ОЧЕРКИ ИСТОРИИ И ТЕХНИКИ
КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
А.С. СЕЛИВАНОВ
ОЧЕРКИ ИСТОРИИ И ТЕХНИКИ
КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
ВОСПОМИНАНИЯ РАЗРАБОТЧИКА
Москва 2010
Селиванов А.С. Очерки истории и техники космического телевидения.
Воспоминания разработчика. — М.: “ИД Медиа Паблишер”, 2010. — 192 с.: ил.
ISBN 978-5-903650-20-2
Книга известного специалиста в области космического телевидения, д.т.н., профессора
Селиванова Арнольда Сергеевича представляет совокупность неразрывно связанных между собой
личных воспоминаний и фрагментов истории создания космической техники на раннем этапе
исследования Луны, Марса и Венеры и дистанционного зондирования Земли.
Автор книги — лауреат Ленинской и Государственной премий, заслуженный деятель науки
РФ, действительный член Академии электротехнических наук РФ. Издание книги приурочено
к 75-летию ее автора и 50-летию его профессиональной деятельности.
Книга предназначена для инженеров-разработчиков, аспирантов и руководителей
проектных коллективов.
The book of a reputable expert in the field of space television, Professor Arnold Selivanov, Dr.Sc. (Tech.),
represents a combination of the intimately associated subjective reminiscences and fragments of history in space
technology development at the early steps of the Moon, Mars and Venus investigation and the Earth remote sensing.
The author of the book is the holder of many government awards, a full-fledged member of the RF Academy
of electro technical sciences. This commemorative publication is timed to 75-years of the author as well as to
50-years of his professional activity.
The book is intended for designers, graduate students and heads of engineering departments.
ISBN 978-5-903650-20-2
© ОАО “Российские космические системы”, 2010
© Селиванов А.С., 2010
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ .................................6
I.	КОСМИЧЕСКИЕ ФОТОТЕЛЕВИЗИОННЫЕ УСТРОЙСТВА .9
II.	ПАНОРАМНЫЕ КАМЕРЫ .......................41
III.	ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЛУНОХОДОВ ........57
IV.	ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ЗЕМЛИ.........73
V.	ОТ ТЕЛЕВИДЕНИЯ К ЗАПОМИНАЮЩИМ УСТРОЙСТВАМ .... 107
ПОСЛЕСЛОВИЕ .................................114
ЛИТЕРАТУРА ..................................116
ПРИЛОЖЕНИЯ 1-12. ИЗБРАННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ .......119
5
ПРЕДИСЛОВИЕ
Наступила пора больших юбилеев ...
Еще совсем недавно мы отмечали пятидесятилетие запуска первого спутника —
начала космической истории нашей цивилизации, событие, которое по-настояще-
му не оценено до сих пор.
В прошлом году — другой важный для истории техники и для меня юбилей —
50-летие космического телевидения, рождение которого связано с первой космиче-
ской съемкой обратной стороны Луны.
В этом году еще два, уже личных юбилея — 75-летие со дня рождения и
50-летие трудовой деятельности в том же институте, где я работаю сейчас. Об этих
юбилеях как-то не хочется думать, учитывая, что я нахожусь в зоне возрастного
риска, и мой "жизненный цикл", как это ни прискорбно, на исходе.
Итак, самое время начать писать воспоминания или мемуары. На мой взгляд —
это не одно и то же. Мемуары — более солидный литературный труд, фактически —
это подробное жизнеописание, ко многому обязывающее автора, воспоминания же
могут быть отрывочными, не связанными между собой и не столь объемны. Мне
больше импонирует этот вид литературного жанра, особенно учитывая то, что мои
воспоминания должны быть живой историей развития техники, как это мне
представляется сейчас, в начале работы.
Другой вопрос: а стоит ли вообще писать? Кому они нужны? Я и раньше
задавал себе этот вопрос потому, что ко мне обращались многие люди, настойчиво
уговаривая что-то написать.
В 1998 году с такой просьбой ко мне обратился господин Храмов А.В., кото-
рый представился главным редактором журнала "История телевидения". Этот жур-
нал мне был неизвестен, как ни странно, и он просуществовал весьма недолго, хо-
тя имел весьма солидный по составу редакционный совет. Я согласился написать
статью о космических фототелевизионных системах [1] или, более привычно для
нас, фототелевизионных устройствах (ФТУ), которые разрабатывались в течение
ряда лет в нашем институте и с помощью которых удалось получить много ценной
информации о Луне и Марсе. Учитывая малую доступность указанного журнала, я
решил сделать мою статью в нем первой главой книги, к которой приступаю, не
внося в текст существенных изменений.
*Ссылки на список литературы даются в квадратных скобках [ ], к ссылкам на приложения
добавляется буква "п".
6
Так вот, в начале первой главы идут мои рассуждения о том, кому нужны такие
воспоминания, кроме самого автора и узкого круга лиц, причастных к работе.
Сегодня я бы написал немного по другому, менее категорично, особенно после
того, как в течение последних лет ряду моих сотрудников и мне был поручен выпуск
книги "Вехи истории" [2] к 60-летию нашего института (2006 г.) и создание техни-
ко-исторического музея института (2007 г.). Мы были подавлены фактами уничто-
жения в период перестройки ценных исторических материалов и образцов аппара-
туры, но в тоже время мы ощущали большой интерес к нашей работе не только со
стороны ветеранов, но и новых молодых сотрудников и студентов. Последних
интересовало не только, когда и что было сделано, но и как это было сделано.
Начинаешь понимать, что одним из самых негативных последствий перестройки в
технической сфере было разрушение связи поколений, процесса накопления и пе-
редачи знаний.
Вспоминаю, как незадолго до того, как стать президентом Российской Федерации,
господин Ельцин посетил наш институт. Опускаю описание разыгранного показушно-
го сценария этого посещения. Но, тем не менее, он посетил стенд нашего отделения,
где я довольно долго ему рассказывал о достижениях космического телевидения, об
уникальных технических решениях. Мне показалось, что он слушал заинтересованно, и
на традиционном подведении итогов посещения предприятия Ельцин сказал, что все,
что он видел, очень интересно и представляет большое национальное достояние. Через
несколько месяцев, став президентом, Ельцин принял ряд исторических решений о рез-
ком сокращении затрат на космическую отрасль, как недостаточно, по его мнению,
полезную для хозяйства страны. Сейчас на руинах одной из самых технологичных
отраслей страны пробиваются, правда, не очень уверенно, молодые зеленые побеги.
Поэтому на вопрос, нужны ли эти воспоминания, можно ответить утвердительно.
Интересно отметить, что историей советской ракетно-космической техни-
ки и космического телевидения в частности занимаются и за рубежом. Так,
американский исследователь Дон П. Митчелл (Don Р Mitchell) активно собирает
исторические материалы и публикует результаты своих исследований в интернете
(www.mentallandscope.com). Он, например, обратил внимание общественности на
то, что первым аппаратом, совершившим посадку на поверхность Марса, был
советский "Марс-3" и что он был оснащен телевизионными камерами. Да, это
могло быть важным историческим событием, если бы посадка была удачной...
В жизни я многословен и этот недостаток усиливается с годами. Писать же
стараюсь короче, поэтому предисловие надо заканчивать. Осталось сказать о прин-
ципе построения книги. Взвесив свои возможности, я определил, что закончить
книгу в приемлемые сроки можно лишь при условии максимального использовании
уже опубликованного материала, которого за 50 лет накопилось предостаточно.
7
Но некоторые разделы следует написать заново. Принципиально то, что отдельные
ранние публикации в технических журналах я привожу полностью без изменений в
приложениях, считая, что на это имею авторское право, а пересказывать в художе-
ственной форме суть технических решений не следует. В то же время, найти старые
публикации читателю будет затруднительно, а некоторые — невозможно. Таким об-
разом, может получиться смешанный сборник технических публикаций и воспо-
минаний, не имеющий определенного жанра.
Я также понял, что мне не избежать автобиографических отступлений, так
тесно все переплелось в жизни...
Фрагменты истории космического телевидения в компактном виде, были из-
ложены мною ранее в брошюре "Космос — миру. Телевизионные исследования
планет", издательство "Знание", 1990 год [3]. Довольно странное, комбинированное
название брошюры придумали в редакции и не согласовали со мной, равно как и
вставленные в текст нелепые картинки. Тем не менее, прочтя эту брошюру заново
через много лет, я не имел желания изменить что-либо в ней, а добавить многое мож-
но, что и будет сделано. Сама брошюра, как представляется мне, труднодоступна.
К 50-летию космического телевидения мною была подготовлена статья
под названием "Вклад Российского НИИ космического приборостроения в
развитие космического телевидения" [4] в юбилейный сборник, выпущенный
ФГУП "НИИ телевидения" (ранее НИИ-380), г. С-Петербург. Она также была
представлена на сайте нашего института и является, по существу, авторефератом
настоящих записок. В ранее выпущенном в институте (1996 г.) историческом изда-
нии [5] тематика космического телевидения отражена очень скупо.
Настоящие воспоминания охватывают, в основном, период с 1960 по девяно-
стые годы, когда автор наиболее активно занимался космической телевизионной
тематикой и связанными с ней системными вопросами. За этот период был создан
большой научно-технический задел, который частично используется и развивается
в настоящее время. О других работах упомянуто лишь вскользь, они заслуживают
отдельных воспоминаний.
Название нашего института неоднократно менялось, начиная с НИИ-885
(это название используется далее в тексте). Сегодня мы называемся Открытое
акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборо-
строения и информационных систем" или, сокращенно, ОАО "Российские
космические системы".
8

1
Рисунок автора

I. КОСМИЧЕСКИЕ
ФОТОТЕЛЕВИЗИОННЫЕ
УСТРОЙСТВА
Первый цветной снимок Марса.
КА "Марс-5", 1974 г. ФТУ ЭА003.
Космическое телевидение — сравнительно новое направление техники, но
все же оно вполне заслуживает своего исторического исследования. Еще живы
многие разработчики, стоявшие у истоков космического телевидения, остались
некоторые образцы аппаратуры и документы, но все это быстро исчезает. Серьезное
историческое исследование требует, естественно, профессионального подхода и
специальных занятий. Я могу представить только некоторые фрагменты истории,
точнее, воспоминания в таком виде, как они возникают непосредственно в момент
написания без привлечения большого объема дополнительных материалов. На
вопрос, кому нужны такие воспоминания, я уже ответил. Конечно, прежде всего,
самому автору и узкому кругу лиц, связанных с этапом зарождения космического
телевидения. Ведь все мы живем воспоминаниями, как сказал один мудрец. Есть,
однако, надежда, что кому-то будет полезно проследить ход технической мысли,
логику инженерных решений, да и сами решения на новом витке развития техники
могут неожиданно пригодиться, как это уже случалось в истории космического
телевидения.
* * *
Когда в 1953 году я поступал в Московский электротехнический институт
связи (МЭИС) , понятия "космическое телевидение" еще не было. Действовал
стандарт черно-белого вещательного телевидения, разрабатывались варианты
цветных систем. Выделялось, как самостоятельное направление, прикладное или,
как иногда его называли, промышленное телевидение. Проводились эксперимен-
тальные работы с видеотелефоном, активно развивались фототелеграфные систе-
мы, как самостоятельное средство высококачественной передачи неподвижных
изображений по узкополосным каналам связи. Получилось так, что я поздно сдал
документы на поступление в МЭИС и меня зачислили на факультет телефонно-
телеграфной связи, где еще имелись вакансии, а не на радиофакультет, как мне хо-
телось. В течение трех лет я изучал проводную связь, сопромат, теорию механизмов
и машин, теоретическую механику и фототелеграфию, что очень помогло мне в
дальнейшем. Впоследствии с большими трудностями мне удалось перевестись на
радиофакультет и в этом мне оказали большую помощь сотрудники кафедры теле-
видения, на которой я стал активно работать с первого курса, сначала в студенческом
кружке, а позднее, по совместительству, как техник научно-исследовательского
отдела. За год до окончания института меня назначили начальником учебной лабо-
ратории при кафедре телевидения МЭИС.
Ныне Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ).
10
Заведующим кафедрой телевидения был профессор Катаев Семен Исидорович —
выдающийся ученый и инженер, один из основоположников телевидения вообще и,
в частности, малокадрового телевидения [6].
Он руководил моей дипломной работой и весьма способствовал впоследствии
получению ученой степени доктора технических наук без отдельной защиты канди-
датской диссертации. На кафедре активно велись научно-исследовательские работы
по заказам Министерства связи (МЭИС был ведомственным учебным заведением
этого министерства).
Катаев С.И., высокий, худощавый, в элегантной голубой форме сотрудника
Министерства связи имел всегда строгое выражение лица, из-за чего его несколько
побаивались студенты. В действительности, это был человек, увлеченный наукой и
инженерной деятельностью, вполне доступный для молодежи. По-моему, он без особого
энтузиазма занимался преподаванием. Особенно его подавляли преподавательские
формальности, неизбежные на его должности.
Из преподавательского состава мне больше всего запомнились доценты Самойлов
Владимир Федорович и Курдов Лев Иванович — оба яркие и талантливые, но разные по
характеру люди, и старший преподаватель Сорокин Геннадий Михайлович, бывший
одновременно секретарем парторганизации всего института. Душой кафедры был
Эдуард Владимирович Дымнич — заядлый турист и очень колоритный человек.
Из сотрудников научно-исследовательского отдела института, которые рабо-
тали при кафедре, выделялся очень способный, молодой тогда, но уже прошедший
войну, старший инженер Ходарев Юлий Константинович. Он обладал обширными
знаниями в области радиотехники и электромеханики, чувством новизны, был вдохно-
вителем, генератором идей и вызывал симпатию у окружающих. Говорил он на удиви-
тельной смеси литературного и народного русского языка, что было, по-видимому,
модно и оригинально и нравилось молодежи. У него был природный дар учителя, ему
нужны были ученики и благодарные слушатели, среди которых был и я. Для меня он
стал вторым, после отца, учителем инженерного дела. Ходарев Ю.К. был человеком,
который сыграл исключительную роль в моей жизни, потому что открыл мне дорогу
в космическую технику.
Тематика основной работы на кафедре имела название: "Исследование
возможностей сокращения полосы частот телевизионного сигнала" — вечно
актуальная тема для телевидения. В то время повышенный интерес к сокращению
полосы порождался назревавшим внедрением систем цветного телевидения, и
на кафедре испытывались и изобретались разнообразные системы сжатия телеви-
зионного сигнала. Трудности с технической реализацией были постоянным
фактором и все разработки завершались на этапе лабораторного эксперимента,
а многие интересные идеи в то время были просто неосуществимы.
11
Но было одно задание, которое следовало выполнить обязательно. После
войны, по репарации, был привезен из Германии коаксиальный кабель, который
там уже использовался в междугородней связи. Министерство связи проложило его
между Москвой и г. Калинин (ныне г. Тверь). Поскольку извлечение и повторная
укладка, как и следовало ожидать, испортили характеристики кабеля, нужно было,
во-первых, их по возможности скорректировать, и, во-вторых, произвести сжатие
телевизионного сигнала примерно в полтора раза с его последующим восстановле-
нием.
Не вдаваясь в подробности технической стороны дела, которой руководили
Катаев С.И. и Ходарев Ю.К., отмечу, что для меня, студента, участие в этой работе
было большой школой. Тогда меня поразил тот факт, что телевизионная картинка
после всех преобразований и восстановления в стандартной полосе частот заметно
не отличалась в лучшую сторону от исходного изображения с обуженной полосой и
даже приобретала некоторые дефекты. Поэтому, в конце концов, было принято
решение не восстанавливать стандартную полосу. С тех пор к сжатию видеосигнала
в космическом телевидении я отношусь с осторожностью, поскольку знаю, как
легко нанести непоправимый вред исходной уникальной информации. Но все же
новейшая цифровая техника открывает и новые возможности.
В 1958-59 годах на кафедре стали появляться "солидные" люди, как выяснилось,
заказчики из промышленности, с которыми Катаев С.И. вел переговоры наедине.
Прошел слух, что нам предлагают интересную секретную работу, связанную с кос-
мосом, но Катаев С.И. именно из-за секретности хочет от нее отказаться. Много-
опытный человек, Семен Исидорович, видимо, имел основания так поступать.
В конце концов, у нас пошла работа по теме "Экран", конечные цели которой
большинству участников были неясны, т.к. нам выдавались задания только на
проработку отдельных вопросов, без объяснения, для чего это все делается. Меня
это раздражало, и впоследствии я не допускал такой ситуации ни для себя, ни для
своих сотрудников.
* * *
7 октября 1959 г. — дата рождения космического телевидения. В этот день со-
ветская автоматическая межпланетная станция "Луна-3" произвела съемку обрат-
ной стороны Луны с помощью первой в мире космической телевизионной системы
[7]. Бортовая аппаратура была создана в НИИ-380 (Всесоюзный НИИ телевидения,
г. Ленинград) под руководством Браславца П.Ф., Валика И.Л. и Росселевича И.А.
[8,9]. Приемная наземная станция располагалась в Крыму вблизи г. Симеиза и
была разработана в НИИ-885, сотрудником которого я стал через несколько лет
благодаря стечению ряда обстоятельств.
12
К концу 1960 года я "созрел" для ухода из МЭИС. Отсутствие производственной
базы не позволяло завершить ни одну разработку и "внедрить" ее в промышлен-
ность, т.е. получить конечный результат творческих усилий, что для моего
самоутверждения, как молодого инженера, представлялось очень важным.
В дальнейшем, с приходом на кафедру энергичных молодых людей —
Маковеева В.Г. и Зубарева Ю.Б., Хромого Б.П., Аванесова Г.А., Безрукова В.Н.
по прошествии нескольких лет ставших крупными учеными и руководителями,
ситуация с конкретными разработками на кафедре изменилась к лучшему, но это
было потом. Катаев С.И. был недоволен моим решением и сказал, что кафедра на
меня рассчитывала как на перспективного молодого сотрудника, который будет
заниматься научной и преподавательской деятельностью .
Решение об уходе я принял под влиянием Ходарева Ю.К. В то время
Ходарев Ю.К. уже работал в активно развивающейся организации — СКБ-567,
возглавляемой главным конструктором Губенко Евгением Степановичем.
СКБ-567 специализировалось в области ракетной радиоэлектроники, прежде
всего телеметрии, для чего, собственно, она была ранее выделена, как самостоя-
тельная организация, из НИИ-885. Космическая отрасль в те годы быстро развива-
лась, и для СКБ-567, например, планировался рост численности до 20% в год.
