"Yenisei" - fototelevizní systém, s jehož pomocí byly poprvé získány snímky odvrácené strany Měsíce . Vytvořeno v All-Union Research Institute of Television (NII-380) z iniciativy S. P. Koroljova . Systém Yenisei byl instalován na palubě Luna -3 AMS , která obletěla Měsíc v říjnu 1959. Natáčení probíhalo na film , který byl vyvinut na palubě stanice. Přenos zachycených snímků byl prováděn pomocí nízkoformátového televizního systému, když se stanice vrátila na Zemi, obraz byl přijímán speciálně vytvořeným zařízením instalovaným v měřicích bodechkterý řídil let stanice.
Od roku 1956, ještě před vypuštěním prvního satelitu , v All-Union Research Institute of Television (NII-380) , z iniciativy S.P. Koroljova , začal výzkum a vývoj na vytvoření televizního vybavení pro budoucí lety do vesmíru. Na podzim 1957, po vypuštění druhé družice , S. P. Korolev a první místopředseda Leningradské hospodářské rady S. A. Afanasyev (později ministr všeobecného strojírenství SSSR ) navštívili NII-380. NII-380 dostal za úkol vytvořit televizní zařízení, které mělo přenášet obraz neviditelné strany Měsíce. Práce měly být prováděny ve spolupráci s ústavy a továrnami zabývajícími se optickou, fotografickou a radiotechnickou tématikou, hlavní organizací na téma, která obdržela kód Yenisei, byla jmenována NII-380. V Ústavu zároveň probíhaly práce na téma Seliger , jejichž účelem bylo přenést pohyblivý obraz experimentálního zvířete, jehož start byl plánován na prototypu pilotované kosmické lodi [1] . Vedoucím obou témat byl jmenován I. L. Valik a jeho zástupcem P. F. Bratslavets , který se později stal hlavním konstruktérem Seligeru . Yu. P. Lagutin [2] se stal hlavním inženýrem jenisejského tématu .
V lednu 1958 poslal M. V. Keldysh dopis S. P. Korolevovi s návrhy na zahájení průzkumu Měsíce . Prvním krokem bylo, aby raketa zasáhla viditelný povrch Měsíce se záznamem jeho pohybu telemetrickým zařízením. Stanice vytvořené v rámci tohoto programu obdržely v OKB-1 označení „E-1“ . První kosmickou lodí , která dosáhla Měsíce, byla stanice E-1A, známá jako Luna-2 [3 ] . Jako další krok byl navržen oblet Měsíce s vyfotografováním jeho odvrácené strany a přenos získaných snímků na Zemi pomocí televizního zařízení při přiblížení k Zemi [4] . Program pro oblet Měsíce s fotografováním jeho odvrácené strany byl nazván „E-2“ a probíhal během letu stanice „ Luna-3 “. Zvolené schéma letu kolem Měsíce zahrnovalo gravitační asistent , který změnil trajektorii stanice tak, aby při návratu na Zemi byla nad severní polokoulí, kde byly umístěny sovětské pozorovací stanice . Takové letové schéma umožňovalo spustit stanici pouze v přesně definovaných termínech, které určovaly načasování jejího vzniku [5] . Start byl naplánován na 4. října 1959. Do léta 1959 bylo vyrobeno potřebné množství souprav palubního i pozemního vybavení „Yenisei“ [6] .
Systém Yenisei měl při svém letu po eliptické dráze s apogeem 460 000 km natáčet odvrácenou stranu Měsíce z výšky asi 65 000 km a výsledný obraz přenášet na pozemní stanice při jeho přiblížení k Zemi. Nebylo možné přenášet přijatý obraz v reálném čase, protože Měsíc bránil průchodu rádiového signálu. Energetická charakteristika rádiového spojení navíc nezajistila přenos televizního obrazu z lunárních vzdáleností. Jediným způsobem, jak si obraz „zapamatovat“ pro následné vysílání během komunikační relace, bylo zafixovat jej na film s vyvoláváním na palubě stanice a poté záznam přenést na televizní kanál během přiblížení k Zemi. Ve spolupráci v čele s NII-380 tak vznikl systém, který zahrnoval fotografickou kameru , prostředky pro automatické zpracování filmu , prostředky pro přenos záběrů rádiovým kanálem a pozemní prostředky pro příjem a záznam přenášených snímků [1] .
