitat NII-380. NII-380 a primit sarcina de a crea echipamente de televiziune care trebuia să transmită o imagine a părții invizibile a Lunii. Lucrarea urma să fie realizată în cooperare cu institute și fabrici care lucrau pe subiecte de inginerie optică, fotografică și radio, șeful organizației pe această temă, care a primit codul Yenisei, a fost numit NII-380. Totodată, la Institutul se lucrează pe tema Seliger , al cărei scop era transmiterea unei imagini în mișcare a unui animal de experiment, a cărui lansare era planificată pe un prototip de navă spațială cu echipaj [1] . I. L. Valik a fost numit șef al ambelor subiecte , iar P. F. Bratslavets , care mai târziu a devenit proiectantul șef al lui Seliger , a fost numit adjunct al acestuia . Yu. P. Lagutin [2] a devenit inginer principal pe tema Yenisei .
În ianuarie 1958, M. V. Keldysh a trimis o scrisoare lui S. P. Korolev cu propuneri de a începe explorarea lunii . Primul pas a fost acela de a face ca racheta să lovească suprafața vizibilă a Lunii cu înregistrarea mișcării acesteia de către echipamente telemetrice . Stațiile create în cadrul acestui program au primit denumirea „E-1” în OKB-1 . Prima navă spațială care a ajuns pe Lună a fost stația E-1A, cunoscută sub numele de Luna-2 [3 ] . Ca pas următor, s-a propus să zboare în jurul Lunii cu fotografierea reversului și transmiterea imaginilor obținute către Pământ folosind echipamente de televiziune atunci când se apropie de Pământ [4] . Programul de zbor în jurul Lunii cu fotografierea reversului sa numit „E-2” și a fost realizat în timpul zborului stației „ Luna-3 ”. Schema aleasă pentru zborul în jurul Lunii a inclus o asistență gravitațională , care a schimbat traiectoria stației, astfel încât, la întoarcerea pe Pământ, aceasta să fie deasupra emisferei nordice, unde se aflau punctele de observație sovietice . O astfel de schemă de zbor a făcut posibilă lansarea stației doar la date strict definite, ceea ce a determinat momentul creării acesteia [5] . Lansarea a fost programată pentru 4 octombrie 1959. Până în vara anului 1959, a fost fabricat numărul necesar de seturi de echipamente de bord și de sol „Yenisei” [6] .
Sistemul Yenisei trebuia să filmeze partea îndepărtată a Lunii de la o înălțime de aproximativ 65.000 km în timpul zborului său pe o orbită eliptică cu un apogeu de 460.000 km și să transmită imaginea rezultată către stațiile terestre în timpul apropierii sale de Pământ. Era imposibil să se transmită imaginea primită în timp real, deoarece Luna împiedica trecerea semnalului radio. În plus, caracteristicile energetice ale legăturii radio nu asigurau transmiterea unei imagini de televiziune de la distanțe lunare. Singura modalitate de a „reține” imaginea pentru transmiterea ulterioară în timpul unei sesiuni de comunicare a fost să o fixați pe film cu dezvoltare la bordul stației și apoi să transmiteți filmările pe un canal de televiziune în timpul apropierii de Pământ. Astfel, în cooperarea condusă de NII-380, a fost creat un sistem care includea o cameră fotografică , mijloace de prelucrare automată a filmului , mijloace de transmitere a imaginilor pe un canal radio și mijloace de la sol pentru recepția și înregistrarea imaginilor transmise [1] .
Caracteristica principală a instalațiilor la bord create a fost aceea că era necesar să se asigure funcționarea tuturor sistemelor în condiții de zbor spațial, ținând cont de imponderabilitate , expunerea la razele cosmice pe filmul fotografic , schimbarea condițiilor de temperatură, precum și restricții severe privind dimensiunile, greutatea și consumul de energie al echipamentelor de bord. Toate echipamentele incluse în complexul de bord al sistemului Yenisei trebuiau să funcționeze concertat, filmând cu măsurarea automată a expunerii timp de 40-50 de minute din momentul în care stația se afla pe o anumită secțiune a traiectoriei și camerele urmau să fie orientate spre Luna. După oprirea filmării, filmul urma să fie procesat automat și bobinat într-o casetă, iar după primirea comenzii de transmitere a imaginii, filmul dezvoltat a fost tras în fața camerei de televiziune de la bord la o viteză dată. Pentru prima dată în tehnologia televiziunii, toate echipamentele de bord ale complexului Yenisei, cu excepția tubului catodic în sine , au fost realizate în întregime pe dispozitive semiconductoare , folosind cablaje imprimate . Masa întregului set de echipamente TV de bord „Yenisei” a fost de 24 kg [2] .