Конкуренция между фирмами за космические заказы была сильна и поощрялась
сверху. Проводились конкурсы проектов, и они рассматривались и защищались у
председателя Комитета по радиоэлектронике Калмыкова В.Д.
Новым большим проектом в то время было создание системы дальней косми-
ческой связи, включая бортовые и наземные радиокомплексы, позволяющие обес-
печить полеты исследовательских космических аппаратов (КА) к Венере и Марсу.
В значительной степени благодаря научно-технической работе Ходарева Ю.К. и
организационным способностям Губенко Е.С. сравнительно небольшая и молодая
организация сумела выиграть этот конкурс, оставив позади ряд крупных и автори-
тетных фирм, включая НИИ-885, которые ранее занимались лунными проектами и
другими важными делами. Очень высокие требования, предъявляемые как к борто-
вой, так и наземной аппаратуре дальнего космоса в системотехническом и прибор-
ном плане, стимулировали развитие передовых технологий. И фирма, работавшая
в этом направлении, получала преимущества и в других областях космической
радиоэлектроники, что, собственно, и произошло.
Но, к сожалению, в конце 1959 года умер Губенко Е.С., а его последователи,
несмотря на большие преимущества, фирму сохранить не сумели...
В 1960 году меня пригласили на должность руководителя научно-исследова-
тельской группы СКБ-567 для участия в разработке телевизионной системы для
съемки Марса. Я не сразу осознал тот необычный факт, что, выиграв конкурс на
*Но всё же в 1967 году кафедра активно поддержала мою защиту одновременно кандидатской
и докторской диссертации.
13
радиокомплекс автоматической межпланетной станции и наземный Центр дальней
космической связи в г. Евпатории, мы получили также заказ и на бортовую телеви-
зионную систему. Ситуация стала проясняться, когда в лаборатории, где кроме
моей были и другие группы, я увидел прибор необычной конструкции, который
находился в регулировке.
Как мне сказали, это была телевизионная система для съемки обратной сторо-
ны Луны. Но ведь она была уже снята аппаратурой, разработанной в Ленинграде!
Мне ответили, что разработка шла параллельно в двух фирмах и, наверное, это
было организовано сознательно, учитывая необычность и сложность задачи. Ход раз-
работки контролировался комиссией, и сроки исполнения были исключительно
жесткими. На финише у нас случился "генеральский" эффект. В момент демонстрации
вышел из строя какой-то транзистор, что и определило выбор в пользу ленинградцев.
Наша фирма не теряла надежды участвовать в повторной съемке обратной
стороны Луны, которая была первоначально запланирована. Образец такой
съемочной аппаратуры имеется в нашем технико-историческом музее. Но после
"Луны-3" Королев С.П. осуществил лишь один (неудачный) запуск с ленинград-
ской аппаратурой. Относительно третьего запуска в том же году (также неудачного)
достоверных сведений у меня нет. Больше запусков по данной программе не было.
Считалось, видимо, что техническая, научная и политическая задачи в принципе
решены, и надо двигаться вперед: активно разрабатывался проект первой мягкой
посадки на Луну.
Вообще, в тот период считалось самым важным и достаточным, чтобы что-то
сделать впервые, забить "кол", и такая техническая политика оправдывалась острой
конкуренцией с США. Сказывался также недостаток ресурсов, не позволявших
более углубленно и качественно реализовывать космические проекты: приоритет-
ными были военные задачи ракетно-космической техники.
Преимущество в ракетной области первоначально позволяло нам снимать
"пенки" в космосе, но дальнейший ход событий показал, что обеспечение космиче-
ских исследований по остаточному принципу с ориентацией в большей степени на
технические приоритеты, чем на научный результат, приносит, в конечном счете,
больше потерь, чем достижений, и научно-техническую политику нужно корректи-
ровать.
Два примера: исследование Венеры и Марса. В первом случае — разумно
спланированная и с большим упорством выполненная многолетняя программа,
обеспечившая наряду с приоритетом действительно фундаментальный вклад в кос-
мическую науку. Во-втором — несбалансированная по целям, непоследовательная
в выполнении, но также многолетняя работа (ее трудно назвать программой),
закончившаяся крахом в 1996 году. Надеюсь, при возрождении космической
отрасли эти уроки истории будут учтены.
14
Первая съемка обратной стороны Луны — это пионерское достижение,
абсолютный приоритет, открывшая новое направление в космической технике и
телевидении, независимо от того, как это было достигнуто и в какой степени были
решены поставленные задачи [7,8,9]. Думаю, однако, что по прошествии пятидесяти
лет наши собственные победы и неудачи в космическом телевидении дают мне
основание лучше, чем другим, оценить самоотверженную работу и большой успех
ленинградцев, а также объяснить, почему впоследствии принимались другие тех-
нические решения.
* * *
Фототелевизионными называются такие устройства, в которых изображение
объекта наблюдения сначала получается на фотопленке, а затем электронным
способом передается получателю. Фотопленка через оптическую систему сначала
экспонируется, затем подвергается химико-фотографической обработке (проявле-
ние, закрепление, сушка). Полученное изображение оптико-электронными или
оптико-механическими способами "считывается" — преобразуется в видеосигнал.
Как видно, в одном фототелевизионном устройстве (ФТУ) содержатся
оптические, оптико-механические, оптико-электронные, химико-фотографичес-
кие, электромеханические и электронные элементы. Такое сложное устройство
вполне справедливо было бы называть системой (ФТС). Но название ФТУ стало
общепринятым, и им будем пользоваться в дальнейшем.
Насколько обосновано применение таких сложных и относительно менее
надежных систем в космической технике? Ответ таков: у нас, как и у ленинградцев,
не было в то время других возможностей решить задачу. Альтернативной ФТУ
была система, состоящая из передающей телевизионной камеры, например, на
видиконе, в сочетании с запоминающим устройством на магнитной пленке, какую
использовали американцы на космических аппаратах "Маринер" [10].
Нам (и не только нам) представлялось, что создать в относительно короткие
сроки такую систему не под силу. Подобная техника у нас была слабо развита, но
были и другие, весьма веские причины выбора в пользу ФТУ.
Фотопленка была и остается до сих пор непревзойденным носителем видео-
информации, который сочетает в себе свойства светочувствительной и запоминаю-
щей среды. Несмотря на значительный прогресс в видеотехнике, позиции
фотопленки в аэрофотосъемке и ряде бытовых приложений еще сохраняются и
сегодня.
В тех случаях, когда темп съемки и темп передачи изображений не одинаковы
или они разнесены во времени, и необходимо запоминание изображений, а имен-
но это типично для космической съемки, такой важный параметр, как масса систе-
мы, был на стороне ФТУ.
15
ФТУ имеет немало "слабых" мест. Во-первых, процесс химико-фотографичес-
кой обработки пленки на борту космического аппарата. Его надежная реализация в
условиях невесомости — сложная инженерная задача. Во-вторых, влияние на фото-
пленку космической радиации, проблема защиты от нее. Способность преодолеть
трудности, вызываемые факторами космического полета, в то время определила
перспективу нашего участия в космических проектах.
В конце 50-х годов были известны самолетные ФТУ и разработаны некоторые
экзотические процессы обработки фотопленки, в принципе, пригодные для
использования на борту космического аппарата.
Вариантом, близким к "идеальному", был, так называемый, диффузионный
процесс, хорошо известный сейчас по работе фотоаппаратов "поляроид". В нем не
используются жидкие растворы, сравнительно невелика зависимость процесса от
температуры, но есть и недостатки: пониженная чувствительность фотопленки и
трудности варьирования чувствительностью и контрастностью. Но самым решаю-
щим было то, что диффузионный процесс еще не был у нас в достаточной степени
отработан.
Американцы же применили впоследствии диффузионный процесс в ФТУ
серии спутников Луны "Лунар-Орбитер" [11], задача которых состояла в картогра-
фировании Луны в рамках подготовки к высадке астронавтов на Луну по проекту
"Аполлон". Требовалось получить "аэрофотографическое" качество съемки и
альтернативы ФТУ не нашлось и у них, несмотря на то, что в дальнем космосе, при
исследовании планет американцы ФТУ не применяли ни разу.
Процессы бортовой обработки фотопленки разрабатывались в Научно-
исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ, г. Москва). НИИ-380 и СКБ-567
были заказчиками этих работ. По этой тематике работали в НИКФИ известные
ученые: Кириллов Н.И., занимавшийся как жидкостной, так и диффузионной
обработкой, Антонов С.М., Овечкис Н.С. и, затем, Богомолов К.С.
Не знаю, как было организовано взаимодействие с НИКФИ у ленинградцев,
но у нас работа в этой области шла весьма своеобразно. Кроме телевизионной, в
СКБ-567 была другая лаборатория, возглавляемая Савиной Людмилой Григорьевной,
которая занималась оптико-механической и фотографической частью. Телеметри-
ческая специализация СКБ-567 требовала, по-видимому, разработок и в этих
областях, что создало базу и для разработки ФТУ. Но, как всегда, очень многое зави-
село от личности. В этой лаборатории работал уникальный специалист в области
обработки фотопленки — Алешин Георгий Михайлович, который сам разрабатывал
бортовые процессы, а взаимодействие с НИКФИ носило характер творческого
сотрудничества при ведущей роли Алешина Г.М. Такое сотрудничество устраивало
обе стороны и давало хорошие результаты.
Понятно, что от успешной работы группы Алешина Г.М. решающим образом
зависел успех разработки всего ФТУ.
16
Сам Алешин Г.М. был очень подвижным и работоспособным человеком, настоя-
щим трудоголиком. Он изматывал своих подчиненных бесконечными экспериментами и
обработкой данных многочисленных фотографических испытаний, стараясь добиться
наилучших результатов, что ему удавалось вопреки скептическим прогнозам профес-
сионалов, которые, в конце концов, признали его авторитет. Алешин Г.М. закончил
Серпуховское военное авиационно-техническое училище по специальности "Фотообо-
рудование самолетов ". Он обладал не только "физической " интуицией, но и хорошими
конструкторскими способностями, всегда предлагал законченную систему химико-
фотографической обработки, включающую не только растворы, технологию но и, как
правило, оригинальную конструкцию обрабатывающего устройства.
Конечно, "звездным" успехом Георгия Михайловича была разработка способа
химической защиты фотопленки от космической радиации. На этот способ он получил
авторское свидетельство и хорошее материальное вознаграждение — редкий случай
в нашей практике.
Работу Алешина Г.М. плохо понимали специалисты по точной механике, оптике
и электронике, разрабатывающие другие части ФТУ, что приводило иногда к острым
дискуссиям, которые сейчас забылись, да и по существу, на фоне общей успешной
работы выглядели малозначительными.
По конструкции ФТУ — довольно сложные устройства, особенно в бортовом
космическом исполнении. Бортовые устройства нужно уметь делать, и такой опыт
в СКБ-567 уже был. Там разрабатывались различного типа запоминающие
устройства для телеметрических систем: на магнитной ленте, проволоке, металли-
ческой ленте, малопригодные, правда, для записи видеосигнала, но содержащие
близкие по конструкции элементы. В сильном конструкторском бюро (КБ) была
группа, возглавляемая Шабановым А.Г., специализировавшаяся на таких приборах.
Выпускник МВТУ им. Баумана, Шабанов Анатолий Григорьевич, был не только
хорошим конструктором, но и способным руководителем и организатором. Сначала он
был начальником группы в большом центральном КБ, затем организатором и руководи-
телем КБ, специализированного под наши задачи. Конструкторская работа — послед-
ний рубеж в разработке перед началом производства, в процессе которого что-либо
трудно изменить, да и времени на это не остается.
Шабанов А.Г. умел быстро принимать решения и жестко контролировать весь
процесс создания конструкции. У меня с ним неизбежно возникали дискуссии, он был
большим любителем поспорить, но каждый раз мы достигали согласия — ведь перед
нами была одна цель.
17
Через несколько лет после воссоединения с НИИ-885 по решению директора
института Гусева Леонида Ивановича [5] все специализированные КБ и группы были
снова объединены в одно центральное КБ с целью унификации разработок, повыше-
ния производительности труда и управляемости работой института. КБ превратилось
в фабрику чертежей и объем конструкторского "производства", если его измерять в
стандартных единицах — форматах чертежей А4 — возрос. Относительно качества
что-либо трудно сказать, мы, во всяком случае, потеряли возможность работать
оперативно и на задел.
Таким образом, разработка первых ФТУ возникла в СКБ-567 не на пустом
месте, а наличие инициативных людей, смело и профессионально берущихся за
дело, было решающим.
Но был еще один, на мой взгляд, немаловажный человеческий фактор, о
котором я узнал много позже, более чем через 10 лет. Оказывается, перед войной
главный конструктор СКБ-567, тогда молодой офицер Губенко Е.С., оканчивая
Ленинградскую Военную академию связи, защищал диплом по малокадровому
телевидению, его руководителем был общепризнанный основоположник малокад-
рового телевидения Катаев С.И. [6].
ФТУ — типичная малокадровая телевизионная система, ее можно квалифи-
цировать также и как фототелеграфную. Эта характеристика связана с процессом
развертки при передаче полученного изображения. Здесь имеются свои проблемы,
но все же главная проблема в ФТУ — создание надежной системы бортовой
обработки фотопленки. Поэтому далее ей уделяется наибольшее внимание.
Для людей, которые хотя бы немного соприкасались с любительской фотогра-
фией, удивителен тот факт, что для обработки пленки использовался только один
раствор, заключенный в специальную полугерметичную капсулу (бачок), вместо
обычных двух — проявителя и закрепителя с обязательной промежуточной про-
мывкой. Знакомство с технической природой одностадийного процесса (его у нас
называли одноступенным) еще более удивляло дилетантов: в растворе с определен-
ной пропорцией были перемешаны "несовместимые" компоненты: проявитель и
закрепитель.
Фокус заключается в разных скоростях действия этих компонентов. Прояви-
тель действовал активнее и быстрее, а закрепитель автоматически блокировал про-
цесс проявления, когда достигалась требуемая контрастность (гамма) изображения.
Кто придумал одноступенный процесс — мне неизвестно, но он на первых по-
рах справедливо считался важным элементом, упрощающим построение ФТУ. По-
мимо относительной простоты реализации, он обладал малой зависимостью от ок-
ружающей температуры и стабильностью получения нужных характеристик
обработки.
Этот процесс всесторонне изучался в НИКФИ, считался весьма перспектив-
ным и разрабатывался применительно к использованию только определенных
18
типов фотопленок. В то время у разработчиков имелась новая фотопленка, которая
устанавливалась американцами в разведывательные шары-зонды, в большом коли-
честве запускавшиеся в воздушное пространство СССР. Часть шаров в хорошем
состоянии попадала в распоряжение советских специалистов и тщательно исследо-
валась. Эта пленка, получившая название АШ (аэрофотопленка шариковая), как
нельзя лучше подходила для космических ФТУ. Она обладала приемлемой чувстви-
тельностью и хорошей разрешающей способностью. Но главное — это ее физические
характеристики: у нее был необычно тонкий и сильно задубленный эмульсионный
слой, который в процессе обработки впитывал так мало влаги, что пленку нельзя
было назвать мокрой, а только влажной. Соответственно и сушка могла произво-
диться путем простого прокатывания пленки на горячем барабане, окруженном
влагопоглотителем, тем более что и подложка и эмульсионный слой выдерживали
высокую температуру.
В ФТУ для первой съемки обратной стороны Луны ленинградцы использова-
ли пленку типа АШ. Ее мы также имели в достаточном количестве, как для экспе-
риментальной обработки, так и для штатной работы. Позже был разработан
отечественный аналог, модифицированная пленка типа 17Т и другие типы пленки,
не уступающие АШ.
Профессиональный анализ показал, что на первых снимках обратной стороны
Луны, полученных с КА "Луна-3" аппаратурой НИИ-380 (шифр "Енисей"), кроме
радиопомех, присутствуют неопределенной формы темные пятна, которые можно
легко спутать с малоконтрастными объектами, относящимися к поверхности.
Радиопомехи в виде шумовых полос вызывались периодическим ухудшением
условий радиосвязи. Станция вращалась, а диаграмма направленности бортовых
антенн имела провалы [12].
Темные пятна, как было установлено Алешиным Г.М., вызывались особенно-
стями работы одноступенчатого процесса в условиях невесомости. Вообще говоря,
невесомость трудно моделируется в наземных условиях, но в данном случае доста-
точно простого эксперимента. Необходимо добиться одинакового качества обра-
ботки при произвольной ориентации фотопленки по отношению к силе тяжести,
достаточно плоскость пленки ориентировать по направлению силы тяжести или
перпендикулярно. В первом случае продукты реакции выпадают на дно капсулы, во
втором — непосредственно на пленку, что и случилось в условиях невесомости при
отсутствии системы циркуляции растворов.
Геометрические условия съемки с КА "Луна-3" были неблагоприятны. Для
Луны, имеющей характерную индикатрису отражения, вытянутую в направлении
источника света, съемка при освещении в "затылок" (в полнолуние) — не лучший
вариант. Такую съемку целесообразно производить для изучения вариаций альбедо
(они сравнительно небольшие), что требовало повышенной контрастной чувстви-
тельности аппаратуры. Для первого раза, на мой взгляд, необходимо было изучение
19
рельефа, что делается при косом освещении, но это входило в противоречие с
естественным желанием охватить съемкой все невидимое полушарие. Возможно,
что некритически воспринятые рекомендации астрономов сыграли свою роль.
Такая ситуация мне очень понятна, поскольку она повторилась уже у нас при
первой съемке Марса.
В своей замечательной книге [12], заместитель Сергея Павловича Королева
Черток Борис Евсеевич пишет о том, что в приватных беседах он говорил
Богуславскому Евгению Яковлевичу [5] — руководителю радиокомплекса станции
"Луна-3", разработанного НИИ-885, что невысокое качество снимков — результат
плохой работы радиолинии передачи. Но он, по большому счету, был совсем неправ.
Поскольку нужно было сделать карту обратной стороны Луны и дать названия
новым кратерам и другим образованиям (а это дело политическое), вопрос досто-
верности определения образований стоял очень остро [13]. Жаль, что в то время не
было нынешних средств для цифровой обработки изображений. Потом, когда
съемка обратной стороны была выполнена на новом уровне, дешифровка ряда
"образований" потребовала уточнения.
Не знаю, какие доработки конструкции и фотохимии произвели в дальней-
шем ленинградцы, потому что неудачи последовавших пусков завершили первый
этап съемки обратной стороны Луны.
* * *
В СКБ-567 не теряли надежды на использование своих разработок ФТУ.