Hlavním rysem vytvořených palubních zařízení bylo, že bylo požadováno zajistit provoz všech systémů v podmínkách kosmického letu, s ohledem na stav beztíže , expozici kosmického záření na fotografickém filmu , měnící se teplotní podmínky a přísná omezení rozměry, hmotnost a spotřeba energie palubního zařízení. Všechna zařízení obsažená v palubním komplexu systému Yenisei musela pracovat ve shodě, natáčet s automatickým měřením expozice po dobu 40-50 minut od okamžiku, kdy byla stanice na daném úseku trajektorie a kamery byly orientovány směrem k Měsíc. Po zastavení natáčení měl být film automaticky zpracován a přetočen na kazetu a po obdržení příkazu k přenosu obrazu byl vyvolaný film danou rychlostí vytažen před palubní televizní kameru. Poprvé v televizní technice bylo veškeré palubní vybavení komplexu Yenisei, kromě samotné katodové trubice , vyrobeno výhradně na polovodičových zařízeních pomocí tištěných vodičů . Hmotnost celé soupravy palubního televizního zařízení "Yenisei" byla 24 kg [2] .
Fotografický fotoaparát AFA-E1 pro systém Jenisej byl navržen a vyroben v Krasnogorském mechanickém závodě . Fotoaparát pojal 40 snímků 35mm perforovaného filmu a měl dva objektivy: jeden s ohniskovou vzdáleností 200 mm a světelností f/5,6, druhý s ohniskovou vzdáleností 500 mm a světelností f/9,5 [7] . Snímání bylo prováděno na dva rámečky se dvěma objektivy současně. Čočka s ohniskovou vzdáleností 200 mm by měla poskytnout obraz měsíčního kotouče v celém záběru, s ohniskovou vzdáleností 500 mm - části disku s lepším rozlišením. Samostatným problémem, který museli tvůrci vyřešit, byla ochrana filmu před účinky kosmického záření [8] [9] .
Technologie zpracování filmu na palubě vesmírné stanice a vyvolávací a fixační zařízení byly vytvořeny ve Výzkumném ústavu filmu a fotografie . Byly zvažovány dvě varianty procesu - klasické "dvouřešení" s odděleným vyvoláním a fixací , které poskytuje nejlepší kvalitu obrazu, a "jednořešení", rychlejší a ekonomičtější, kdy oba procesy probíhaly současně [10] . Na naléhání specialistů NII-380 byla zvolena možnost „jednoho řešení“. Fotografická část byla navržena pro použití filmu "typ 17" na lavsanové podložce, vyrobeného firmou Šostka " Svema ". Podle vzpomínek P. F. Bratslavtse byl místo něj bez koordinace s vedením použit film pro letecké snímkování, který byl citlivější a odolnější vůči radiaci, pořízený z průzkumného balónu NATO sestřeleného nad územím SSSR . ačkoli jakékoli použití cizích součástí v domácí kosmické technologii bylo přísně zakázáno [11] . Vytvoření zpracovatelského komplexu si vyžádalo velké množství vědecko-výzkumné a projekční činnosti. Hlavní potíže při jeho vytváření vznikly z důvodu potřeby zajistit provoz v podmínkách beztíže a zvýšených vibrací, omezení objemu roztoku (ne více než 1 litr), vypočítané kolísání teploty až do 15 stupňů (v praxi změny teploty se ukázalo být mnohem vyšší, zatímco standardní proces vyžadoval stabilitu ne horší než +/- 0,5 stupně), nemožnost sušení filmu po zpracování. Na film byly předem naneseny testovací značky, určené ke kontrole kvality výsledného obrazu. Některé znaky se objevily na Zemi, další část - na palubě stanice [12] .
Ke skenování pořízeného obrazu byla použita kamera s putujícím paprskem [13] , jejíž rozlišení bylo přibližně 1000 řádků [8] [14] [comm. 1] . NII-380 také vyvíjel systém Yenisei-3, který používá k natáčení vidikon a zaznamenává obraz na magnetickou pásku, ale jeho vytvoření nebylo do spuštění stanice dokončeno. Později tento vývoj posloužil jako základ pro vytvoření televizních systémů satelitů " Meteor " [15] .
