Фото из космоса
В. А. Соколов, инженер
Для проведения научных исследований и передачи изображений обратной стороны Луны космическая ракета вывела на орбиту автоматическую межпланетную станцию.
Сужение же полосы немедленно приводит к уменьшению скорости передачи. Вот как это получается. Предположим, что полоса частот нашей вещательной телевизионной сети не 5 мегагерц, а 500 герц, то есть в 10 тысяч раз уже. И если обязательным при этом является неизменность качества изображения (400 000 элементов разложения), то время, необходимое для передачи одного кадра, должно быть не 0,04 секунды, а почти полные 7 минут. Нечто подобное происходило и при первой космической телепередаче. А применение специальных методов обработки, передачи и приема сигналов могло изменить лишь степень понижения скорости передачи.
Но ведь за несколько минут межпланетная АС пролетает не одну сотню километров, причем никакая система ориентации не сможет удерживать ее все это время в таком положении, чтобы изображение Луны на экране передающей трубки оставалось неподвижным. Ясно, что в подобном случае при непосредственной передаче на Землю ни о каком качестве изображения не может быть и речи. Выход из этого положения напрашивается сам. Нужно сфотографировать Луну, там же, на станции, обработать пленку, а с полученных негативов передавать неподвижное изображение на Землю. Такой способ хорош еще тем, что один и тот же кадр можно передавать несколько раз, а по мере приближения к Земле ускорять режим передачи.
Фотографирование луны
Чтобы произвести фотографирование невидимой стороны Луны, прежде всего необходимо было в определенный момент повернуть межпланетную автоматическую станцию объективами фотоаппарата к лунной поверхности. 7 октября 1959 года в 6 часов 30 минут, когда станция находилась от Луны на расстоянии около 65 000 километров, система оптических и гироскопических датчиков, сложные электронно-вычислительные устройства и управляющие двигатели выполнили эту операцию и в дальнейшем поддерживали MAC в необходимом положении в течение всего времени съемки. Оба объектива аппарата сорок минут смотрели только на Луну. За это время ее обратная сторона была многократно сфотографирована в двух масштабах на специальную 35-миллиметровую пленку. После окончания экспонирования пленка попала в малогабаритное устройство автоматической обработки, где она была проявлена и отфиксирована, а затем поступила в кассету для телевизионной передачи.
«Начать передачу!»
По командной радиолинии с Земли на межпланетную станцию полетела команда: «Начать передачу!» Подключились необходимые источники питания, заработала система автоматики, обеспечивающая координацию работы всех звеньев телевизионной аппаратуры. Передача началась.
Преобразование оптического изображения Луны, имеющегося на негативной пленке, в комплекс электрических сигналов производилось системой с «просвечивающей» трубкой. Подобную систему называют еще системой с «бегающим лучом». Источником света в ней служит хорошо сфокусированное на экране развертывающей трубки светящееся пятно. С помощью отклоняющих устройств такое пятно перемещается по экрану в горизонтальном и вертикальном направлениях, прочерчивая располагающиеся друг под другом строки поперек экрана. Изображение этого яркого пятна проектируется с помощью объектива на передаваемый кадр. Прошедший через фотопленку световой поток собирается оптическим устройством — конденсором — на фотокатоде фотоэлектронного умножителя. Так как световое пятно пробегает и просвечивает последовательно различные участки кадра, то на выходе фотоумножителя получится изменяющийся во времени телевизионный сигнал со всего изображения.
В телевизионной передаче с межпланетной АС применялась смешанная система развертки изображения. «Строчная» развертка была электронной, то есть осуществлялась путем перемещения электронного луча «просвечивающей» трубки поперек экрана (это и соответствовало перемещению изображения светящегося пятна поперек кадра).
«Кадровая» же развертка была механической. Пленка непрерывно с малой скоростью протягивалась мимо «просвечивающей» трубки. Применение смешанной развертки можно объяснить тем, что при времени передачи одного кадра, равном нескольким минутам, механическая система медленной протяжки пленки гораздо проще, надежней и лучше электронной «кадровой» развертки.
Желание получить возможно более подробные снимки невидимой с Земли чисти Луны заставило производить фотографирование полностью освещенного Солнцем лунного диска. Такое «лобовое» освещение привело из-за отсутствия теней к уменьшению контрастности негатива, то есть к уменьшению различия в прозрачностях его темных и светлых мест. Чтобы скорректировать этот недостаток негатива, его контрастность искусственно увеличивалась применением в фототелевизионной аппаратуре автоматического изменения яркости пятна «просвечивающей» трубки. Исправленный таким образом сигнал поступал с фотоэлектронного умножителя на вход узкополосного усилителя и после некоторых преобразований излучался антеннами передатчика в пространство.
Запись телевизионных сигналов
Принятые и усиленные сигналы изображения регистрировались аппаратурой различных типов. Среди них были специальные устройства для записи телевизионных изображений непосредственно на фотопленку. В принципе такое устройство напоминает обращенную систему с «просвечивающей» трубкой. Принятые сигналы управляют яркостью ее пятна, которое фокусируется на фотопленке три помощи оптической системы. Пятно приемной трубки повторяет движение пятна передающей, а пленка в наземном устройстве протягивается с той же скоростью, что и на MAC. Таким образом и прорисовывается на фотопленке весь передаваемый кадр.
Сравнительно узкая полоса принимаемого телевизионного сигнала позволила в большой степени использовать для регистрации изображений Луны магнитную запись. Изменением магнитного поля в зазоре головки сигналы изображения записываются на непрерывно движущуюся ферромагнитную пленку. В результате запись представляет собой по-разному намагниченные участки пленки.
Одной из разновидностей приемных электроннолучевых трубок были скиатроны. В отличие от обычных приемных трубок экран скиатрона покрыт составом (чаще всего это ионные соли хлористого серебра), обладающим свойством после бомбардировки его электронами приобретать на длительное время способность не излучать, как мы привыкли видеть, а поглощать свет. В нормальных условиях перед началом приема изображения экран скиатрона довольно прозрачен. Но вот по нему побежал электронный луч, и те места, которых он коснулся, потемнели, причем потемнение оказывалось тем сильнее, чем больше в этот момент была интенсивность луча. Способность длительное время сохранять получившееся изображение и обеспечила применение окиатрона. Полученное изображение можно было лето сфотографировать прямо с экрана, а в случае необходимости даже проектировать его, как обычный диапозитив, на большой экран.
Применение нескольких способов регистрации позволило в дальнейшем при сопоставлении изображений, полученных различными методами, исключить или поправить специфические ошибки, присущие в отдельности каждому из них.
Так была осуществлена первая в истории космическая телепередача. Получены уникальные фотографии обратной стороны Луны, позволившие создать первый Лунный глобус. Передача изображений на расстояние в 470 000 километров подтвердила возможность качественного телевизионного вещания из космических глубин. А это открывает огромные перспективы в деле дальнейшего изучения планет нашей системы и межпланетного пространства.
Читайте в любое время