Алешин Г.М. совместно с Антоновым С.М. усовершенствовали фотопроцесс, кото-
рый назвали полутораступенным. Он содержал дополнительную капсулу с закрепи-
телем (стабилизатором), но в первой капсуле шел все же одноступенный процесс,
все его положительные стороны сохранились, но соотношения компонентов мож-
но было варьировать в более широких пределах, достигая лучших характеристик
фотопленки и уменьшая вредные эффекты в невесомости. Растворы сильно сгуща-
лись специальными добавками и приобретали консистенцию жидкой сметаны, что
при движении через капсулу приводило к отделению отработанных поверхностных
слоев раствора от пленки и также способствовало хорошей работе в невесомости.
Эти работы были известны в кругу специалистов и, наряду с другими достиже-
ниями, послужили причиной тому, что ФТУ для съемки Марса уже делались толь-
ко в СКБ-567. Но решающим было то, что Алешину Г.М. удалось разработать изящ-
ный метод защиты пленки от космической радиации, как это ранее было отмечено.
Необходимость защиты пленки от космической радиации была ясна еще при
первой съемке, но относительно получаемой дозы были большие расхождения.
Сейчас можно твердо сказать, что эта проблема (и, соответственно, доза) некото-
рыми учеными была искусственно преувеличена. Вызвано ли это было недостаточ-
ными знаниями и естественной перестраховкой или делалось в интересах поддер-
20
жания собственной значимости — неизвестно. Наверное, имело место и то и
другое. Но проблема была все же серьезная.
В ней нам помогал разбираться сотрудник отдела надежности нашего института,
молодой, но весьма опытный специалист Горин Борис Михайлович, выпускник
МИФИ и МИЦ МиЗ. Впоследствии он стал моим аспирантом и успешно защитил
кандидатскую диссертацию по данной тематике.
Фотоэмульсия, как энергетически чувствительная среда, естественным образом
реагирует на космическую радиацию, проникающую сквозь конструкцию космичес-
кого аппарата, накапливая воздействие. Для пленки средней чувствительности
накопленная доза в 60 рад — смертельна, для человека нужно 600 рад (примерно).
В первом ФТУ неэкспонированная пленка находилась в сравнительно
небольшой кассете из свинца. Время полета до начала съемки Луны составляло
несколько суток и, по существу, нужно было защититься от кратковременного
воздействия радиационных поясов Земли. Полет к Марсу занимал 9 месяцев, и
ожидаемая доза была недопустимо большой. Увеличивать массу свинцовой защиты
было невозможно, и нужно было искать другие пути. Руководитель НИИ-380
Росселевич И.А. считал, что проблема защиты относится к космическому аппарату,
а не к ФТУ, что ставило разработчиков на фирме Королева С.П. в затруднительное
положение, поскольку других типов телевизионных систем тогда у нас не было.
Предложенный Алешиным Г.М. способ химической защиты пленки мог быть
реализован в двух вариантах:
1. Перед полетом фотопленка обрабатывается особым раствором, делающим
ее нечувствительной к свету и космической радиации, и в таком виде она устанав-
ливается в ФТУ. Перед съемкой, до поступления в фотоаппарат, производится
обработка пленки другим раствором, восстанавливающим ее чувствительность.
2. Пленка устанавливается в ФТУ в обычном виде, но перед съемкой она
проходит бортовую химическую обработку, снимающую накопленную дозу и
восстанавливающую параметры пленки.
В обоих вариантах может быть сохранено около 70% (или даже более) исход-
ной чувствительности пленки, что учитывалось при выборе экспозиции. Уровень
вуали — обычный.
Наглядная демонстрация метода производила сильное впечатление. Фото-
пленка раскрывалась на свету, а затем на этой полностью засвеченной пленке после
ряда химических манипуляций нормальным образом получалось изображение.
Требуемые для реализации обоих способов защиты дополнительные стадии
бортовой химической обработки были не очень "удобны", но особых проблем не
представляли, поскольку технология и конструкция элементов были аналогичны
основным стадиям обработки.
21
* * *
Лидер космической техники Королев С.П. двигался вперед очень широким
фронтом, развивая на своей фирме ОКБ-1 (ныне ОАО "РКК "Энергия"
им. С.П. Королева") одновременно несколько направлений.
Однако теперь, как никогда, ясно, что интеллектуальные, производственные
и, в целом, экономические ресурсы страны не позволяли сделать все то, что
задумывал и начинал Королев С.П. Сделать не вообще, в принципе, а полноценно,
сообразно поставленной задаче, а не только продемонстрировать возможность ее
решения [12]. Не исключено, что эти ресурсы в стране были, и ими нужно было
распорядиться более рационально, но это выходило за рамки возможностей
Королева. Сергей Павлович это чувствовал, многие направления передавал другим
фирмам, но этот процесс очень запаздывал и, в частности, как мне представляется,
недостаточное привлечение авиационной промышленности с ее потенциалом,
ее культурой к космическим делам сыграло свою отрицательную роль.
Работы по лунным и планетным проектам в 60-е годы были примером
исключительно самоотверженного, героического труда и одновременно примером
того, как не следует работать в технике. Переоценивался прессинг на разработчи-
ков, как универсальный метод достижения цели. Вывоз на полигон "сырой" аппа-
ратуры и доведение ее в тех условиях не могли дать стабильного результата, но это
было правило, а не исключение. Требуемая надежность таким способом просто не
могла быть обеспечена. Недостаточность наземной отработки, пренебрежение
очевидными нормами испытаний, приверженность "артиллерийскому" подходу —
многократному отстрелу изделий, в процессе которого выявляются все дефекты,
заложили наше отставание в космических исследованиях, несмотря на значитель-
ное опережение на первом этапе.
Так трагически закончилась в 1996 году — гибелью станции "Марс-96",
тридцатилетняя марсианская эпопея, корни которой, по моему мнению, уходят в
60-е годы.
Военным разработкам всегда отдавался приоритет, на "мирный" и "научный"
космос просто не хватало ресурсов, он всегда существовал на остаточном принципе.
Полноценная наземная отработка требует значительных затрат, но в конечном
счете они оправдывают себя. Внутри космической отрасли, сформировавшейся в
стране, также существовали свои приоритеты. Например, космическому приборо-
строению, космической электронике, не уделялось должного внимания.
В последующее время введение жестких норм на порядок разработки, внедре-
ние методов обеспечения надежности в значительной степени исправили положе-
ние, но потери были невосполнимы.
Сделанное мной отступление от основной темы показывает, на каком фоне
шла разработка космических ФТУ, чем объясняются многие подходы и причины
успехов и неудач.
22
* * *
СКБ-567 размещалось в центре Москвы в Черкасском переулке. Из нашего
здания был виден магазин "Детский мир", панорамная съемка которого предшест-
вовала получению первых панорам с поверхности Луны. Центральное КБ и произ-
водство располагались на Остаповском шоссе, в районе АЗЛК, туда мы регулярно
ездили на служебном автобусе. Мне, молодому и неопытному, и КБ и производство
казались мощными и весьма квалифицированными, но потом выяснилось, что
они, учитывая другие заказы, не могут справиться в заданные сроки с созданием
аппаратуры для бортового радиокомплекса (туда входили и ФТУ), предназначенного
для исследования Марса и Венеры.
Наличия красивых современных идей в построении аппаратуры и факта выиг-
ранного в жестких условиях соревнования было недостаточно. Наши конкуренты
не дремали и ими предпринимались различные шаги, чтобы вернуть утраченные
позиции. Конечно, если бы главный конструктор Губенко Е.С. был жив, дальней-
шие события развивались бы по-другому, так считали многие.
ФТУ автоматической межпланетной станции "Марс-1", имевшее фирменный
номер ФТУ-14, было, по нашим представлениям, большим прибором, который
весил около 32 кг и имел фотокамеру с двумя объективами [14, п1], автоматически
снимавшими пары фотоснимков на 70-ти миллиметровой пленке: квадратный
снимок короткофокусным объективом и прямоугольный — длиннофокусным.
ФТУ было прибором, рассчитанным на проведение одного сеанса съемки во
время пролета Марса с относительно близкого расстояния, предположительно
1-5 тыс. км. Поскольку темп съемки не совпадал с темпом обработки и условиями пе-
редачи, в приборе имелось два накопителя. В первый собиралась вся отснятая пленка,
во второй — вся проявленная. Передача велась оптико-механическим путем, по
известному принципу бегущего луча, но формируемого не на электронно-лучевой
трубке (как в ФТУ НИИ-380), а с помощью оптико-механических элементов на осно-
ве сканирующего гальванометра (впоследствие зеркально-кулачкового механизма).
Конструировала ФТУ группа под руководством Шабанова А. Г. В 1963 году он
стал начальником КБ более широкого профиля. С 1983 года непосредственная
конструкторская работа по ФТУ велась Синельниковой Инной Федоровной и ее
конструкторской группой.
Прекрасный конструктор, также выпускница МВТУ им. Баумана,
Инна Федоровна очень любила и ценила свою работу; прививала эти чувства своим под-
чиненным и сохранила их до сих пор. Инна Федоровна обладает очень хорошим
пространственным воображением, что к моему большому удивлению, не было
свойственно многим конструкторам.
23
Отношения с Инной Федоровной у нас были дружеские, но не безоблачные.
Вначале были затяжные дискуссии, поспорить она любила не меньше Шабанова А.Г., но
все заканчивалось на пользу дела. Сейчас я понимаю, что первопричиной многих
дискуссий было то, что мы относились к разным профессиям, и шел процесс взаимного
познания, совершенно необходимого при создании таких сложных, многофункциональ-
ных приборов (а точнее систем), как ФТУ. После болезненного для нас всех этапа пре-
кращения работ над ФТУ, Синельникова И. Ф. и другие сотрудники активно принялись
за разработку других приборов космического телевидения — многозональных
сканирующих устройств для систем ДЗЗ.
Основные идеи конструкции ФТУ "Марс-1" закладывались коллективно.
Ходарев Ю.К. руководил процессом эпизодически, у него были другие заботы,
но решающее слово было за ним. Лаборатория Савиной Л.Г. разрабатывала
оптические, химико-фотографические и механические элементы. Фотокамера
разрабатывалась и изготавливалась Красногорским механическим заводом (КМЗ)
по техническому заданию той же лаборатории. Мой коллега, другой руководитель
группы в нашей лаборатории Голенко Геннадий Андреевич был опытным
специалистом в вычислительной технике. Он разрабатывал всю автоматику ФТУ и
часть электронных схем. Я отвечал за электронику развертывающих устройств и
формирование видеосигнала. За конечный продукт — все ФТУ — отвечала наша
лаборатория.
В заданные и неоднократно перенесенные сроки ни радиокомплекс, ни ФТУ
не были готовы. Последние дни подготовки напоминали сюрреалистическую
пьесу. Работа шла круглосуточно. Из лаборатории приносили не окончательно
настроенные блоки и впервые пытались поставить их в приборную раму радио-
комплекса, что, естественно, не получалось. Ведущий конструктор по раме ходил с
ножовкой и, как говорили механики, "по месту" подгонял свою конструкцию.
ФТУ было собрано, но не отработано и в необходимом объеме не испытано.
Передо мной поставили задачу в таком виде сдать прибор представителю заказчи-
ка. При самом благожелательном отношении заказчика это было сделать невоз-
можно. Мы просидели вместе, не отходя от ФТУ, 56 часов. Первым "сломался" он,
поскольку был старше: ушел и где-то уснул. К этому времени обстановка проясни-
лась. Приезжало какое-то начальство, возможно, сам Королев, и было принято
решение всю аппаратуру в таком виде везти на полигон и там "доводить до ума".
Начался процесс упаковки, "железо стали сваливать в мешки".
Уже сложилась порочная практика "доведения" до кондиции космических
аппаратов (КА) на полигоне Байконур и др. Надолго отправлялись бригады
разработчиков, слесарей. На полигоне действовали администрации — представители
основных организаций, называемые экспедициями. Они решали на месте самые
24
разнообразные технические и бытовые проблемы. Я на полигон тогда не поехал,
а занимался следующими комплектами ФТУ.
О дальнейшей работе на полигоне у нас рассказывали легенды. О том, напри-
мер, как погрузившись наполовину в радиокомплекс с паяльником, наш ведущий
специалист Малахов Андрей Михайлович многократно перепаивал автоматику,
руководствуясь одному ему понятной документацией, нарисованной на миллимет-
ровке. И это был летный (!) радиокомплекс. Технологической аппаратуры, на кото-
рой все можно было отработать, сделать не успели. Королев уже не ругался, ходил
мрачный на некотором расстоянии от радиокомплекса, обнесенного ленточкой.
ФТУ как-то испытали, но потом было принято решение его и ряд других
приборов снять с борта космического аппарата, т.к. стало ясно, что в оптимальные
астрономические даты пуск не состоится, надо облегчать аппарат, и шансов
пролета мимо Марса уже нет. В этот раз запуск был неудачным, и поэтому критика
прибористов была не столь острой.
В 1962 году состоялся успешный запуск аппарата в сторону Марса с ФТУ
данной конструкции. Аппарат до Марса не долетел, но был поставлен мировой
рекорд дальней космической связи — 100 млн. км и было передано тестовое
изображение с гербом СССР.
Ряд неудач с запуском к Луне, Венере и Марсу на первом этапе были связаны
с нестабильной работой последней ступени космической ракеты. Эта ступень,
которая должна включаться на орбите спутника Земли и выводить космический
аппарат на межпланетную траекторию, почему-то включалась не всегда. Космичес-
кий аппарат оставался на орбите спутником Земли и через некоторое время сгорал
в атмосфере. Досадные препирательства между весьма достойными людьми —
главными конструкторами систем ракеты, принявшие какой-то патологический
характер, длительное время не позволяли выявить причину неудач. Наземные
стендовые испытания были нацелены в большей степени на поиск дефектов у сосе-
да, чем у себя. А летные испытания проводились поначалу только в астрономичес-
кие сроки, т.е. с периодичностью в 1,5-2 года. Эта дискретность быстро съела все
наши преимущества в освоении космического пространства, которые так и не
удалось наверстать в отношении Марса.
Опережая события, отмечу, что в конце 1964 г. один из талантливых ведущих
конструкторов в ОКБ-1 — Максимов Глеб Юрьевич, вместе с нами, вышел с
предложением к Королеву: с целью отработки всех систем, включая ФТУ, произвести
имитацию пуска к Марсу не в астрономический срок, а объектом съемки выбрать
Луну. Удалось подобрать такую траекторию, которая была очень похожа на пролет
Марса, и обеспечить съемку обратной стороны Луны, той ее части, которая не
была отснята в 1959 году, причем при благоприятном косом освещении. Королев
одобрил идею, и задача была успешно решена. Качество снимков было высокое.
Получен завершающий картографический материал для создания глобуса Луны.
25
Вторая съемка обратной стороны Луны, выполненная космическим аппара-
том "Зонд-З", была произведена ФТУ нового поколения 15П52, разработанного
нами уже после объединения с НИИ-885. Его достаточно подробное описание
приведено в [13, п1]. Естественно, при создании ФТУ нового поколения мы учли
весь позитивный и негативный опыт разработки прежних космических приборов.
* * *
Хочу отметить, что, начиная работу в 1960 году в СКБ-567, мы и технически и
психологически не были в полной мере готовы к разработке аппаратуры для космоса,
но ракетно-космическая техника, как мощный лидер, тянула за собой, заставляя
искать новые технические решения и новые технологии. Эта выдающаяся государ-
ственная роль космической отрасли заслуживает специального исследования.
Наш шеф, Ходарев Ю.К., отличался демократизмом и способностью вдохновлять
людей на технические подвиги. Он сидел в своем кабинете на Черкасском переулке в
вольной позе и генерировал идеи (так мне запомнилось!). Кабинет не имел прихожей с
секретарем и был всегда открыт. В него входили и выходили разные люди, в основном
ведущие инженеры, получали творческий заряд, уточняли план работ и уходили его
реализовывать. Но мог свободно зайти любой человек, проходящий мимо. Это и делали
многие инженеры, интересующиеся происходящим. Приходили, сидели, слушали, и это
не вызывало возражения у хозяина кабинета. Инженерный коллектив, как губка,
впитывал новые задачи. Такой удивительно демократический стиль работы предполагал
наличие мощного механизма реализации идей, контроля исполнения и производственных
возможностей. В этой части были некоторые трудности, которые мы поначалу не
замечали.
Сформировать технические требования к аппаратуре дальнего космоса,
включая ФТУ, было не просто. Трудности начинались с определения, например,
требуемого диапазона скоростей передачи видеосигнала. Было понятно, что веро-
ятность реализации задачи полета в целом была невелика, и мы старались предус-
матривать все возможные варианты развития событий. Обеспечение устойчивой
связи на расстоянии несколько сотен миллионов километров требовало сохране-
ния точной ориентации космического аппарата и выполнения многих других усло-
вий, несоблюдение которых приводило к уменьшению скорости передачи. Поэто-
му в систему передачи видеосигнала закладывался огромный диапазон скоростей.
Наинизшая скорость была 10 минут на одну строку изображения. Конечно, полу-
чить какое-либо вразумительное изображение при такой скорости было невозмож-
но. Несколько отдельных строк или, как их называли, фотометрических разрезов
не покрывали затрат и могли служить только для целей реабилитации. Отработка
развертывающего устройства на наинизшей скорости была мучительным делом,
особенно при отсутствии цифровых методов регистрации. В новой конструкции
ФТУ мы от таких скоростей отказались.
26
Программа межпланетного полета космического аппарата разбивалась на ряд
операций, которые назывались "сеансами". Сеанс связи, сеанс торможения, сеанс
пролета. Поначалу я не мог привыкнуть к этому термину. Он вызывал у меня ассо-
циации с сеансами гипноза, сеансом одновременной игры в шахматы и т.п. Про-
фессионалы, не лишенные чувства юмора, могут сказать, что подобные ассоциации
не так уж бессмысленны. Технические совещания, посвященные проработке сеан-
са фотографирования, обычно начинались словами: "Вот мы подлетаем к Марсу...".
Содержание этих слов воспринималось еще с трудом и у участников лица непроиз-
вольно расплывались в улыбках, начинался шум, вспоминали Аэлиту, и деловая
атмосфера восстанавливалась не сразу. Задачи, которые мы решали, еще незадолго
до этого были содержанием научно-фантастических романов, и поэтому, думаю, в
глубине души у каждого разработчика были некоторые сомнения в реальности
происходящего. Но это не мешало работать и даже вдохновляло. Были, правда, и
другие случаи. В конструкторской группе у Шабанова А.Г. работал не лишенный
способностей конструктор, которого, однако, все считали воинствующим бездель-
ником. Он мог часами, скрестив руки, и вытянув ноги, сидеть, глядя на чистый лист
бумаги, наколотый на кульман. Шабанов выходил из себя, требуя работы, но получал
примерно такой ответ: "Не мешайте, я продумываю конструкцию, когда закончу,
быстро все нарисую". А поручено ему было сконструировать блок химико-
фотографической обработки пленки.