Televizní zařízení mělo zajišťovat přenos signálu přes úzkopásmové rádiové spojení vesmírné stanice, vyvinuté na NII-885 a používané také pro přenos telemetrických informací a měření trajektorie. To vedlo k nutnosti zúžit šířku pásma přenášeného video signálu na 400 Hz . Provoz v takto úzkém pásmu také umožnil získat nejvyšší možný odstup signálu od šumu v signálu přijímaném pozemními rádiovými zařízeními [16] . Standardní řešení používaná v televizním vysílání nebyla vhodná pro úzkopásmový přenos, zatímco na palubu nebylo možné instalovat zařízení pro přenos samostatného televizního kanálu kvůli velkým hmotnostním a energetickým omezením. P. F. Bratslavets navrhl použít techniku „ malé obrazovky “, jejíž principy navrhl S. I. Kataev v roce 1934 pro přenos obrazu pomocí krátkovlnných komunikačních kanálů . Takový systém má velmi nízkou přenosovou rychlost, ale může pracovat v úzkém frekvenčním pásmu a má vysokou odolnost proti šumu. Pro systém Yenisei byly zvoleny dva režimy provozu [17] :
- "rychlé", s přenosem jednoho snímku za 10 sekund v době, kdy stanice bude ve vzdálenosti blízko Země ( 40 000 - 50 000 km) a úroveň signálu přijímaného pozemskými stanicemi bude poměrně vysoká, - "pomalé", s přenosem jednoho rámce za 30 minut, pro podmínky slabého signálu ze stanice a vysoké úrovně rušení.Pokud se lidstvo po tisíce let nemohlo dívat na odvrácenou stranu Měsíce, pak může půl hodiny počkat.P. F. Bratslavets [11]
Pozemní komplexy pro příjem snímků ze stanice Luna-3 byly vytvořeny ve dvou verzích. Komplex Yenisei-I byl určen pro příjem v „rychlém“ režimu a „Yenisei-II“ v „pomalém“ režimu, ale umožňoval přijímat i „rychlý“ režim [15] . Aby byla zajištěna spolehlivost , všechny pozemní systémy obsahovaly dvě současně fungující identické sady zařízení („poloviční sady“). Komplexy byly postaveny jak ve stacionární verzi, tak v automobilové, umístěné v KUNGech . Hlavní bod příjmu byl určen krymským NIP-16 , duplikátem - Kamčatka NIP-6 . Sestavené a odladěné stacionární komplexy byly dodány do NII-885 a následně do OKB-1 pro propojení s velitelským rádiovým spojením a kosmickou lodí. Automobilové komplexy vlastní silou směřovaly do Krymské NIP a stacionární komplexy byly na Kamčatku dodávány rozebrané letadlem a tam instalovány, smontovány a odladěny [16] .
V krymském výzkumném projektu v komplexu Jenisej-I bylo k záznamu výsledného obrazu použito fotografické záznamové zařízení (FRU), které zachycovalo obraz kamery s putujícím paprskem na 35mm film , a Jenisej-II v r. Kromě FRU byla vybavena zařízením pro ovládání videa na skiatronu , prostředky pro záznam videosignálu na magnetickou pásku a tisk na elektrochemický papír. Ve Výzkumném ústavu Kamčatka byl obraz zobrazován na obrazovce řídicího video zařízení postaveného na katodových trubicích s dlouhým dosvitem a zaznamenávaného na film fotorekordéry [6] . Uvažovalo se o možnosti fixace obrazu pomocí technologie fototelegrafie , která však byla ve fázi vývoje zamítnuta z důvodu možné změny parametrů televizního signálu a nutnosti nastavení provozní synchronizace, což je u fototelegrafního zařízení nemožné [2]. .
7. října 1959 dosáhla stanice Luna-3 oblasti Měsíce. S pomocí orientačního systému "Racek", vyvinutého v OKB-1 týmem B. V. Raushenbakha , byla poprvé v kosmické technologii provedena orientace kosmické lodi ve vesmíru. Po natočení stanice objektivy fototelevizního systému následoval povel k zahájení fotografování směrem k Měsíci. Trajektorie letu a doba fotografování byly vypočítány tak, že na fotografiích byla zaznamenána nejen odvrácená strana Měsíce, ale i některá jeho část viditelná ze Země, takže při analýze snímků bylo možné „ svázat“ objekty měsíčního povrchu pozorované poprvé k již slavné. Střelba probíhala podle příkazů softwarového zařízení, které bylo součástí komplexu Jenisej po dobu 40 minut. Vzdálenost od stanice ke středu Měsíce byla v rozmezí 65 200 - 68 400 km [6] . Během fotografického sezení byla vyfotografována přibližně polovina povrchu Měsíce, dvě třetiny snímků dopadly na odvrácenou stranu Měsíce a jedna třetina na okrajovou zónu viditelnou ze Země [10] . Bylo natočeno 29 snímků, po kterých selhala spoušť fotoaparátu [18] .