Camera fotografică AFA-E1 pentru sistemul Yenisei a fost proiectată și construită la Uzina Mecanică din Krasnogorsk . Camera avea 40 de cadre de film perforat de 35 mm și avea două obiective: unul cu o distanță focală de 200 mm și un raport de deschidere f/5.6, al doilea cu o distanță focală de 500 mm și un raport de deschidere f/9.5 [7] . Fotografierea a fost efectuată pentru două rame cu două lentile în același timp. Un obiectiv cu o distanță focală de 200 mm ar trebui să ofere o imagine a discului Lunii în întregul cadru, cu o distanță focală de 500 mm - părți ale discului cu rezoluție mai bună. O problemă separată pe care creatorii au trebuit să o rezolve a fost protecția filmului de efectele radiațiilor cosmice [8] [9] .
Tehnologia de procesare a filmului de la bordul stației spațiale și echipamentele de dezvoltare și fixare au fost create la Institutul de Film și Fotografie de Cercetare . Au fost luate în considerare două variante ale procesului - clasica „două soluții” cu dezvoltare și fixare separată , care oferă cea mai bună calitate a imaginii, și „soluție unică”, mai rapidă și mai economică, în care ambele procese au avut loc simultan [10] . La insistențele specialiștilor NII-380 s-a ales varianta „soluție unică”. Partea fotografică a fost concepută pentru utilizarea filmului „tip 17” pe o bază lavsan , produs de întreprinderea Shostka „ Svema ”. Potrivit memoriilor lui P. F. Bratslavts, în loc de acesta, fără coordonare cu conducerea, a fost folosit un film pentru fotografie aeriană, care era mai sensibil și mai rezistent la radiații, luat dintr-un balon de recunoaștere NATO doborât deasupra teritoriului URSS , deși orice utilizare a componentelor străine în tehnologia spațială autohtonă era strict interzisă [11] . Crearea complexului de prelucrare a necesitat o mare cantitate de cercetare științifică și activități de proiectare. Principalele dificultăți în crearea sa au apărut din cauza necesității de a asigura funcționarea în condiții de imponderabilitate și vibrații crescute, restricții privind volumul soluției (nu mai mult de 1 litru), fluctuații de temperatură calculate până la 15 grade (în practică, schimbări de temperatură). s-a dovedit a fi mult mai mare, în timp ce procesul standard necesita o stabilitate nu mai rea de +/- 0,5 grade), imposibilitatea uscarii filmului după procesare. Pe film, au fost aplicate în prealabil semne de testare, concepute pentru a controla calitatea imaginii rezultate. Unele dintre semne au apărut pe Pământ, cealaltă parte - la bordul stației [12] .
Pentru a scana imaginea capturată, a fost folosită o cameră cu fascicul mobil [13] , a cărei rezoluție era de aproximativ 1000 de linii [8] [14] [comm. 1] . NII-380 dezvolta și sistemul Yenisei-3, care folosește un vidicon pentru fotografiere și înregistrează imaginea pe bandă magnetică, dar crearea sa nu a fost finalizată până la lansarea stației. Mai târziu, această dezvoltare a servit drept bază pentru crearea sistemelor de televiziune ale sateliților „ Meteor ” [15] .
Echipamentul de televiziune trebuia să asigure transmisia de semnal prin legătura radio de bandă îngustă a stației spațiale, dezvoltată la NII-885 și folosită și pentru transmiterea de informații telemetrice și măsurători de traiectorie. Acest lucru a dictat necesitatea de a restrânge lățimea de bandă a semnalului video transmis la 400 Hz . Funcționarea într-o bandă atât de îngustă a făcut posibilă și obținerea celui mai mare raport semnal-zgomot posibil în semnalul recepționat de instalațiile radio terestre [16] . Soluțiile standard utilizate în emisiunile de televiziune nu erau potrivite pentru transmisia în bandă îngustă, în timp ce era imposibil să se instaleze echipamente pentru transmiterea unui canal de televiziune separat la bord din cauza restricțiilor severe de greutate și energie. P. F. Bratslavets a sugerat utilizarea tehnicii „ televiziunii cu cadru mic ”, ale cărei principii au fost propuse de S. I. Kataev în 1934 pentru transmiterea imaginilor prin canale de comunicație cu unde scurte . Un astfel de sistem are o rată de transmisie foarte scăzută, dar poate funcționa într-o bandă de frecvență îngustă și are imunitate ridicată la zgomot. Au fost alese două moduri de operare pentru sistemul Yenisei [17] :
- „rapid”, cu transmiterea câte un cadru la 10 secunde la un moment dat când stația se va afla la o distanță apropiată de Pământ ( 40.000 - 50.000 km) și nivelul semnalului primit de stațiile terestre va fi destul de ridicat, - „lent”, cu transmiterea unui cadru la 30 de minute, pentru condiții de semnal slab de la stație și un nivel ridicat de interferență.Dacă omenirea timp de mii de ani nu a putut privi partea îndepărtată a lunii, atunci o jumătate de oră poate aștepta.P. F. Bratslavets [11]
Complexele terestre pentru recepția de imagini de la stația Luna-3 au fost create în două versiuni. Complexul Yenisei-I a fost destinat recepției în modul „rapid”, iar „Yenisei-II” în modul „lent”, dar permitea și recepția în modul „rapid” [15] . Pentru a asigura fiabilitatea , toate sistemele de sol au inclus două seturi identice de echipamente care funcționează simultan („semi-seturi”). Complexele au fost construite atât în variantă staționară, cât și într-una auto, amplasate în KUNG -uri . Punctul principal de recepție a fost determinat de Crimeea NIP-16 , duplicarea - Kamchatka NIP-6 . Complexele staționare asamblate și depanate au fost livrate către NII-885 și ulterior către OKB-1 pentru interfața cu legătura radio de comandă și nava spațială. Complexele de automobile cu putere proprie au mers la NIP Crimeea, iar complexele staționare au fost livrate în Kamchatka dezasamblate cu avionul și instalate, asamblate și depanate acolo [16] .