Все же наступил момент, когда конструкция воплотилась в металл, и состоя-
лись первые включения блока. Вода, имитирующая обрабатывающие растворы,
потекла из всех щелей, что вызвало соответствующие комментарии. Ведь проблема
герметизации растворов — важнейшая в конструкции ФТУ. Конструктор стал
бледен, как ватманский лист. Он находился в состоянии шока. "Поверьте, я думал,
что это все несерьезно...", — сказал он и через несколько дней уволился.
ФТУ "Марс-1" после многих усилий стало вполне работоспособным прибо-
ром. В нем были воплощены многие интересные инженерные решения, которые
мы использовали в дальнейшем. На этот ФТУ приезжали смотреть, в том числе
специалисты из НИИ-380, которых особенно интересовали оптико-механические
развертывающие системы. Несмотря на то, что ни Венеру ни Марс мы тогда не
сфотографировали, был завоеван определенный технический авторитет, обязываю-
щий нас его поддерживать.
Но ФТУ "Марс-1" все же было громоздким и недостаточно надежным прибо-
ром. Входящие в него узлы и блоки в целом нуждались в оптимизации.
Начали с пересмотра размера кадра. Было показано, что при тщательном из-
готовлении всех узлов, размер кадра можно уменьшить с 49x50 мм до 22x22 мм, с
сохранением высокого стандарта разложения 1100 строк в кадре. Новый размер
соответствовал ширине кадра на стандартной 35 мм фотопленке с перфорациями.
И мы договорились об изготовлении такой пленки без перфораций. Точную
27
транспортировку пленки без перфораций мы умели делать, т.к. занимались ленто-
протяжными трактами для устройств магнитной записи. Привод осуществлялся от
специального разработанного для нас шагового двигателя, обеспечивающего
широкий диапазон скоростей без переключающегося механического редуктора, а
за счет изменения частоты управляющих импульсов. Скорость обработки пленки
путем подбора рецептуры удалось уравнять со скоростью движения пленки во вре-
мя съемки: так мы избавились от громоздких накопителей и т.д. В лентопротяжном
тракте было несколько оригинальных решений, обеспечивающих стабильность и
точность его работы в широком диапазоне скоростей.
Развертывающее устройство сканировало фотопленку бегущим лучом диамет-
ром около 20 мкм. Оптико-механический узел был компактным, благодаря
использованию так называемой автоколлимационной схемы системы, предложен-
ной Саввиной Л.Г. и Дегтярь М.Д. Узел был существенно модифицирован благодаря
работе Нараевой М.К.
Нараева Маргарита Константиновна получила фундаментальное образование в
Ленинградском институте точной механики и оптики. Нам крупно повезло, что после
некоторых колебаний она осталась работать в нашей лаборатории, внесла так необ-
ходимый нам профессиональный подход к разработкам и испытаниям оптических и
оптико-механических узлов и приборов. Кроме того, она проявила большие организа-
торские способности, создав активно работающую оптическую группу и организовав
соответствующую кооперацию, внутреннюю и внешнюю, четко планировала работу и
успевала заняться и научными делами. Она успешно защитила кандидатскую диссер-
тацию по оптико-механическим развертывающим устройствам ФТУ. Ее научным
руководителем был известный специалист по фототелеграфии Орловский Е.Л.,
профессор Военной академии связи (г. Ленинград), а я, не имея в тот период необходимой
научной степени, выступал как неофициальный консультант.
Впоследствии, еще до завершения тематики ФТУ, Маргарита Константиновна
занималаръ всеми оптическими задачами для других приборов и направлений космичес-
кого телевидения и на определенном этапе стала начальником всего телевизионного
отдела.
Особо необходимо отметить, что она совместно со своими сотрудниками
Панфиловым А. С., Киселевым И.А., Гектиным Ю.М., Бохоновым М.И. и др. сумела
внедрить в наши разработки высокую метрологическую культуру, что позволило
гарантированно обеспечить нашим приборам необходимые фотометрические и
геометрические измерительные свойства.
Оптическое обеспечение нового ФТУ было хорошее. Под выбранный размер ка-
дра имелось много типов фотографических объективов, выпускаемых промышленно-
28
стью. Необходимо было их доработать для космического использования: сделать но-
вые корпуса, провести соответствующую сертификацию. Но потребовались и новые
объективы — длиннофокусные, зеркально-линзовые, ультрафиолетовые. Разработка
специально для нас серии объективов была поручена лично Устиновым Д.Ф.
ленинградскому ГОИ (Государственному оптическому институту). Активную роль в
реализации этой серии сыграл профессор Волосов Д.С. и к.т.н. Шпякин М.Г.
Возможность установки разных объективов в одну конструкцию ФТУ была реали-
зована благодаря тому, что мы отказались от самостоятельной конструкции фото-
камеры, а сделали фотоаппарат частью ФТУ. Специальный шторный затвор делали
отдельно на Красногорском механическом заводе (КМЗ), там же выпускались
первые объективы по разработке ГОИ. За существенную рационализацию
конструкции ФТУ нам пришлось сознательно заплатить тем, что отдельный
прибор имел только один (но сменный) объектив. В связи с тем, что съемка должна
была производиться с различным разрешением, необходимо было устанавливать на
космический аппарат два прибора, работающих синхронно. С другой стороны, это
можно было допустить, т. к. масса отдельного ФТУ уменьшилась, примерно, в 5 раз.
Таким образом, достигалось почти полное дублирование приборов (в ФТУ "Марс-1"
дублировалась только электроника). При выходе из строя одного из приборов,
задача съемки решалась, хотя и не полностью. Это нас спасло при съемке с "Зонда-3".
При подготовке к съемке со станции "Зонд-З" мы столкнулись с одним
обстоятельством, которое нам послужило уроком, и о нем я вспоминаю до сих пор.
При контрольной съемке на оптической скамье ФТУ с короткофокусным объекти-
вом (F = 106 мм) дало расфокусированное изображение. Объектив, изготовленный
КМЗ, был с приемкой заказчика и имел по паспорту задний отрезок, точно соответ-
ствующий требованиям. В то же время наши измерения показали, что имеется
ошибка в несколько десятых долей миллиметра (!). Перепроверка нашей оптичес-
кой скамьи подтвердила ее кондиционность.
Наши вежливые просьбы перепроверить этот параметр на КМЗ ничего не да-
ли, там было все в порядке, и были заявления о том, что наша низкая квалифика-
ция не позволяет нам понять, что в таких измерениях такой завод, выпускающий
объективы большими партиями, ошибиться не может. Пришлось из окна сфотогра-
фировать Луну. Опять дефокусировка. Тогда мы приняли решение на свой страх и
риск поставить соответствующую прокладку под объектив, выбрав ошибку, хотя и
не полностью — не хватало смелости. Не было ни сил, ни времени разобраться до
конца. В результате снимки Луны, переданные этим ФТУ, как заметно профессио-
налу, имеют легкую дефокусировку. Сейчас при обработке на ЭВМ, мы бы это
легко исправили. Тогда нас спасло то, что объектив имел небольшое относительное
*Член ЦК КПСС, курировавший космическую отрасль, позднее министр обороны СССР.
29
отверстие и большую глубину резкости. Сравнительно недавно похожий случай
произошел у американцев, но обошелся он неизмеримо дороже. При проверке
космического телескопа Хаббл, решили сэкономить 25 млн. долларов на дополни-
тельный контроль независимым способом качества изображения. Известная фир-
ма "Перкин Эльмер", изготовитель телескопа, вследствие неблагоприятного стече-
ния обстоятельств, допустила грубейшую ошибку в измерениях, которую потом с
трудом удалось исправить в космосе путем посылки специальной экспедиции и
установки новых элементов и приборов.
При второй съемке обратной стороны Луны было еще одно неприятное
событие, о котором не писали. Второе ФТУ с длиннофокусным объективом, как
говорят, "не сработало". Все процессы в нем прошли нормально, но порог передачи
видеосигнала (уровень черного) был выставлен неправильно, что привело к его
ограничению. Я, зная о недостаточной квалификации некоторых разработчиков,
должен был это проконтролировать, но доверился. Так что мелкомасштабных
снимков мы не получили вовсе. По традициям того времени, о наличии второго
ФТУ на борту не написали. Королев высказал Ходареву все, что он об этом думает,
мне досталось значительно меньше. Ситуацию, конечно, сгладили хорошие обзор-
ные снимки широкоугольного прибора, позволившие, собственно, и завершить
съемку обратной стороны Луны.
Много времени и сил уделялось компоновке прибора. Компоновка должна
была оптимальным образом увязывать разнородные узлы в единую конструкцию.
Но, так как четкого критерия оптимизации не существовало, компоновка рожда-
лась в процессе совместного обсуждения ее с ведущим конструктором прибора
Синельниковой И.Ф., лично прорисовывающей многочисленные варианты. Это,
видимо, наиболее трудный творческий этап конструирования. Но, зато, в конце хо-
рошая компоновка делала прибор красивым и доставляла эстетическое удовольствие.
Как известно, красивые конструкции лучше работают. Даже сейчас по прошествии
более 40 лет, глядя на эту конструкцию, трудно что-либо добавить, если не изменять
принципа действия.
Малозаметным событием стало использование такого же ФТУ на советских
лунных спутниках — "Луна-П" (1966 г.), "Луна-12" (1967 г.). Спутник "Луна-П"
фотосъемку не выполнил, он был неправильно сориентирован. А на "Луне-12"
работа была выполнена успешно, получены снимки части экваториальной области
видимой стороны Луны с разрешением около 100 м. Но эта работа сильно запоздала
и имела, скорее технологическое значение, потому что в это время уже действовали
такие мощные съемочные системы как "Лунар-Орбитер" (США) [11].
ФТУ "Зонд-З" создавалось в новых производственных условиях, потому что в
1963 г. произошло важное событие в жизни нашей организации: ее ликвидировали
и объединили с НИИ-885 (см. раздел 5).
30
После объединения наш отдел был подчинен непосредственно главному конструк-
тору НИИ-885 Рязанскому Михаилу Сергеевичу — одному из шести членов легендарного
Совета главных конструкторов, возглавляемого Королевым С.П. [5].
Рязанский М.С. — один из основателей НИИ-885, созданного в 1946 году,
член-корреспондент АН СССР, кавалер многих высоких правительственных наград.
В начальный период развития космической радиотехники он занимался главным
образом системами радиоуправления ракетами, начиная с Р-1, и затем многими
другими радиосистемами уже космического назначения, включая радиоаппаратуру
первого спутника, радиосистемы для лунных и межпланетных аппаратов, пилотируемых
комплексов.
О его научно-технической эрудиции и выдающихся личных качествах много
говорили, отмечая 100-летие со дня его рождения в 2009 году.
Михаил Сергеевич познакомил меня с Келдышем М.В., Пилюгиным Н.А.,
Бабакиным Г.А., Афанасьевым С.А. и другими известными деятелями науки и
промышленности. И каждый раз основой для знакомства были наши разработки,
прежде всего, в области космического телевидения. По-видимому, Михаил Сергеевич
ими гордился, о чем сейчас очень приятно вспомнить.
Не могу здесь не отметить, что блестящее выступление Михаила Сергеевича на
моей защите и его дальнейшее содействие сыграли решающую роль в получении мною
ученой степени доктора технических наук.
Михаил Сергеевич предоставил мне возможность общаться со средствами
массовой информации, что было редкостью в то время.
Рязанский М. С. поддерживал телевизионную тематику.
Поддерживал телевизионную тематику и наш генеральный директор (ставший
впоследствии главным и генеральным конструктором), Гусев Леонид Иванович,
волевой руководитель, весьма заслуженный и авторитетный человек [51]. Но он
ставил более жесткие условия, поскольку имел другой уровень административной
ответственности.
Наши трудности в работе, а они были у всех, усугублялись тем, что телевизион-
ная тематика была непрофильной для института. И это обстоятельство проявлялось
особенно в критических ситуациях, когда нужно было обеспечить своевременные
поставки, подключить производственные ресурсы, которых всегда не хватало, или
"схлопотать" неприятности, если у нас что-то не получалось. Поэтому стилем нашей
работы всегда было: побольше инициативы и поменьше забот для начальства.
Это не означает, что нас просто терпели. И наши руководители, и мы хорошо
понимали, что ценность изображений, полученных из космоса исключительно
велика, как с научной, так и с политической точки зрения. Можно выполнить
31
огромную работу по передаче и приему информации с межпланетных расстояний,
а результаты этой работы — несколько изображений — будут принадлежать другой
организации или другому ведомству. Вот такое пересечение интересов обеспечивало
значительное время стабильность работы нашего коллектива. В сугубо личном же
плане, я постоянно ощущал поддержку и Рязанского М.С. и Гусева Л.И., хотя
между ними были сложные отношения.
* * *
Космическими съемками руководила фотографическая комиссия при Междуве-
домственном научно-техническом совете по космическим исследованиям (МНТС по
КИ), возглавляемом президентом АН СССР Мстиславом Всеволодовичем Келдышем.
Первые годы комиссией руководил профессор МГУ Лебединский Александр
Игнатьевич [14], очень активный человек, пользовавшийся большим авторитетом.
Он сам руководил рядом космических экспериментов и по его заданию разрабаты-
вались приборы для установки на спутниках и межпланетных станциях. Он, в
частности, был автором прибора, который должен был дистанционно определить с
космического аппарата "Марс-1", есть ли жизнь на Марсе по анализу излучений
органических молекул. Но во время плохо организованных контрольных испытаний
в казахстанской степи прибор показал, что на Земле жизни нет. Этот прибор сняли
с борта вместе с ФТУ. По этому поводу много и безосновательно злословили, хотя
причина облегчения космического аппарата, как уже отмечено, была совсем дру-
гая. Как мы теперь знаем, задача определения наличия жизни на Марсе оказалась
очень не простой, даже для контактных методов анализа ("Викинг-1" и "Викинг-2").
После Лебединского А. И. комиссию возглавил Лейкин Григорий Александрович,
много сделавший для развития фотографических методов исследования планет и
интерпретации полученных снимков.
Фотографическая комиссия подготавливала и утверждала официальные
исходные данные, необходимые для определения параметров съемки: оптико-
фотографическую модель объекта съемки, позволяющую выбрать чувствитель-
ность, длительность экспозиции, контрастность пленки, масштаб съемки двумя
приборами и др. Выбранные параметры также утверждались фотокомиссией.
Комиссия привлекала к работе необходимых специалистов из академических
институтов и имела для всех (и для меня лично) большой авторитет.
Уважение к уровню академической науки у нас было традиционно. Мы
считали, что если средний технический уровень у нас ниже, чем в США, то в
академической науке мы не только не отстаем, но и где-то опережаем. Если
отбросить эти идеалистические представления, то надо признать, что для
большинства научных направлений, исключая сугубо теоретические, наличие
технического оснащения соответствующего уровня определяет и уровень науки.
Не имея доступа к новейшей информации, например космической, ученые не
32
могут дать обоснованных рекомендаций. Об этом я пишу потому, что, как показа-
ли дальнейшие события, к рекомендациям фотографической комиссии надо
было подходить критически.
В 1965 году американский аппарат "Маринер-4" [ 10], имея на борту телевизион-
ную систему на видиконе с четкостью 200 строк, произвел в пролетном режиме
съемку примерно 1% поверхности Марса с близкого расстояния. Полученная ин-
формация поставила больше вопросов, чем дала ответов, но резко стимулировала
исследования Марса. СССР включился в эту гонку, предварительно растеряв все
преимущества, полученные в начале работы.
В мемуарах, посвященных ракетно-космической технике, опубликованных в
последние годы, особенно в [12], очень ярко показан самоотверженный труд инже-
неров и рабочих, создававших эту технику, трагедии и драмы этой деятельности.
Добавить к ним следует то, что за каждым пуском ракеты или космического аппа-
рата стояли создатели многочисленных приборов и агрегатов, без которых ни
ракету, ни космический аппарат сделать нельзя, люди, которые работали не менее
самоотверженно и пережившие такие же трагедии и драмы. В космическом
приборостроении темпы работы и ее организация были такие же, как и во всей
космической отрасли.
Не выполнив ни одного удачного пролета вблизи Марса, мы, тем не менее,
перешли к разработке искусственного спутника Марса. Это была трудная, но, в
принципе, достижимая цель. К этому времени технический уровень бортовой
аппаратуры, развитие наземных средств уже позволяли ставить такую задачу, и
требовалась лишь хорошая организация работы, прежде всего приоритетное
внимание к наземной отработке техники.
Для спутника Марса необходимо было разработать ФТУ не одноразового, а
многоразового действия, т.к. съемку со спутника предполагалось производить неод-
нократно, чтобы обеспечить картографирование отдельных районов поверхности
планеты с пространственным разрешением во много раз большим, чем это дости-
гается с помощью земных телескопов. Такое ФТУ третьего поколения было нами
создано к заданным астрономическим срокам, что было результатом тяжелейшего
труда, возможного лишь на волне высокого энтузиазма.
Коллектив отдела, создававшего ФТУ, был молодым и более чем наполовину
женским. Руководство таким коллективом имеет свою специфику. Многие наши
достижения явились следствием такого состава отдела. Женщины, привыкшие в
нашей жизни нести практически двойную нагрузку, отличаются большей организо-
ванностью, аккуратностью и ответственностью в работе — неоценимые качества
для разработчиков космической аппаратуры. Известные для таких коллективов
проблемы, порождавшиеся мужскими амбициями, у нас не были острыми. Вообще,
на мой взгляд, они в большей степени являются следствием безделья. Сделать
карьеру, в результате которой получить изнуряющую, по своей ответственности и
33
нагрузке, должность со сравнительно низкой зарплатой стремились очень немно-
гие. Поэтому деловые качества были решающими. Тяжелая, но творческая, инте-
ресная работа захватывала людей. На некоторых она действовала как своеобразный
наркотик. Такие люди, получившие современное название "трудоголики", есть везде.
Они встречаются и среди миллионеров и среди простых инженеров. Возможно, это
болезнь, но на них держится цивилизация.