Poté, co pozemní stanice přijaly telemetrickým kanálem informaci o konci vyvolávání filmu a příjmu obrazu miry instalované před kamerou , bylo rozhodnuto zapnout páskovou mechaniku. Ze vzdálenosti asi 470 000 km přijala Krymská výzkumná stanice v „pomalém“ režimu snímek testovacího snímku otištěného na Zemi na film, přenášený kosmickou lodí. Vzhledem k velké vzdálenosti byl nízký poměr signálu k šumu a odpovídajícím způsobem nízká kvalita obrazu, ale základní funkčnost systému byla potvrzena. V dalších komunikačních relacích, jak se stanice přibližovala k Zemi, se kvalita obrazu přijímaného krymskými a kamčatskými výzkumnými stanicemi zlepšila. Příjem obrazu z Luny-3 byl prováděn denně až do 18. října 1959 [comm. 2] . 18. října, kdy byla stanice ve vzdálenosti asi 50 000 km od Země, byl zapnut režim „rychlého“ vysílání. Podle vzpomínek účastníků byla kvalita přenášených snímků vyšší než v „pomalém“ režimu. Všechny přenášené obrazy byly zaznamenány na film fotorekordéry. Tato komunikační relace se ukázala jako poslední, stanice opustila zónu viditelnosti pozemních stanic a po opuštění stínu ve stanovený čas nebylo možné její signály přijímat, pravděpodobně kvůli výpadku palubního vysílače nebo napájení. zásobování [16] .
Kopie prvních několika snímků, získaných v „pomalém“ režimu komplexy „Jenisej-II“ Krymského vědeckého výzkumného ústavu, byly zaslány Akademii věd a po jejich prostudování a určité retuši se objevily v tisku. Všechny filmy z fotografických zařízení komplexů Yenisei-I a Yenisei-II byly přeneseny ke studiu na observatoř Pulkovo a staly se primárními dokumenty pro sestavení Atlasu odvrácené strany Měsíce a první mapy odvrácené strany Měsíce na světě. Měsíc, který byl sestaven a publikován v SSSR [19] . Fotografování pomocí fotografických zařízení se ukázalo být jediným způsobem, jak získat snímky ve stupních šedi v přijatelné kvalitě. Reprodukce záznamů na magnetickou pásku nebyla vždy úspěšná a nakonec stále vyžadovala přetočení snímků na fotografický nebo filmový film pro další použití a přímý tisk na elektrochemický papír, stejně jako pokusy o fotografování obrazovek video monitorovacích zařízení. , poskytl příliš nízkou kvalitu a čitelnost obrázků [16] [20] .
Seděl jsem vedle Boguslavského u přístroje pro otevřený záznam na elektrochemický papír. Z místa příjmu hlásili:
- Dostřel - padesát tisíc. Signál je stabilní. Je tu uvítání!
Byl vydán příkaz k přehrání obrázku. Odpovědnost opět leží na FTU. Na papíře se řádek po řádku objeví šedý obrázek. Kruh, na kterém lze rozlišit detaily, je možný s dostatečně velkou fantazií. Koroljov to nevydržel a vtrhl do našeho stísněného pokoje.
- No, co tam máš?
"Musíme mít měsíc kulatý," řekl jsem.BÝT. Chertok [21]
Program Luna 3 zahrnoval fotografování přibližně dvou třetin odvrácené strany Měsíce. Mnoho oblastí zůstalo nepokryto. Bylo plánováno pokračování programu na následujících automatických stanicích, které obdržely index „E-2F“ (následně změněn na „E-3“). Byly vyrobeny dvě stanice "E-3", vybavené palubními systémy "Yenisei" s vylepšenými kamerami. Pro příjem snímků měly sloužit antény ADU-1000 komplexu Pluton, jehož stavba se dokončovala na krymském NIP-16. Použití nových antén výrazně zlepšilo energii rádiového spojení a umožnilo by získat vyšší kvalitu obrazu. Start stanice E-3 č.1 se uskutečnil 15.4.1960. Kvůli předčasnému vypnutí motoru třetího stupně rakety Vostok-L zařízení nedosáhlo vypočítané dráhy a skončilo na oběžné dráze s apogeem asi 200 000 km . V květnu 1960 zanikla stanice „E-3“ č. 1, která se dostala do hustých vrstev atmosféry. 16.4.1960 byla spuštěna stanice "E-3" č.2 . Vteřinu po startu se „balíček“ prvního stupně nosné rakety rozpadl, raketa spadla poblíž startu. Při těchto dvou startech byly ztraceny všechny připravené palubní soupravy Jeniseje. Tím byl projekt E-3 uzavřen, jeho kamery byly považovány za příliš složité a nespolehlivé [5] [22] . Další průzkum odvrácené strany Měsíce byl proveden v červenci 1965 z výšky asi 10 000 km meziplanetární stanicí Zond-3 , která měla rádiové spojení nové generace a nový fototelevizní systém, což umožnilo pro přenos vysoce kvalitních snímků. Fotografie pořízené "Luna-3" a "Zond-3" byly použity Státním astronomickým ústavem. P.K. Sternberga k vytvoření „Atlasu odvrácené strany Měsíce“ s katalogem obsahujícím popisy asi 4000 poprvé objevených objektů [23] .