La proiectul de cercetare din Crimeea din complexul Yenisei-I, a fost folosit un dispozitiv de înregistrare fotografică (FRU) pentru a înregistra imaginea rezultată, care a capturat imaginea camerei cu fascicul de călătorie pe o peliculă de 35 mm , iar Yenisei-II, în Pe lângă FRU, a fost echipat cu un dispozitiv de control video pe skiatron , mijloace de înregistrare a semnalului video pe bandă magnetică și imprimare pe hârtie electrochimică. La Institutul de Cercetare din Kamchatka, imaginea a fost afișată pe ecranul unui dispozitiv de control video construit pe tuburi cu raze catodice cu o strălucire lungă și înregistrată pe film de fotorecordere [6] . S-a luat în considerare opțiunea de fixare a imaginii folosind tehnologia fototelegrafiei , dar a fost respinsă în stadiul de dezvoltare din cauza unei posibile modificări a parametrilor semnalului de televiziune și a necesității de reglare a sincronizării operaționale, ceea ce este imposibil pentru un dispozitiv fototelegrafic [2] .
La 7 octombrie 1959, stația Luna-3 a ajuns în zona Lunii. Cu ajutorul sistemului de orientare „Pescăruș”, dezvoltat în OKB-1 de echipa lui B. V. Raushenbakh , pentru prima dată în tehnologia spațială, a fost efectuată orientarea unei nave spațiale în spațiu. După ce stația a fost întoarsă de lentilele sistemului foto-televizor, a urmat comanda de începere a fotografierii către Lună. Traiectoria zborului și timpul de fotografiere au fost calculate în așa fel încât nu numai partea îndepărtată a Lunii, ci și o parte din partea ei vizibilă de pe Pământ a fost înregistrată în fotografii, astfel încât la analiza imaginilor a fost posibil să „ lega” obiectele suprafeței lunare observate pentru prima dată deja celebrului. Tragerea a fost efectuată conform comenzilor dispozitivului software care a făcut parte din complexul Yenisei timp de 40 de minute. Distanța de la stație până la centrul Lunii a fost în intervalul 65.200 - 68.400 km [6] . În timpul sesiunii fotografice, aproximativ jumătate din suprafața Lunii a fost fotografiată, două treimi din cadre au căzut pe partea îndepărtată a Lunii și o treime pe zona de margine vizibilă de pe Pământ [10] . Au fost filmate 29 de cadre, după care obturatorul camerei a eșuat [18] .
După ce stațiile de la sol au primit informații prin canalul de telemetrie despre sfârșitul derulării filmului și recepția imaginii mira instalată în fața camerei , s-a decis pornirea unității de bandă. De la o distanță de aproximativ 470.000 km, Stația de Cercetare din Crimeea în modul „lent” a primit o imagine a unui cadru de test imprimat pe Pământ pe film, transmis de o navă spațială. Datorită distanței mari, raportul semnal-zgomot a fost scăzut, iar calitatea imaginii a fost în mod corespunzător scăzută, dar operabilitatea fundamentală a sistemului a fost confirmată. În următoarele sesiuni de comunicare, pe măsură ce stația se apropia de Pământ, calitatea imaginii primite de stațiile de cercetare din Crimeea și Kamchatka s-a îmbunătățit. Recepția imaginii de la Luna-3 s-a efectuat zilnic până la 18 octombrie 1959 [com. 2] . Pe 18 octombrie, când stația se afla la o distanță de aproximativ 50.000 km de Pământ, modul de transmisie „rapid” a fost pornit. Conform amintirilor participanților, calitatea imaginilor transmise a fost mai mare decât în modul „lent”. Toate imaginile transmise au fost înregistrate pe film de fotorecordere. Această sesiune de comunicare s-a dovedit a fi ultima, stația a părăsit zona de vizibilitate a stațiilor de la sol și, după ce a părăsit umbrele la ora stabilită, nu a fost posibil să-și primească semnalele, probabil din cauza defecțiunii emițătorului de bord sau a alimentării. alimentare [16] .