Длительная интенсивная работа на чистом энтузиазме невозможна. Необхо-
дима специальная организация труда, которой нас никто не учил. Она рождалась
самостоятельно, просто из житейских соображений. Многое мы слышали о методах
работы в разных КБ во время войны. Вообще говоря, эти методы элементарны, нуж-
но только их "железно" выполнять. Регулярное хорошее питание в вечернюю смену,
жесткое чередование труда и отдыха, повышенное внимание к психологическому
климату в коллективе, индивидуальная помощь сотрудникам в решении своих про-
блем и многое другое. Многие женщины имели маленьких детей. Они собирали
детей вместе и договаривались между собой, кто сегодня сидит с ними, а кто
работает. Были проблемы с выездом на полигон Байконур, где бытовые условия и
организация работ могли служить не лучшим примером. Но мы были молоды и
привыкали к бытовым трудностям.
Можно себе представить, какова была реакция у людей, когда в 1969 г. на их
глазах ракета "Протон" с космическим аппаратом для исследования Марса
потерпела аварию. Это был шок, а затем длительная депрессия. Стоило большого
труда наладить нормальную работу, потому что недалеко впереди был очередной
астрономический срок — 1971 год. Гонка продолжалась.
* * *
В ФТУ третьего поколения мы попытались реализовать одну идею, которая
обсуждалась у нас давно, но требовала разработки новых конструкторско-техноло-
гических решений, на которые никак не хватало сил и времени. Идея вытекала из
аналогии, которую мы проводили между ФТУ и МЗУ (запоминающим устройством
на магнитной ленте), например, магнитофоном. Техника создания таких аппаратов
для телеметрических систем у нас была хорошо разработана и лентопротяжные
механизмы могли быть похожими. Режим записи в МЗУ соответствовал фотосъемке
и обработке, режим воспроизведения — считыванию изображения. В стирании
информации не было необходимости при достаточном запасе пленки.
Магнитофонный принцип позволял обеспечить многоразовую съемку с
орбиты спутника Марса и, что очень важно, многократное включение ФТУ в
процессе приемо-сдаточных и комплексных испытаний на Земле, а это существенно
повышало надежность наземной отработки.
Чтобы этот принцип был реализован до конца, прежде всего, требовалась
разработка уникального проявочного устройства. Подобно магнитной головке, оно
34
должно было в заданное программой время прижиматься к фотопленке и производить
обработку (восстановление чувствительности, проявление, закрепление изображе-
ния). Коллективными усилиями такое устройство было создано. Генератором тех-
нических решений был Алешин Г.М., который в комплексе разрабатывал и химико-
фотографическую часть. Но творческий конструкторский вклад Шабанова А.Г.,
Синельниковой И.Ф. и их коллег в данном устройстве был значителен. Хорошим
помощником Алешина Г.М. был Еленский В.Я. — очень добросовестный и квалифи-
цированный сотрудник.
В целом получился миниатюрный, но довольно сложный агрегат. Он состоял
из блока с емкостями для растворов, микронасосов для их подачи в обрабатываю-
щий узел, который назывался "фильерой" или "капсулой", и был "изюминкой"
блока. Капсула имела плоский петлевой канал, образованный эластичными пере-
городками ножевидного сечения [17, п2].
На время обработки пленка прижимается к капсуле. Между эмульсионным
слоем пленки и дном капсулы образуется узкий, герметично замкнутый канал, в ко-
торый нагнетается обрабатывающий раствор. Толщина канала всего 0,25 мм,
т.е. обработка ведется микродозами сгущенных растворов, их расход не превышает
примерно 2,2 мл на погонный метр пленки шириной 25,4 мм. На основе этого,
в устройстве реализована обработка с одноразовым использованием растворов.
Для достижения малых (0,1 мл/с) скоростей подачи растворов в капсулы
применены нагнетающе-отсасывающие насосы турникетного типа, а если сказать
проще, резиновые трубочки небольшого диаметра, пережимаемые катящимся
роликом. На этом принципе сделаны насосы в аппарате "искусственное сердце".
В насосах такого типа легко обеспечиваются микроподачи растворов, и насосные
элементы с растворами не контактируют.
Блок растворов был сменным и состоял из нескольких резиновых емкостей —
подающих и приемных. В этих сменных емкостях обрабатывающие растворы хра-
нились в полете. Сменным также был кассетный блок, в который заправлялось
около 30 м пленки, ее хватало примерно на 100 сеансов съемки. Натяжение пленки
в лентопротяжном тракте осуществлялось пружинным механизмом, встроенным в
сменную кассету. Качество компактного считывающего устройства, выполненного
по безореольной автоколлимационной схеме, было весьма высоким. За всю
оптическую часть ФТУ третьего поколения также отвечала Нараева М.К., которая
впоследствии руководила отработкой всего прибора.
При разработке ФТУ возникало множество проблем с технологией производ-
ства отдельных узлов и деталей, предъявлявшей особые требования к материалам.
Наличие высококвалифицированных технологов различного профиля в НИИ-885
было очень важным фактором. Эти технологические подразделения были остатка-
ми мощной службы, которую создал Пилюгин Николай Алексеевич. Большую
35
часть технологов он взял с собой при переезде на новую территорию в Зюзино
в результате реорганизации НИИ-885.
Проблема с резиновыми изделиями, которых много в ФТУ, постоянно держа-
ла нас в напряжении. К примеру, резиновые емкости, в которых должны храниться
растворы в течение нескольких месяцев космического полета. По форме они пред-
ставляли вытянутый сосуд, объемом около 100 куб.см. Резина должна быть химиче-
ски стойкой и не взаимодействовать с растворами. Можно себе представить, какие
только резиновые изделия мы не перепробовали для этих целей. Рекомендации
технологов в то время были следующие: резина должна быть получена из натураль-
ного каучука наивысшего качества. Наилучшим оказался сорт резины, используе-
мый для масок противогазов. Но после длительных стабильных результатов по хра-
нению, произошел срыв: растворы быстро испортились. Оказывается, пришла но-
вая партия сырой резины. Сертификат подтверждал ее высокое качество, но тем не
менее... "Криминалистическое" расследование показало, что в рамках одного
гостированного сорта резины есть несколько вариантов, о них мы узнали только на
заводе-изготовителе. Варианты получались за счет того, что исходные компоненты:
натуральный каучук, пластификаторы и т.д., имели разное происхождение.
Их допустимо было комбинировать, чтобы получить, как считалось, одинаковый
конечный результат. Но не для нашего применения.
Однажды обнаружилось, что источником брака были плохие условия
хранения сырой резины на складе нашего завода. История также напоминает
детективную. На полку, где хранилась партия сырой резины, плохо завернутая в
упаковку, попадал солнечный свет и вызывал в некоторых местах частичную вулка-
низацию. В зависимости от того, из какого места прессовщица брала кусок резины
для изготовления детали, получались разного качества изделия, а мы долго не
могли понять, откуда возникала такая нестабильность.
Требования высокой эластичности не позволяли нам использовать имеющиеся
тогда сорта силиконовой резины, весьма подходящей по другим свойствам. Но
в проявочных капсулах такая резина использовалась. ФТУ третьего поколения
описано в книге [15]. Это уже был прибор, совершенно не похожий на "банно-
прачечный комбинат", как шутливо называл Королев С.П. первое ФТУ для станции
"Луна-3". Книга была издана по результатам успешной съемки Марса с КА типа
"Марс-4-5-6-7", но эти результаты были получены далеко не сразу.
* * *
В 1971 году две наши автоматические межпланетные станции "Марс-2" и
"Марс-3" стали искусственными спутниками Марса.
"Марс-2" это сделал впервые в мире, затем шел американский "Маринер-9", и
вслед за ним "Марс-3". До этого срока "Маринер-6" и "Маринер-7" произвели
36
хорошую съемку с пролетных траекторий, получили богатые данные по отдельным
районам, и задачей "Маринера-9" было полное картографирование планеты.
У нас были более амбициозные цели — осуществить мягкую посадку на Марс
и передать первые панорамы с поверхности. Для ФТУ ставилась задача получить
свои снимки районов посадки, что было вполне оправдано.
Мы были очень близки к цели. Спускаемый аппарат, отделенный от КА
"Марс-3", несколько десятков секунд работал на поверхности и затем замолчал. Со
второй станции, "Марс-4", спускаемый аппарат посадить не удалось. Наступила
очередь ФТУ. И здесь нас ожидало большое разочарование. Технически съемки бы-
ли выполнены безупречно, прекрасно передавались контрольные снимки, но на
снимках планеты почти не было видимых деталей. Поначалу все объяснялось боль-
шой пылевой бурей, которая сделала всю атмосферу Марса непрозрачной, но ког-
да, выдержав паузу, "Маринер-9" стал получать хорошие снимки, а качество нашей
съемки заметно не улучшалось, началось разбирательство. Надо сказать, что мы
быстро поняли, в чем дело: не хватало контрастной чувствительности. Контрастно-
сти деталей рельефа поверхности были существенно ниже, чем те, на которые мы
ориентировались в соответствии с исходными данными фотокомиссии, рекомен-
довавшей снимать Марс, также как и Луну, что было верно только с точки зрения
экспозиции. Это была непростительная для меня, как руководителя, доверчивость
к рекомендациям профессиональных астрономов. К сожалению, реальные данные,
которые уже имелись у американцев после трех успешных полетов "Маринеров"
нам были недоступны, но мы предполагали, что наши ученые, в отличие от нас,
имевшие контакты с американцами, достаточно осведомлены. Несколько комис-
сий анализировали результаты нашего фотографического "эксперимента". Тогда
мне впервые удалось познакомиться с Браславцом Петром Федоровичем из
НИИ-380, основным разработчиком ФТУ для первой съемки обратной стороны
Луны. Мы были конкурентами и, казалось бы, что он мог воспользоваться нашей
неудачей. Но Браславец П.Ф. с большим интересом выслушал рассказ об устройстве
ФТУ, о результатах нашего анализа и согласился с ним. Да и мы уже были не так
просты, к тому времени мы успешно завершили съемку обратной стороны Луны и
получили первую панораму с ее поверхности.
Надо сказать, что отношения с НИИ-380 и его директором Росселевичем И.А.
были джентльменскими, и наша конкуренция никогда не переносилась на такую
деликатную область, как защита диссертаций, здесь мы обеспечивали взаимную
поддержку. Росселевич И.А. как-то сказал Рязанскому М.С., что за те проекты, в
которых собирается участвовать наш институт, он браться не будет. Конечно, у
НИИ-380 было очень много других забот, и космическое телевидение для научных
целей стало надолго нашей областью деятельности.
Неудача со съемкой Марса нам стоила дорого в моральном плане и послужи-
ла хорошим уроком, который, к счастью, более не пришлось повторять. На заклю-
37
чительном заседании Государственной комиссии, в присутствии высоких должно-
стных лиц и научных авторитетов, было подтверждено, что в техническом плане к
нам претензий нет. Гусев Л.И., имевший из-за нас, также как и Рязанский М.С.,
большие неприятности, до сих пор вспоминает это заседание.
После него ко мне подошел министр общего машиностроения, Афанасьев С.А,
огромный мужчина и, глядя на меня сверху вниз, низким голосом сказал:
"Ты, конечно, сегодня оправдался, но если такое повторится еще раз, ты в нашей
отрасли работать не будешь!". Афанасьев был знаком с ФТУ. Его демонстрировали
многим важным посетителям нашей фирмы, как экзотическую разработку. На всех
почему-то самое большое впечатление производила работа турникетных насосов.
В конце концов, все наши доработки свелись к главной — замене типа плен-
ки на существенно более контрастный. Кроме того, после длительных дискуссий
мы наступили на горло собственной песне и при съемке отказались включать ре-
жим химической защиты пленки от космической радиации, т.к. результаты первой
съемки показали, что реальный уровень вуалирования не превышает допустимый.
К новому полету мы смогли подготовить также и дублирующий вариант:
оптико-механические однострочные сканеры и небольшие запоминающие
устройства на магнитной ленте. [17, п4]
Но и этого уже нам было недостаточно. Мы решили сделать попытку найти
ландшафт-аналог Марса на Земле и произвести контрольную съемку. Мой хороший
приятель и коллега по ряду совместных работ Апостолов Юрий Спиридонович
(о нем я расскажу более подробно в разделе 4) посоветовал обсудить эту задачу со
своим руководителем, геологом Махиным Георгием Владимировичем, начальни-
ком Комплексной аэрогеологической экспедиции (КАЭ-12), который отличался
широкой эрудицией и интересом к космическим исследованиям. Махин Г.В. с
полуслова понял, в чем проблема, и без какой-либо подготовки назвал такое место
в Средней Азии и пригласил нас в свою экспедицию, которая должна там работать.
У меня были сомнения, уж очень просто все складывалось, но других вариантов не
было и мы со всей аппаратурой отправились в Узбекистан, где располагалась база
экспедиции.
Первый же рекогносцировочный вылет на вертолете в заданный район произ-
вел неизгладимое впечатление: мы как будто летали над Марсом. Это была окраи-
на пустыни Кызылкум — красных песков. Цвет совпадал точно. Но удивительно
было наличие кратеров. Их имитировали карстовые воронки — особые геологиче-
ские образования, ничего общего с марсианскими кратерами не имеющие. Но по
внешнему виду имитация была очень хорошей. За кратерами тянулись светлые
"хвосты", такие же, как и на Марсе, — результат аэродинамической сепарации песка.
Успешные съемки Марса в 1973 году показали, что мы все сделали правильно.
В этом году полетели к Марсу четыре советских станции: "Марс-4-5-6-7". Но задачи
38
станций были разные, и не все задачи удалось выполнить. Первые две станции
должны были стать спутниками Марса. Однако, из-за отказа ряда систем, спутни-
ком стал только "Марс-5". Он провел несколько сеансов съемки. "Марс-4" пролетел
мимо и выполнил только один сеанс.
Две другие станции несли спускаемые аппараты. Здесь также, одна станция
Марс обеспечивала посадку, вторая — пролетела мимо. Посадка тоже была неудачной.
Видимо, станция разбилась, но на спуске в атмосфере велась передача телеметрии
через ретранслятор.
В целом снимков было получено немного, да и такая задача после "Маринеров"
не ставилась. Съемкой отдельных районов необходимо было сопровождать работу
других научных приборов, установленных на борту. Большинство кадров было хо-
рошего качества, они были улучшены дополнительно путем цифровой обработки в
Институте проблем передачи информации АН СССР. На каждой станции стояло
два ФТУ: с короткофокусным и длиннофокусным объективами. Перед короткофо-
кусным объективом устанавливался револьверный механизм с цветными свето-
фильтрами, которые переключались от кадра к кадру. Темп съемки был выбран
такой, что кадры перекрывались и, в результате, был синтезирован, как ни странно,
первый в мире цветной снимок Марса, полученный с близкого расстояния. Это
была последняя наша работа в области ФТУ [17].
Сейчас мне представляется: знали бы мы о тех трудностях, которые нас ожи-
дали на пути создания космических ФТУ, вряд ли бы взялись за эту работу. Может
быть, наши усилия, будучи направленными на другие технические решения, дали
бы лучший результат? Но тут уж ничего не изменишь, да и грешно жаловаться.
Предполагалось, что найдут применение в космосе другие материалы, похожие на
фотопленку, но лишенные такого недостатка, как необходимость химико-фотогра-
фической обработки. В 60-е годы появились термопластические, а затем фототер-
мопластические пленки, параметры которых постепенно совершенствовались, и,
пожалуй, достигли хорошего уровня, позволяющего приступить к разработке
реально действующих приборов. Однако чисто электронные системы на приборах
с зарядовой связью (ПЗС) — линейки и матрицы [25, 26], в том числе и в сочетании
с оптико-механическими системами и электронной памятью одержали победу на
современном этапе.
* * *
История создания ФТУ — только часть истории космического телевидения в
НИИ-885. Параллельно шли разработки телевизионных систем для посадочных
аппаратов на Луну, Марс и Венеру, систем для управления луноходами и, наконец,
позднее, сложных телевизионных комплексов для наблюдения Земли из космоса.
В этих работах принимали участие как те сотрудники, о которых я упомянул,
39
так и другие, талантливые и незаурядные инженеры и ученые из НИИ-885 и
смежных организаций, о которых я не хотел бы упоминать вскользь. Их работы
обеспечили многие пионерские достижения нашей космонавтики и заслуживают
отдельного исследования.
Тем не менее, я приведу случайно сохранившийся у меня в архиве список
бригады сотрудников и области их ответственности, работавших над первыми
образцами ФТУ (1964 г.):
Селиванов А.С. — техруководство, Голенко Г.А., Тарасов Б.И. — документация,
Алешин Г.М., Азаров Ю.И. — фоточасть, Суворов Б.А., Баринов А.И., Бучнева Т.К.,
Фуртов А.И. — регулировка и сдача заказчику, Нараева М.К., Кулакова Т.Л.,
Макарова С.И. — юстировка оптики, Синельникова И.Ф., Панов В.Д., Богатов В.П.,
Бычко Е.Г. — конструкция, Козыро В.О., Нефедов Н.И. — сборка прибора и
регулировка механики, Вихман М.И. — обеспечение работ. Позже к ним присоеди-
нились Телегин И.А., Шевелева Т.С., Терехова Н.Я. (Хомоза) (оптико-фотографичес-
кие работы).
40
II. ПАНОРАМНЫЕ КАМЕРЫ
Фрагмент первой панорамы Луны.
СА "Луна-9", 1966 г. Камера Я-198.
Это было в Черкасском переулке... Интересное начало детективной
истории, которая произошла на самом деле, и в которой действие было на Земле и
в Космосе, была борьба прогрессивных сил с темной и костной материей (а может
быть и энергией), были поиски нестандартных действий и решений, "криминалисти-
ческие" расследования и т.п.
Солнечным утром двое молодых людей двигались по Черкасскому переулку, что
в центре Москвы, через дорогу от знаменитого магазина "Детский мир". Один из них
был стройным, с фигурой гимнаста, повыше и постарше другого, и немного заикался,
что-то доказывая собеседнику, который был не такой спортивный на вид, но тоже
ничего себе, потому что ему всего 26 лет, и это был — автор настоящих воспоминаний.
Предметом обсуждения была новая конструкция панорамной камеры для
передачи изображения с поверхности Луны.
Мой партнер по дискуссии — Говоров Владилен Михайлович был конструкто-
ром в КБ в группе Шабанова А. Г.
Говоров — бывший морской офицер, специалист по радиоэлектронным приборам,
на каком-то этапе своей жизни сменил специальность и, как показали дальнейшие
события, этот шаг был правильным.
Говоров В.М. был честным, прямым и общительным человеком и не терпел во
взаимоотношениях дипломатических неопределенностей. Очень любил длительные
творческие дискуссии по широким вопросам науки и техники. У Говорова можно было
многому поучиться, что я и делал.
В тот период мы активно занимались разработкой ФТУ для программ иссле-
дования Марса и Венеры. Работа шла трудно, с большими перегрузками. Но, види-
мо, наша молодая энергия, огромный энтузиазм по отношению к космическим ис-
следованиям не находил выхода и стимулировал поиск новых приложений наших
сил и нового поля для технических фантазий.
Общаясь с сотрудниками ОКБ-1 (фирма Королева С.П.), мы узнали, но без
подробностей, что следующим этапом после съемки обратной стороны Луны будет
попытка совершить мягкую посадку на Луну и что по техническому заданию ОКБ-1
передающую камеру для посадочного аппарата создает НИИ-380 (г. Ленинград),
головная организация по телевизионной технике. Потом до нас дошли сведения,
что камера для посадочной автоматической лунной станции (АЛС) создается на ос-
нове малокадрового видикона, электронно-лучевой передающей телевизионной
трубки. С помощью видикона обеспечить необходимое качество передачи изобра-
жения в требуемых условиях работы было затруднительно. Поэтому мы приняли
решение создать свою камеру, на оптико-механическом принципе передачи изоб-
ражения, так как мы уже обладали опытом использования прецизионных оптико-
42
механических развертывающих устройств для ФТУ, разработанных для программы
съемки Марса.
А когда мы узнали, что в НИИ-380 перешли от схемы на видиконе на оптико-
механический принцип передачи, это нас тем более задело за живое и мы решили,
что сделаем камеру с лучшими параметрами.
Работа была сугубо инициативная, и то обстоятельство, что большой специа-
лизированный институт уже выполняет подобный заказ, нас немало не смущало.
Мы полагали, что сделаем камеру настолько лучшей по совокупности информацион-
ных, конструктивных и эксплуатационных параметров, что нам отдадут предпочте-
ние. Так и оказалось впоследствии. Но помимо технических обстоятельств нам
способствовала удача, хотя все сложилось не так просто.
Оптико-механическая камера, разработанная в НИИ-380 , была поставочным
летным вариантом. И именно он несколько раз посылался на Луну. Но все эти пус-
ки были по разным причинам неудачными, и только потом наступила наша оче-
редь. Королев С.П. и Богуславский Е.Я., ответственный за радиообеспечение лун-
ной программы в нашем институте и ближайший помощник Рязанского М.С.,
дали добро на установку нашей камеры, начиная с седьмого изделия.
Как же так получилось? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вернуться на
некоторое время назад и выяснить, что же обсуждалось в беседах на Черкасском
переулке и что же вообще представляют собой панорамные камеры как технические
устройства.
Обычно приводится такой пример: человек, попавший в незнакомое место, в
первую очередь оглядывается вокруг себя, чтобы оценить окружающую обстановку.
Телевизионная панорамная камера — это аналог глаз человека, а панорамный
обзор дает возможность получения максимума информации, особенно для непо-
движного наблюдателя. Телевизионный метод передачи требует разложения
изображения на отдельные элементы (осуществляет развертку), что может быть
сделано разными способами. Необходимость обеспечения механической прочности,
надежности, высокой стабильности работы, при непременном условии получения
высококачественного изображения, не требующего, в принципе, последующей су-
щественной обработки, привели нас к вполне очевидному выводу: мы должны ис-
пользовать оптико-механический метод развертки, тем более что параллельно эту
технологию мы использовали в ФТУ для съемки планет. Качающееся в вертикаль-
ной плоскости небольшое зеркало с помощью простейшей оптической системы и
одноэлементного фотоприемника обеспечивает строчную развертку, а более мед-
ленное движение — поворот всей системы — создает кадровую панорамную раз-
вертку. Сама по себе эта схема достаточно очевидна и видимо приходила в голову
независимо разным разработчикам.
*1*
Главный конструктор Баранов Б.И.
43
Большим достижением Говорова В.М, была разработка идеи уникального
оптико-механического развертывающего устройства панорамной камеры, в
которой от одного малогабаритного двигателя, при минимуме механических
элементов обеспечивалась строчная и панорамная развертки, чем достигалась
компактность, малая масса и низкое энергопотребление. Это устройство удовлетво-
ряло с хорошим запасом всем необходимым требованиям, в конечном счете,
формировало облик всей камеры и обеспечило успех дела [16,17, пЗ].
Возможность использования для сканирования оптико-механических, по
своей природе инерционных элементов, естественным образом вытекало из весьма
низких требуемых скоростей развертки вследствие ограниченной узкой полосой
системы радиопередачи сигналов с поверхности Луны. На лунной панорамной каме-
ре скорость строчной развертки составляла одну строку в секунду, а полоса частот
была равна 250 Гц. Все это роднило нашу разработку с фототелеграфной техникой,
которую мы использовали в контрольно-испытательной и наземной аппаратуре.
Такой аппаратурой, достаточно качественной для того времени, были фототелеграф-
ные аппараты "Волга" и "Нева", подвергнутые необходимой модификации. Но этот
наш, весьма рациональный и естественный подход, многим казался ретроградством.
Некоторые глубокоуважаемые ученые довольно презрительно высказывались в том
смысле, что мы вернулись к механическому телевидению. Кстати, необходимо заме-
тить, что оптико-механические системы обеспечивали передачу изображения с вы-
сокой геометрической и фотометрической точностью и были стабильны во времени.
В действительности создание оригинальной конструкции развертывающего
устройства не решало полностью всех задач, которые поставили перед собой разра-
ботчики. И потребовалась разработка других инженерно-технологических реше-
ний, дополняющих основную идею. Наиболее интересным было решение обеспе-
чить работу камеры вне герметичного отсека АЛС, что давало ряд преимуществ, как
разработчикам камеры, так и разработчикам всей АЛС. АЛС весила 100 кг, запаса
по массе совершенно не было, поэтому установка нашей камеры, дававшей, в ко-
нечном счете, выигрыш в массе в несколько килограмм, был хорошим подарком
для разработчиков АЛС, позволявшим усовершенствовать антенно-фидерное
устройство и дать возможность ученым установить какой-то научный прибор,
который должен первым попасть на поверхность Луны (был ли установлен такой
прибор — мне неизвестно). Другим подарком для разработчиков АЛС была ликви-
дация стеклянного иллюминатора, который использовался в предыдущей конст-
рукции камеры. Дело в том, что на ряде механических испытаний ("бросков" АЛС)
этот иллюминатор трескался и делал АЛС негерметичной, в то время как вся
внутренняя начинка АЛС в негерметичном виде работать не могла. Мы поставили
задачу — "научить" камеру работать в вакууме (т.е. в открытом космосе), и, в конце
концов, решили ее, преодолев ряд нетривиальных трудностей.
*Прототип панорамного сканирующего устройства под названием СУ-1 был разработан в 1961 г.
44
В то время создание аппаратуры, работающей в открытом космосе, даже не
обсуждалось серьезно, это было дурным тоном, на что были свои исторические и
технические причины. Воздействие вакуума на электронную аппаратуру проявля-
лось, например, в резком ухудшении тепловых режимов работы, вследствие
отсутствия конвективного теплообмена. Для преодоления этой трудности необхо-
димо было иметь определенные навыки в конструировании и проводить дополни-
тельные испытания, а это дополнительное время и расходы. Не один из радио-
электронных компонентов не был сертифицирован для работы в вакууме, при
давлении ниже 1,5-0,5 мм ртутного столба. Другого оборудования на заводах-
изготовителях не было. Такое же положение было и в отношении различных конст-
рукционных материалов и покрытий. Таким образом, даже по формальным
признакам, разработчики аппаратуры не имели права разрабатывать ее для работы
в вакууме.
Конечно, все эти трудности, как показала практика, были вполне преодолимы,
но для этого нужна быта особая заинтересованность и энтузиазм. Но кому нужна
эта суета! Значительно проще потребовать (поставить условие) от создателей
космических аппаратов делать герметичные контейнеры для аппаратуры и обеспе-
чивать условия ее работы близкие к тем, которые существуют на Земле. Этот
подход восторжествовал с самого начала развития отечественной космической
техники и надо сказать, в основном, существует до сих пор. В тоже время использо-
вание герметичных контейнеров для спутниковой аппаратуры за рубежом —
редкость.
В результате мы имеем более тяжелые и дорогие космические аппараты и
больше тратим средств на их выведение, но достигли, однако, весьма комфорта-
бельных условий работы аппаратуры. Типичным требованием для нашей аппарату-
ры является диапазон 0...+40 градусов Цельсия, при условии обдува их при
атмосферном давлении 1-2 атм. Условия, между прочим, немыслимые по своей
благоприятности для большинства авиационной радиоэлектронной аппаратуры.
Со временем, физический смысл изложенных обстоятельств был как-то забыт, и со
сменой поколения разработчиков превратился в дурную традицию, которая
преодолевается с большим трудом и может измениться только вследствие давления
жесткой конкуренции. Но в то прекрасное время догмы не довлели над нами, и мы
выработали компромиссный подход к герметизации.
Оптико-механическую часть камеры все равно нужно было как-то защищать
от прямого воздействия "человеческого фактора" во время монтажа. Защита должна
быть прозрачной. В качестве ее мы выбрали армированную легким каркасом
майларовую (лавсановую) пленку толщиной около 20 мкм, высококачественную по
своим оптическим характеристикам. Она использовалась как подложка в новых
типах кинопленок и обладала большой механической прочностью. (Это решение
почему-то очень понравилось Катаеву С.И.). Армирующий каркас пленки и не
требующий прозрачности корпус камеры обеспечивали некоторую герметичность
45
ее внутреннего объема, примерно на уровне 100 мм ртутного столба, что было
вполне приемлемо для работы. Осталось установить лишь стравливающий клапан,
который оставлял внутри камеры давление около 100 мм ртутного столба после
попадания АЛС в открытый космос.
Наличие остаточного давления внутри камеры закрывало еще один не очень
ясный в то время вопрос — испарение смазок и даже, в пределе, проблему диффу-
зионной сварки механических деталей в глубоком вакууме. Здесь же глубокого ва-
куума не было. В случае некоторого нарушения герметизации приемлемое остаточ-
ное давление в несколько миллиметров ртутного столба обеспечивала небольшая
емкость (несколько грамм) с веществом, поглощающим газ при нормальном и
обильно выделяющим его при пониженном давлении. Таким веществом оказался
силикагель, обычно используемый как влагопоглотитель.
Цилиндрический магниевый корпус камеры удалось сделать таким, что он
точно садился на посадочное место ненужного теперь стеклянного иллюминатора
и герметизировал всю АЛС, погружаясь в него на 100 мм и имея в торце герметич-
ный разъем. Замена старой камеры была предельно облегчена. С другой стороны
внутренние температурные условия станции стабилизировали ее температуру.
Элементы внешней конструкции камеры имели золотое покрытие, сокращающее
тепловое излучение.
Это не все проблемы, большие и маленькие, которые решались при создании
камеры, но важно, что они решались активно и быстро. В целом получилась
удачная и перспективная конструкция, в которой элементы оптимальным образом
были увязаны и хорошо дополняли друг друга.
В данной работе, как мне представляется, решающую роль сыграла специаль-
ная организация труда. Использовался бригадный метод разработки, можно
сказать, в предельном своем воплощении. Комплексная бригада основных разра-
ботчиков камеры сидела в одном достаточно тесном помещении, что было очень
полезно. Руководителем бригады был Говоров В.М., правой его рукой по конструк-
ции и технологии был Титов А.С.
Алексей Семенович Титов — молчаливый и скромный человек, имевший два
высших образования — конструкторское и радиотехническое. В работе для него не
было непреодолимых препятствий. Говорят, что скромность — кратчайший путь в
неизвестность. Мало кто знал, что Титов А. С., а не какой-либо другой сотрудник, был
основным в группе Говорова В.М. разработчиком конструкции камеры как для
"Луны-9,13", так и впоследствии для спускаемых аппаратов КА "Венера-10, 11,13,14".
За всю электронику и электромеханику отвечал Чемоданов Владимир Павлович,
обладавший удивительной инженерной интуицией. Он был электронщиком "от бога"
и все новые схемотехнические идеи отрабатывал он.
Были еще две тихие, усидчивые помощницы — чертежник-конструктор
Балашова В.И. и инженер-регулировщик Дятлова В.Е. Потом к ним присоединилась
46
Оводкова Светлана Георгиевна, молодой, но опытный инженер-электронщик, которая
ранее занималась электроникой ФТУ, а впоследствии бортовыми комплексами для
космических аппаратов ДЗЗ.
Такая команда все вопросы решала удивительно быстро, что способствовало
оптимизации всей конструкции, минимизации массогабаритных характеристик,
которые просто "вылизывались". За мной оставалось общее руководство разработ-
кой, гармонизация основных технических решений и множество других проблем
производственного и технологического характера. Подобная организация была
вполне адекватна решаемой нами задаче.
В одной из переводных книг того периода была описана во многом аналогич-
ная ситуация, когда во время второй мировой войны англичанам потребовалось
создать в аварийном порядке радиолокационный взрыватель для головок зенитных
снарядов. Вопросом занялось высшее руководство страны, которое способствовало
организации подобного метода разработки и в кратчайшее время добилось успеха,
хотя поначалу считалось, что радиолокатор таких размеров сделать невозможно.
Конечно, по отдельным вопросам у нас была создана кооперация внутри отде-
ла и в институте, а так же на других предприятиях. Все оптические задачи решались
в специализированной группе внутри лаборатории, возглавляемой Нараевой М.К.
В институте нас поддерживал и, можно сказать, толкал на активные действия
начальник лаборатории другого подразделения Засецкий Вадим Васильевич,
проявивший себя в работе по приему и обработке первых фотографий обратной
стороны Луны, полученных в 1959 году. Из внешней кооперации следует отметить
фирму ВНИИ ЭЛП (г. Ленинград), возглавляемую доктором технических наук
Георгием Сергеевичем Вильдгрубе, который разработал специальный ударопроч-
ный жалюзийный фотоумножитель для камеры.
Отдельный вопрос — это производство. При переходе из СКБ-567 в НИИ-885,
мы получили на некоторое время в свое распоряжение цех точной механики на
экспериментальном производстве, а затем работа была передана на соседний с
нами завод "Радиоприбор", обладавший высоким технологическим потенциалом.
* * *
Получение первых лунных панорам имело большой резонанс во всем мире.
Многие сотрудники института и смежных организаций были удостоены разных
правительственных наград. Но невозможно описать то огромное счастье, которое
мы испытали.
Автор этих строк не присутствовал при первом приеме сигнала, решил пере-
дохнуть в каком-то турпоходе. Ведь это был 13 запуск и завершился он 13 февраля
1966 года. Нашим ответственным представителем на приемной станции под
г. Симферополем был Говоров В.М. Первое включение — шок: камера не работает.
Вместо изображения идет какая-то малопонятная помеха (такого типа помеху от
47
неустойчивой работы кипп-реле мы иногда наблюдали при наземных испытаниях,
но были уверены, что ее побороли).
Президент академии наук Келдыш М.В. вызывает к себе Говорова: "в чем
дело?" Говоров заикаясь, что-то объясняет на непонятном для Келдыша жаргоне —
"понимаете, там кипа "барахлит". Келдыш выслушал, потом спокойно сказал:
"Кипу убрать!". "Есть!", — сказал Говоров и быстро удалился. Следующий сеанс
передачи прошел нормально [18,пЗ].
Было одно обстоятельство, которое поначалу омрачило наш триумф. Незако-
дированный сигнал, близкий по структуре к фототелеграфному был принят с АЛС
в Великобритании радиоастрономом Ловеллом Б. и панорама моментально была
опубликована в газете "Таймс". А мы в это время долго думали, как лучше ее
преподнести мировой общественности.
Картинка в газете "Таймс" имела большие геометрические искажения из-за
незнания тогдашними "хакерами" точных параметров развертки камеры. Нас,
конечно, сильно поругали, но на фоне успеха этот случай как-то сгладился.
Сегодня же мы сказали бы по-другому — это была для нас прекрасная реклама.
С АЛС станции "Луна-9" произошел удивительный случай — после первого
сеанса станция каким-то образом, буквально по щучьему велению, передвинулась
на 9 см, что дало возможность получить стереопанораму и произвести по ней соот-
ветствующие пространственные измерения на местности. Совершенно неожидан-
ный подарок. Поэтому на следующей станции "Луна-13" (посадка 24 декабря 1966)
были установлены рядом две аналогичные панорамные камеры, чтобы получать
стереопанорамы не по воле случая [19].
Вечером во время связи с "Луной-13", который транслировался из Симферо-
поля в наш институт, главный конструктор Рязанский М.С. и я находились в одном
из институтских зданий, и когда стало ясно, что с одной из камер из-за неисправно-
сти сигнал не получен, Михаил Сергеевич меня довольно спокойно спросил: "В чем
дело, по-вашему?". "Честное слово — не знаю!", — как ни странно, мой ответ его
удовлетворил, и вопрос был на этом закрыт к моему удивлению, так как я знал, что
такие истории заканчиваются неприятным разбирательствами. Мы так и не выяснили
причину, но с тех пор, на многих выставках и фотографиях, где представлена "Луна-13",
на месте второй камеры стоит цилиндрическая болванка непонятного назначения.
Компоновку, подобную станции "Луна-13" (две камеры ЭА-046), использова-
ли для создания первой посадочной марсианской станции СА-"Марс-3", которая, к
величайшему сожалению, задачу не выполнила.
После сеанса посадки на Марс, 2 декабря 1971 г., поздней ночью, председатель
Государственной комиссии, заместитель министра Георгий Александрович Тюлин
вызвал группу основных участников работы в штаб воинской части, на территории
которой находился Центр дальней космической связи.
Атмосфера была тяжелой. Ведь совсем недавно мы наблюдали, как на другой
планете умирает наше детище, и мы ничем не могли ему помочь.
48
Чтобы взбодрить нас и, конечно, себя тоже, Георгий Александрович, многоопыт-
ный в ракетно-космических делах, коротко объяснил нам, что мы присутствовали при
большом историческом событии: первый аппарат, созданный руками человека, причем
советского человека, достиг поверхности другой планеты и работал на ней. Если,
конечно, добавил он, сигнал, который мы приняли, был послан именно им. Вот это вы и
должны доказать и изложить в соответствующем акте, который я направлю
высшему руководству.
Генерал-лейтенант, доктор наук Тюлин ГА. был очень интересным человеком.
В свою речь он любил вставлять французские слова и поговорки, и предпочитал опера-
тивно утверждать различные, в том числе весьма важные документы, написанные или
правленые от руки.