Copii ale primelor imagini, obținute în modul „lent” de complexele „Yenisei-II” ale Institutului de Cercetări Științifice din Crimeea, au fost trimise Academiei de Științe și, după studiul lor și câteva retușuri, au apărut în presă. Toate filmele din dispozitivele fotografice ale complexelor Yenisei-I și Yenisei-II au fost transferate la Observatorul Pulkovo pentru studiu și au devenit documentele principale pentru compilarea Atlasului părții îndepărtate a Lunii și a primei hărți din lume a părții îndepărtate a lunii. Luna, care a fost compilat și publicat în URSS [19] . Fotografierea cu dispozitive fotografice s-a dovedit a fi singura modalitate de a obține imagini în tonuri de gri de calitate acceptabilă. Reproducerea înregistrărilor pe bandă magnetică nu a avut întotdeauna succes și, în cele din urmă, a necesitat încă reînregistrarea imaginilor pe film fotografic sau de film pentru utilizare ulterioară și imprimare directă pe hârtie electrochimică, precum și încercări de fotografiere a ecranelor dispozitivelor de monitorizare video. , a dat imagini de calitate și lizibilitate prea slabă [16] [20] .
M-am așezat lângă Boguslavsky la aparatul de înregistrare deschisă pe hârtie electrochimică. De la punctul de primire au raportat:
- Interval - cincizeci de mii. Semnalul este stabil. Există un bun venit!
S-a dat o comandă pentru redarea imaginii. Din nou, responsabilitatea revine FTU. O imagine gri apare linie cu linie pe hârtie. Un cerc pe care să distingem detaliile este posibil cu o imaginație suficient de mare. Korolev nu a suportat asta și a izbucnit în camera noastră înghesuită.
- Ei bine, ce ai acolo?
„Avem ca luna să fie rotundă”, am spus.FI. Chertok [21]
Programul Luna 3 a inclus fotografierea a aproximativ două treimi din partea îndepărtată a Lunii. Multe zone au rămas neacoperite. S-a planificat continuarea programului la următoarele stații automate, care au primit indexul „E-2F” (schimbat ulterior în „E-3”). Au fost fabricate două stații „E-3”, echipate cu sisteme de bord „Yenisei” cu camere îmbunătățite. Pentru a primi imagini, urmau să fie folosite antenele ADU-1000 ale complexului Pluton, a căror construcție era în curs de finalizare la NIP-16 din Crimeea. Utilizarea de noi antene a îmbunătățit semnificativ energia legăturii radio și ar face posibilă obținerea unei calități mai ridicate a imaginii. Lansarea stației E-3 nr.1 a avut loc la 15 aprilie 1960. Din cauza opririi premature a motorului celei de-a treia etape a rachetei Vostok-L , dispozitivul nu a atins traiectoria calculată și a ajuns pe orbită cu un apogeu de aproximativ 200.000 km . În mai 1960, stația „E-3” nr.1 a încetat să mai existe, intrând în straturile dense ale atmosferei. 16 aprilie 1960 a fost lansată stația „E-3” nr.2 . La o secundă după lansare, „pachetul” primei etape a vehiculului de lansare s-a prăbușit, racheta a căzut lângă lansare. În aceste două lansări s-au pierdut toate kiturile de bord gata făcute ale Yenisei. La aceasta, proiectul E-3 a fost închis, camerele sale au fost considerate prea complexe și nesigure [5] [22] . Următorul sondaj al părții îndepărtate a Lunii a fost efectuat în iulie 1965 de la o altitudine de aproximativ 10.000 km de către stația interplanetară Zond-3 , care avea o legătură radio de nouă generație și un nou sistem de foto-televiziune, ceea ce a făcut posibilă. pentru a transmite imagini de înaltă calitate. Fotografiile realizate de „Luna-3” și „Zond-3” au fost folosite de Institutul Astronomic de Stat. P.K. Sternberg va crea „Atlasul părții îndepărtate a lunii” cu un catalog care conține descrierile a aproximativ 4000 de obiecte descoperite pentru prima dată [23] .