Так он подписал акт о первой посадке на Марс, где было показано, что по време-
ни получения, характерной форме и другим обстоятельствам был получен сигнал от
спускаемого аппарата с условным названием СА 172.
Позже была также утверждена под моим председательством комиссия, кото-
рой поручалось безнадежное дело — попытаться расшифровать сильно зашумленный
телевизионный сигнал, состоящий из 79 строк, — кусочек панорамы, который мы
держали в руках и на котором не было никаких деталей поверхности.
* * *
Надо отметить, что в принятом сигнале все же была одна характерная деталь —
телеметрическая вставка на месте обратного хода строчной развертки, по которой
мы устанавливали строчную синхронизацию и по ширине которой (так было
задумано) можно было оценить величину внешней освещенности.
Освещенность была неестественно мала, на пределе калибровки — около
50 лк. По программе сигнал от второй камеры должен был появиться только через
4 мин. 32 с после начала работы первой камеры. До этого момента мы "не дожили".
Относительно причин неудачи были высказаны разные предположения:
нештатная работа тормозного устройства, попадание станции в препятствие,
накрытие станции тормозным парашютом, и, наконец, общая причина — уникальная
по своим масштабам пылевая буря, бушевавшая в то время на Марсе еще в течение
месяца.
Сегодня, зная, как выглядит поверхность Марса, привлекая немного фантазии и
сделав правдоподобное предположение, что камера (станция) лежала на боку, можно
в этом фрагменте увидеть и следы полезной информации, но всего лишь следы.
Как же все это расценивать: как маленькую победу или большое поражение?
Да, мы были первыми на Марсе, но нам до сего времени успешную посадку не уда-
лось выполнить ни разу.
Для меня лично слабым утешением было то, что моя романтическая мечта — по-
бывать у наших ближайших соседей: на Луне, Марсе и Венере, сделала еще один шаг.
Впереди была Венера, где нас ожидал неожиданный триумф.
49
Удачная конструкция панорамной камеры, имевшая шифр Я-198 и в обиходе
называемая "Яшкой", в дальнейшем широко использовалась в других космических
программах и проектах, периодически подвергаясь некоторой модификации [п5, пб].
Первым делом была выпущена ее модификация с увеличенной до 4-х строк в
секунду скоростью развертки, и эту скорость, в принципе, можно было понижать в
2 и в 4 раза за счет изменения частоты синхронизации.
Второе направление — переход в однострочный режим, т.е. вообще отключе-
ние кадровой панорамной развертки. Такая модификация нужна была при установ-
ке камеры на хорошо ориентированный и стабилизированный космический
аппарат, а панорама получалась за счет относительного движения космического
аппарата и объекта съемки. Такая задача решалась для спутников Марса и Венеры.
Третий путь модификации — расширение вплоть до 180 градусов угла зрения по
строке (для однострочного варианта). При этом существенно изменялась оптическая
схема: вместо качающегося зеркала использовался вращающейся оптический куб, но
общая компоновка прибора сохранялась в значительной степени. Прибор назывался
Я-198 ЛО и использовался на низкоорбитальных спутниках Луны [пб].
Четвертая модификация касалась изменения спектрального диапазона чувст-
вительности, опять же для однострочного варианта. Были сделаны две модифика-
ции: для ближнего инфракрасного диапазона и для ближнего ультрафиолетового
диапазона. В этих случаях использовались одинаковые конструкции фотоумножи-
телей, но имеющие разные типы фотокатодов.
Для ближнего ультрафиолета входное окно фотоумножителя делалось из
увиолевого стекла, пропускающего этот диапазон.
Изменение спектрального диапазона нам потребовалось по следующим
причинам.
После первой неудачной съемки Марса с помощью ФТУ мы решили
перестраховаться и в следующий раз ("Марс-4,5", 1973 г.) кроме ФТУ поставили на
орбитальную станцию две однострочные камеры ЭА-048, сопряженные с ленточ-
ным видеомагнитофоном ЭА-062, малогабаритным устройством, которое мы раз-
работали за это время. Одна камера имела оранжево-красный светофильтр, сопря-
женный по цветности с поверхностью Марса, другая в расчете на получение новой
информации была ограничена чувствительностью в ближнем инфракрасном
диапазоне. Как известно, были получены вполне качественные панорамы с
четкостью 500 эл/стр, но все же менее информативные, чем снимки с ФТУ [п4].
Подобная система, но уже чувствительная в ультрафиолете, была установлена
на орбитальном аппарате "Венера-9" для регистрации динамики облачного покрова,
состоящего из капелек серной кислоты и имеющего сложные вихревые структуры,
видимые только в ультрафиолетовом диапазоне [20].
Итак, панорамная камера Я-198 и ее модификации под другими названиями
устанавливались в следующих случаях:
50
1.	"Луна-9" (1966 г.) и "Луна-13" (1966 г.) — посадочные аппараты, в стандарт-
ном режиме развертки — 1 строка в секунду;
2.	"Марс-2,3" (1971 г.) — посадочные аппараты в стандартном режиме
(не сработали);
3.	"Марс-6,7" — посадочные аппараты (1973 г.) (посадка неудачная) и "Марс-4,5"
(1973 г.) — орбитальные, в однострочном режиме в видимой и ИК области,
скорость — 2 строки в секунду;
4.	"Луноход-1" (1970 г.) и "Луноход-2" (1973 г.), скорость — 4 строки в секунду;
5.	"Венера-9" (1975 г.) — орбитальный аппарат, УФ — диапазон, однострочный
режим, скорость — 2 строки в секунду;
6.	"Луна-19" (1971 г.) и "Луна-22" (1974 г.) — низкоорбитальные лунные аппа-
раты, в широкоугольном однострочном режиме, скорость — 4 строки в секунду;
7.	"Луна-16" (1970 г.) и "Луна-20" (1972 г.) — контроль взятия пробы грунта,
в стандартном режиме.
При разработке телевизионных камер посадочных аппаратов, наши основные
конкуренты — американцы шли двумя путями. В шестидесятые годы в печати
появилась заметка [21], в которой сказано, что для посадки на Луну и Марс фирма
Philco проектировала фототелеграфную (факсимильную) камеру, которая была хо-
роша тем, что могла выдерживать удар до 10000 g, поскольку посадка предполага-
лась с помощью пенетраторов — устройств, внедряющихся в поверхность на боль-
шой скорости без торможения. Такой проект впоследствии был забыт, но не исклю-
чено, что он возродится в отношении, например, Луны в будущем. Основную зада-
чу в посадке на Луну выполнили космические аппараты типа "Сервейор". Посадка
была классической, мягкой, на три амортизатора, и стала, по существу, элементом
подготовки к пилотируемому полету на Луну. Аппарат "Сервейор" имел хорошие
энергетические возможности и был оснащен телевизионной камерой на видиконе
(благодаря технологическим преимуществам американцев). Были предусмотрены
изменение масштаба и направление визирования. Но, в конечном счете, панорама
обеспечивалась с помощью поворотного оптико-механического устройства. Из семи
запусков станции "Сервейор" в период с 1966 года по 1968 год удачными были пять.
При экспедиции на Марс, с помощью двух долгоживущих посадочных аппа-
ратов "Викинг 1 и 2" американцы (они об этом писали) использовали принцип
построения камеры такой же, как у "Луны-9", добавив в него устройство для изме-
нения скорости развертки и угла по вертикали, устройство борьбы с запылением и
ряд других усовершенствований, приведших к увеличению массы камеры до 6,5 кг.
Камеры успешно проработали на Марсе в течение нескольких лет. Сегодня на по-
верхности Марса находятся два американских марсохода, они оснащены панорам-
ными телевизионными камерами, представляющими собой комбинацию элек-
тронных и оптико-механических элементов. Качество изображения, даваемое ими,
заслуживает самой высокой оценки.
51
В свое время мы изучали оптические схемы, обеспечивающие получение
непосредственного панорамного изображения без каких-то механических элементов
развертки. Это сверхширокоугольные объективны, как правило, дающие очень боль-
шие геометрические искажения. Они должны сочетаться с матрицей ПЗС, имеющей
большое количество, несколько десятков мегапикселей, чтобы после устранения, пу-
тем обработки, геометрических искажений обеспечить качество изображения, срав-
нимое с классическим панорамным изображением. Потенциальное преимущество
таких экзотических камер — малогабаритность и высокая чувствительность.
Современные технологии близки к возможностям их практической реализации.
Разработка панорамных камер для венерианских посадочных аппаратов
представляла новую, гораздо более сложную инженерную задачу. Общие принципы
ее работы предполагалось сохранить. Очевидно, что ввиду исключительно тяжелых
условий на Венере (температура до 480°С и давление до 90 атм) ни о каких возможно-
стях обеспечить работу камеры вне герметичного и теплоизолированного контейне-
ра не могло быть и речи. Оптическая часть должна быть построена так, чтобы защит-
ный иллюминатор (а он совершенно необходим) был бы сравнительно небольшого
размера и пропускал внутрь аппарата как можно меньше теплового излучения.
Камера конструктивно была разбита на две части. Основная часть, содержа-
щая электронные и электромеханические элементы, максимально теплоизолиро-
вана и погружена внутрь корпуса станции, а вторая, простейшая по своей конст-
рукции сканирующая часть, была размещена внутри цилиндрического иллюмина-
тора и работала при очень высокой температуре. В конце сеанса передачи иллюми-
натор нагревался до температуры 400°С. В конечном счете, основной разработчик
конструкции панорамной камеры — Титов А.С. нашел и отмоделировал на специаль-
ном стенде решение, позволившее обеспечить необходимый тепловой режим всех
элементов. Сканирующее панорамное зеркало было закреплено в торцевой части
тонкостенного титанового цилиндра и было вынесено максимально внутрь иллюми-
натора, в самую горячую зону, для чего оно было изготовлено из жаростойких мате-
риалов, установлено на жаростойких подшипниках, подпружинено и могло повора-
чиваться вместе с цилиндром вокруг оси панорамирования, одновременно покачива-
ясь в строчном направлении при помощи специальной тяги. Теплоизоляция осталь-
ной части прибора была обеспечена путем введения в корпус камеры нескольких по-
лостей, заполненных эффективным теплопоглотителем — солями лития, которые к
началу сеанса работы замораживались, как и вся остальная начинка спускаемого
аппарата. Электронику для камеры разрабатывал Чемоданов В.П. при участии
Герасимова М.А., Тимохина Л.М., Морозова И.А. и других сотрудников [22, п7].
Параллельно с разработкой конструкции, активно обсуждалась предполагае-
мая фотометрическая модель поверхности Венеры, без которой телевизионное
устройство невозможно создать. Ожидаемый диапазон освещенности поверхности,
возможные контрасты деталей, характеристики отражения — все было неизвестно.
52
Обращения в головной академический институт — Институт космических исследо-
ваний (ИКИ) ничего не дали. В ответ пришло письмо примерно такого содержания
(воспроизвожу по памяти): "Получение изображения поверхности Венеры — это
научный эксперимент, который проводится вашим институтом. По сложившейся
традиции тот, кто проводит научный эксперимент, сам разрабатывает для него
технические требования. Подпись: академик Сагдеев Р.З.". Понятно, что Академия
наук избегала повторения марсианской ситуации. Мы пригласили для работы в
наш институт кандидата технических наук Панфилова Александра Семеновича, ко-
торый много занимался оценкой фотометрической модели Венеры, и рассчитыва-
ли на его большую помощь. Но мы знали все же очень мало. Ранее достаточно
точно была замерена лишь величина освещенности при наблюдении вверх со
спускаемого аппарата "Венера-8" в утреннем районе посадки. Она составляла
примерно 400 люкс. Этих данных было недостаточно для того, чтобы с некоторой
гарантией получить изображение, содержащее хотя бы какие-нибудь контрастные
детали. Без этого бессмысленно было ставить эксперимент. Возможны были
следующие варианты условий наблюдения:
—	мутный и малопрозрачный приповерхностный слой, в который погрузится
спускаемый аппарат;
—	прозрачная до самой поверхности атмосфера, но поверхность совершенно
гладкая, как бывает на дне океана, и не содержит каких-либо видимых деталей.
В обоих случаях мы тогда были бы обречены на неудачу, даже при безукориз-
ненно работающей аппаратуре. Поэтому решили поставить снаружи спускаемого ап-
парата два светильника, освещающие полосы на поверхности в поле зрения камер;
для этой цели удачно подошли обычные низковольтные галогенные лампы без
какой-либо защиты, для которых венерианские условия работы были благоприятны.
Известные в ракетно-космической области специалисты говорили, что при
любом раскладе детали на поверхности не будут видны, потому что атмосфера на
Венере настолько толстая, что полностью рассеивает свет, она светится как бы со
всех сторон и не может создавать теней от каких-либо объектов. Серьезно высказы-
вались предположения о том, что поверхность Венеры покрыта расплавленным
металлом, алюминием или свинцом или даже нефтью. Это далеко не все предположе-
ния о негативном исходе эксперимента. И только автор идеи постановки этого экспе-
римента Келдыш М.В. — настойчиво его поддерживал. Но все же риск был слишком
велик, и, когда Рязанского М.С. и меня вызвал к себе академик Келдыш М.В.,
мы попытались ему доказать, что в традиционном сообщении ТАСС о запуске стан-
ции, о нашем намерении получить панораму ни в коем случае писать
нельзя. Он нас долго выслушивал, немного прикрыв глаза, и, в конце концов,
согласился, что панорамная камера будет называться контрастомером, что было
совершенно справедливо. А получение приличной по качеству панорамы станет
всем хорошим, но во многом неожиданным подарком, как это и произошло [п7].
53
В дальнейшем для съемки цветных панорам камера ЭА077 была модифициро-
вана, хотя не кардинально. В связи с усовершенствованием радиоканала ретрансля-
тора была увеличена скорость передачи и четкость, введен в конструкцию малога-
баритный механизм переключения светофильтров, особое внимание уделялось фо-
тометрической калибровке, чтобы сделать камеру не просто передатчиком изобра-
жений, а фотометрическим прибором, что, кстати, было необходимо и для кор-
ректного синтеза цветного изображения. В этих работах активное участие прини-
мали Панфилов А.С., Гектин Ю.М., Нараева М.К. и другие сотрудники [п8].
Конечно, по сравнению с марсианской венерианская программа выполнялась
великолепно, хотя и в ней были некоторые шероховатости, касающиеся передачи
панорам с поверхности.
На первых аппаратах "Венера-9,10", оснащенных панорамными камерами
(контрастомерами) не открылись теплозащитные крышки, по одной с каждой
стороны, но поскольку камеры были задублированы, на фоне большого успеха эту
проблему как-то "замотали" и дотошно не разобрались, в чем было дело. А зря,
потому что на последующих станциях, "Венера-11,12", не раскрылись все крышки.
И снова мы столкнулись с совершенно беспардонными обвинениями: это у вас каме-
ры не сработали (4 штуки!). После длительного разбирательства выяснилось, что был
отказ в системе отстрела крышек. Потом на станциях "Венера-13,14", все сработало
на "отлично" [37,38].
Получение черно-белых и цветных панорам с поверхности Венеры — до сих
пор непревзойденное мировое достижение советской космической техники. Эти
панорамы, переданные из различных точек планеты, имели большое самостоятель-
ное научное значение, но они также позволили достоверно интерпретировать ра-
диолокационные снимки Венеры (КА "Венера-15 и 16", СССР, 1983 г. и "Магеллан",
США, 1988 г.).
Успешное завершение венерианской эпопеи, включая более поздние работы —
космические аппараты "Вега" — результат многолетнего продуманного выполнения
проекта, начатого еще Королевым С.П. и продолженным главным конструктором
НПО им. С.А. Лавочкина Бабакиным Г.Н.
* * *
Как уже отмечалось, в отличие от венерианских, наши марсианские программы
были удивительно неблагополучны. Так, последний аппарат, запущенный в сторо-
ну Марса (1988 г.), был аппарат "Фобос-2", оставшийся "в живых" после ранней
гибели аппарата "Фобос-1" вследствие организационной ошибки. "Фобос-2" был
сравнительно близок к успеху, но его также подвела поспешность в подготовке,
недостаточная надежность, погрешность в компоновке космического аппарата,
ошибки в руководстве полетом. Но все же на аппарате "Фобос-2" один из экспери-
ментов прошел на редкость удачно. Этот эксперимент назывался "Термоскан", по
названию тепловизионного сканера — однострочного оптико-механического ска-
54
нирующего устройства с одноэлементными приемниками в видимом и дальнем
ИК-каналах. Этот прибор разрабатывался тем же коллективом людей, которые де-
лали и другие оптико-механические устройства. К ранее описанным камерам он
имеет неполное отношение, но достаточно близок по своей идее. С помощью
"Термоскана" удалось снять тепловую карту экваториальной зоны Марса, а затем
путем совместной обработки двух каналов (Гекгин Ю.М., Кузьмин P.O.) получить
очень полезную для геологов карту тепловой инерции грунта Марса [24].
"Термосканом" активно занимались сотрудники отдела: Нараева М.К., Гекгин Ю.М.,
Панфилов А.С., Харламов В.Д., Суворов Б.А., Романов А.Д., Новиков М.В.,
Синельникова И.Ф., Мирошниченко Я.Я. и другие.
Эксперимент "Термоскан" первоначально не входил в состав исследователь-
ских работ на аппарате "Фобос-2" и не был включен в техническое задание. Для нас
это была чисто инициативная работа, как это случалось и ранее.
Побудительной причиной разработки эксперимента были результаты анализа
состояния космической съемки Марса в нашей стране. Она не проводилась к тому
времени более 17 лет и не предусматривалась в миссии "Фобос", как главная задача
исследования поверхности Марса, а только как вспомогательная работа, обеспечива-
ющая посадку исследовательского модуля на спутник Марса — Фобос. Телевизион-
ная аппаратура создавалась в Институте космических исследований АН СССР
(Аванесов Г.А.) [25] и имела в качестве предшественника отлично выполненную ра-
боту по съемкам кометы Галлея в пролетном режиме (1986 г.) [26]. Конечно, эта
система после выполнения программы посадки на Фобос могла бы фотографиро-
вать и Марс, тем более, что космический аппарат мог достаточно долго существо-
вать на орбите спутника Марса.
Мы видели свою задачу в получении оригинальной информации о поверхности
Марса, прежде всего, в съемке тепловой карты отдельных участков с параметрами,
превосходящими съемку, ранее выполненную с орбитальных аппаратов "Викинг".
Для решения этой задачи мы имели соответствующее аппаратурное обеспечение,
разработанное по программе дистанционного зондирования Земли (см. часть 4).
Один спектральный канал "Термоскана" располагался в видимом диапазоне
(0,5-1,0 мкм), другой — в дальнем тепловом ИК (8-12,5 мкм). По существу это
была такая же, как и ранее описанная, однострочная панорамная камера, установ-
ленная на хорошо стабилизированной платформе космического аппарата, но
имеющая существенно большие размеры и массу (28 кг). Особенностью ее конструк-
ции была холодильная машина, понижающая температуру приемника ИК диапазо-
на до температуры жидкого азота (77 К). Узкоугольная система сканирования с
углом зрения 6° была рассчитана на работу с высоты круговой орбиты 6000 км, т.е. с
орбиты спутника Марса — Фобоса. Условия съемки были, в основном, неблагопри-
ятные для съемки в видимом диапазоне: Солнце — спутник — Марс находились на
одной линии. Но такая геометрия оказалась исключительно благоприятна для
55
получения теплового изображения и карты альбедо (в видимом диапазоне), а также
получения новых данных об атмосфере Марса [24].
Несмотря на то, что мы, как хозяева радиокомплекса, обеспечили все стыковоч-
ные работы, установка "Термоскана" вызвала большое сопротивление со стороны
главного конструктора космического аппарата Ковтуненко В.М. И только после лич-
ного и резкого по форме вмешательства тогдашнего министра общего машинострое-
ния Бакланова Олега Дмитриевича вопрос об установке был решен положительно.
Еще до начала полета "Фобоса-2", а он имел статус международного
эксперимента, профессор Калифорнийского технологического института
(California Institute of Technology, сокр. Caltech) в США Б. Мюррей (В.Murray), не
зная, как у нас устроена аппаратура, исходя только из геометрических соображе-
ний, предсказал, что в поле зрения "Термоскана" может попасть тень от Фобоса —
спутника Марса. А это дает принципиальную возможность определить теплофизи-
ческие параметры марсианского грунта, сравнивая температуру поверхности,
открытую для Солнца и закрытую тенью. В своих предсказаниях Б. Мюррей
оказался прав, хотя мы наблюдали тень не в виде отдельного пятна, а как линию пе-
ременной ширины на всей панораме и получили больше интересной информации,
чем ожидали. В результате мы (Нараева М.К. и Гекгин Ю.М., Харламов В.Д. и я)
были дважды приглашены в Caltech для совместной обработки данных "Термоскана",
о чем остались приятные воспоминания.
Полученная нами карта тепловой инерции, как нам представляется, принесла
пользу для дальнейших американских экспедиций, потому что по качеству
наши данные (пространственное разрешение, радиометрическая точность) на тот
период времени существенно превосходили американские, полученные ранее
с КА "Викинг" (1976 г.). Эти данные были использованы американскими учеными
для уточнения настройки и калибровки приборов на готовившийся в то время к
полету КА "Марс обсервер" (1992 г.).
Интересно отметить, что попытки оправдать безвременную гибель двух аппара-
тов ("Фобос-1" и "Фобос-2") и тем самым затушевать несостоятельность руководства
проектом начали предприниматься сразу же после прекращения работы аппарата
"Фобос-2". Когда не удалось доказать поломку радиокомплекса, нашлись "ответст-
венные" люди, которые начали распространять среди некомпетентных чиновников
версии одна фантастичнее другой, и им верили. Некоторые версии и сегодня цирку-
лируют в средствах массовой информации. Например, взято из Интернета: "общеиз-
вестно, что перед окончательной потерей связи с АМС, станция передала на Землю
изображение огромного сигарообразного объекта, зависшего рядом со спутником
Марса". Но известно как раз то, что этим объектом была движущаяся тень от Фобоса
на поверхности Марса, изображение которой и передал "Термоскан".
После длительного перерыва, с 1996 года, когда погиб аппарат "Марс-96", нас
ожидает российский проект "Фобос-грунт". Работа над этим проектом, к сожалению,
затянулась.
56
III. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ
ЛУНОХОДОВ
Снимок посадочной платформы "Лунохода-2", 1973 г.
Камера ЭА030 системы МКТВ.
Разработка луноходов потребовала рассмотрения на новой основе вопросов,
связанных с характеристиками лунного грунта, механическими и оптическими.
Эти вопросы в определенной мере актуальны и в настоящее время в связи с новы-
ми планами освоения Луны. Да и марсианские экспедиции требуют рассмотрения
аналогичных вопросов.
Как показал довольно обширный опыт работы с неподвижными и подвижны-
ми (включая человеческие экспедиции) лунными аппаратами, проблема лунного
грунта, или, как раньше часто говорили, лунной пыли, является не столь простой и,
конечно, не надуманной.
Еще до всех лунных экспедиций радиолокационное зондирование Луны пока-
зало, что наружный слой поверхности Луны обладает особыми свойствами. Он
имеет заметно меньшую плотность и другие, отличные от основной породы элект-
рические свойства. Толщина и несущая способность этого слоя, получившего
название "реголит", была точно не определена и имела очень большой разброс: от
единиц сантиметров до метров. Последнюю цифру поддерживали пессимисты
от науки, что послужило, например, основанием для написания известным
ученым-футурологом Артуром Кларком трагической научно-фантастической
повести "Лунная пыль". В конце концов, в определенной степени оказались правы
и оптимисты и пессимисты и сейчас понятно почему. Лунный "реголит" представ-
ляет собой переработанный за миллионы лет космическими частицами верхний
слой пород, из которых сложена Луна, мелкодисперсный и энергетически насы-
щенный. По своей консистенции, на мой взгляд, он похож на цемент или муку, но
темного цвета. Он способен слипаться и прилипать, и в тоже время не лишен опре-
деленной степени подвижности. Но толщина "реголита" на поверхности Луны
очень неравномерна. Он имеет свойства под действием лунной гравитации, хотя и
слабой, за многие годы "стекать" в углубления, кратеры, трещины и образовывать
достаточно толстые слои. Возможно, что в горных районах Луны могут происхо-
дить и лавинные явления. Указанные особенности представляют реальную
опасность для лунных экспедиций. Не надо забывать, что "Луноход-2" фактически
погиб из-за лунной пыли, а первым свидетельством особенности лунного грунта
была подвижка автоматической лунной станции (АЛС) "Луны-9" на величину
около 9 см за сутки.
По данным американских космонавтов, побывавших на Луне, лунная пыль
очень въедливая и прилипчивая, она проникает в мельчайшие поры и может
представлять опасность для оборудования, включая скафандры, при длительном
пребывании на Луне. Сейчас, когда снова возникает интерес к Луне и конкретно
обсуждается вопрос о новом полете космонавтов и создании лунной базы, обращает-
ся внимание на возможное негативное воздействие лунной пыли. В США даже
58
появились фирмы, которые производят продукты, максимально похожие на
лунную пыль, с целью отработки оборудования, которое предполагается доставить
на Луну. Есть мнение, что вследствие электростатических эффектов вблизи поверх-
ности Луны поддерживается очень разряженная атмосфера из лунной пыли,
которую намечается изучить с помощью специальных аппаратов.
На наших луноходах каких-либо мер по защите оптических элементов телеви-
зионных систем от лунной пыли не предпринималось. Явно выраженного воздейст-
вия пыли на "Луноход-1", проработавшего на поверхности Луны три земных меся-
ца, не было обнаружено. Возможно, нужна была более точная оценка, но она тогда
не производилась. Хотя к концу работы "Лунохода-1" на нижней части панорам в
некоторых местах появились небольшие мутные пятна, которые, как мне представ-
ляется сейчас, могли быть следствием запыления защитной пленки камер. Во вся-
ком случае, такие мысли возникают при рассмотрении фотографий американских
космонавтов, сапоги которых покрыты темной лунной пылью.
Другая версия — деструкция майларовой пленки под длительным воздействием
ультрафиолетового излучения. На Земле специально таких испытаний не проводи-
лось, но можно было бы ожидать более равномерного воздействия на всю поверх-
ность пленки.
Интересно отметить, что проблема пыли имеет отношение не только к Луне,
но и к Марсу и Венере. Марс, и это было известно давно, — очень пыльная плане-
та, хотя характер пыли и ее свойства отличаются от лунной. На Марсе периодичес-
ки, раз в несколько лет, происходит планетарная пылевая буря, делающая атмосфе-
ру Марса полностью непрозрачной. Атмосфера Марса существенно менее плотная,
чем земная, давление всего около 5 мм ртутного столба, но во время пылевых бурь,
когда скорость ветра достигает сотен километров в час, в атмосферу поднимаются
миллионы тонн пыли. Атмосферные процессы, которые периодически становятся
генераторами подобных пылевых бурь, не изучены в достаточной степени. После
прекращения бури поверхность планеты покрывается сравнительно тонким и не-
равномерным слоем пыли красноватого цвета. Цвет обусловлен составом
пород — окислы железа (глина, охра). Пыль очень мелкодисперсная и легко сдувает-
ся. При разработке аппаратуры, предназначенной для работы на поверхности
Марса пылевые воздействия необходимо учитывать. Мы, например, при создании
наших панорамных камер, которые в составе спускаемого аппарата (СА) "Марс-3"
были впервые доставлены на поверхность Марса, и для последующих экспедиций
исходили из предположения, что основной силой, удерживающей пыль на поверх-
ности защитной лавсановой пленки, будет электризация, поэтому принималась
простейшая мера — пленка опрыскивалась бытовым антистатиком, в тонком слое
совершенно прозрачным. Длительная работа камер в данных случаях не предпола-
галась. На американских посадочных аппаратах "Викинг-1", "Викинг-2", которые
работали более одного года, для защиты камер были приняты более серьезные
59
меры: установлены устройства обдува иллюминаторов углекислым газом, при этом
не надо забывать, что масса камер составляла 6,5 кг. Как выполнена защита от
пыли на американских марсоходах, которые уже длительное время работают на
Марсе — нам не известно. Но периодическое запыление солнечных батарей там
происходит.
Интересный факт зафиксирован на неподвижном американском аппарате
"Феникс", который был посажен на полюс Марса в конце 2008 года. На ряде сним-
ков элементов его конструкции, расположенных вблизи камер, зафиксирован
процесс сдувания пыли в течение некоторого времени после посадки, по видимому,
за счет ветрового воздействия. При посадке наших СА "Венера-13" и СА "Венера-14"
также были зафиксированы следы пыли (или мелкодисперсного вещества) на по-
верхности элементов посадочного кольца, попавшего в поле зрения панорамных
камер. Поскольку за время сеанса связи, занимавшего 120 минут, было передано
несколько панорам, на них было отмечено, что пыль постепенно сдувается и даже
определенно установлено, что сдувает ее ветер в приповерхностном слое Венеры,
дующий со скоростью около 1 м/с (замечу, что давление у поверхности составляет
90атм) [27].
Последняя на сегодня планета, где следует ожидать значительных пылевых
явлений — это Меркурий. Он очень похож на Луну и не имеет атмосферы. Повтор-
ная съемка большой площади планеты, произведенная КА "Мессенджер" в 2009 году,
показала, что внешнее сходство с Луной очень велико. В связи с тем, что намечает-
ся следующая экспедиция на Меркурий, возможно предполагающая и посадку на
его поверхность, старые вопросы относительно пыли возникнут вновь. Прозорли-
выми оказались слова поэта из известной песни космонавтов: "На пыльных
тропинках далеких планет, останутся наши следы".
* * *
Наконец, следует перейти к основному содержанию данного раздела, посвя-
щенного телевизионным системам луноходов.
Разработка основных систем лунохода началась задолго до официальной даты от-
крытия работ по данному проекту. Наибольшую фору получило шасси лунохода, раз-
работку которого еще Королев С.П. поручил фирме под названием ВНИИТрансмаш
(ВНИИ-100, г. Ленинград), которая занималась разработкой танков. Главным конст-
руктором шасси лунохода стал д.т.н. Кемурджиан Александр Леонович [28], который
подошел к решению проблемы широко, разрабатывая несколько вариантов и осо-
бенно уделяя внимание отработке макетов на имитаторах лунной поверхности, что
принесло, несомненно, положительный результат.
Наименьшую фору, как мне сейчас представляется, получили радисты и теле-
визионщики, в расчете, видимо, на то, что они "как-нибудь там выкрутятся" (сам
главный конструктор Бабакин Г.Н. был по образованию радистом и очень дружил с
другим радистом — главным конструктором НИИ-885 Рязанским М.С.).
60
С самого начала рассмотрения вопросов телевизионного обеспечения
управления луноходом стало ясно, что для этого потребуется иметь две разные по
принципу действия телевизионные системы.
Использование панорамных камер типа Я-198 было очевидно: получение
высококачественной, геометрически точной, стереоскопической информации с
помощью проверенных в работе, как теперь говорят, сертифицированных в лунных
условиях малогабаритных камер позволило решить задачу топографической
съемки местности вокруг лунохода, как с целью планирования его движения, так и
с целью научного изучения лунной поверхности. Для начала решили установить две
камеры по бортам лунохода. Но этим не ограничились. Кто-то удачно предложил
установить еще две камеры, но, что было необычно, для вертикального панорами-
рования. Такое решение кроме определенного резервирования позволяло получить
хорошее стереоскопическое изображение спереди и сзади по направлению движе-
ния лунохода, вплоть до линии местного горизонта, которым мог быть край крате-
ра или истинный горизонт, если луноход стоит на ровной достаточно высокой
площадке. В поле зрения этих камер попадали передние и задние колеса лунохода,
что позволяло объективно оценить характер их взаимодействия с грунтом.
Пересекая небосвод, вертикальные панорамы могли в определенных случаях
засечь положение Земли и Солнца, давая информацию для навигационных опреде-
лений. Кроме того, к этим камерам был пристроен специальный оптический
прибор — датчик лунной вертикали. Датчик был выполнен в виде стеклянной
чаши, на внутренней поверхности которой нанесена радиальная калибровочная
шкала, по которой свободно перемещался металлический шарик. Изображение
этой шкалы встраивалось в панораму. Нахождение шарика в центре шкалы соот-
ветствовало вертикальному положению лунохода. Для использования на луноходе
камеры Я-198 были модифицированы. Угол зрения по строке был уменьшен до 30°
и сделан симметричным относительно плоскости панорамирования. Максималь-
ная скорость строчной развертки увеличена до 4 стр/с и, соответственно, время пе-
редачи полной панорамы уменьшилось до 25 минут (режим 1 стр/с и 100 мин на
панораму сохранился), расширен диапазон автоматической регулировки чувстви-
тельности камеры. Дополнительно был введен режим резкого уменьшения (по
команде с Земли) чувствительности камер, чтобы обеспечить нормальную
передачу изображения Солнца в режиме навигационных определений.
И, наконец, укажем на одну из важнейших функций камер с вертикальным
панорамированием — обеспечение безопасного съезда лунохода с посадочной
платформы, раскрытые трапы были в поле зрения этих камер, включая участки
поверхности, в которые они упирались.
Но все же полезная функция системы панорамных камер могла быть реализо-
вана лишь тогда, когда луноход был неподвижен. Для обеспечения движения
необходима была принципиально другая телевизионная система. К выбору ее
61
параметров подходили с разных сторон. Идеальным (но сразу отметим, что весьма
нерациональным) был бы вариант передачи привычной для всех телевизионной
картинки в вещательном стандарте, т.е. 50 кадров в секунду при четкости 600 строк и
при движении лунохода! Для реализации такого режима требовалась высокоскорост-
ная радиолиния между луноходом и наземной станцией, что в то время совершен-
но невозможно было сделать, да и сейчас — весьма затруднительно.
Реально удалось установить на луноход односпиральную антенну средней
направленности, визирование которой на Землю осуществлялось по команде с
Земли, что (забегая вперед) было трудно делать в движении. На создание системы
автоматического визирования антенны на Землю просто не было времени.
Необходимо было использовать систему телевидения с более медленной
передачей изображения, так называемое малокадровое телевидение (МКТВ). И для
этого были весьма веские аргументы. Дело в том, что в контуре управления
луноходом существовала естественная задержка управления, вызванная временем
распространения радиосигнала от Луны до Земли и обратно, временем реакции
исполняющих механизмов, а также временем, необходимым водителю на опозна-
вание изображения и принятие решения и, собственно, на совершение управляю-
щего воздействия. Суммарное время задержки с некоторым запасом в сторону
уменьшения составило 3,2 с. Предполагалось, что более быстрая смена информа-
ции на экране видеоконтрольного устройства перед водителем не имеет смысла.
Такую скорость передачи вполне могла обеспечить вышеописанная спираль-
ная антенна дециметрового диапазона, хорошо видимая на фотографиях. Бортовой
дециметровый передатчик имел мощность 15 Вт, использовалась наземная антенна
диаметром 32 м.
Но это были проектные оценки. Практически, (и это подтвердилось) при
реализации конструкции или возникновении нештатных ситуаций при эксплуата-
ции, как правило, возникает нехватка энергетического потенциала радиолинии,
и было необходимо предусмотреть определенные запасы в системе.
Поэтому телевизионная система с целью сужения полосы частот в нештатных
ситуациях должна иметь возможность переключиться на более низкие скорости
передачи. Был выбран следующий ряд: 3,2; 5,7; 10,9 и 21,1 с/кадр. Это оказалось
очень кстати, т.к. реализовать бортовую антенну с первоначально заданными
параметрами не удалось, и реальная рабочая длительность кадров на "Луноходе-1"
доходила до 21,1 с/кадр, а рабочим режимом на "Луноходе-2" был 5,7 с/кадр.
Иначе говоря, телевизионная система управления должна иметь возможность
адаптации к реальной ситуации вождения. Опыта разработки малокадровых телевизи-
онных систем у нас не было, мы знали только, что они довольно капризны и требуют
больших затрат на реализацию, тем более это можно отнести к адаптивным системам.
Отсутствие конкретных предложений по телевизионной системе от нас и,
насколько я помню, от НИИ-380 не радовало сотрудников фирмы Бабакина Г.Н.
62
Время бежало стремительно, все как-то не складывалось, пока мы ни съезди-
ли во Всесоюзный НИИ электролучевых приборов (ВНИИ ЭЛП, г. Ленинград), где
один из ведущих разработчиков видиконов Лапук Александр Григорьевич показал
нам новую оригинальную трубку — видикон с регулируемой памятью (ВРП),
по-заграничному именуемый "пермахон" [29]. ВРП и его американский аналог раз-
рабатывались для передачи изображений с экрана радиолокационного индикатора
по телевизионному каналу связи. Мишень "пермахона" могла экспонироваться
подобно фотопленке в фотоаппарате с помощью механического затвора. Изобра-
жение в форме потенциального рельефа сохранялось на мишени ВРП в течение
только того времени, пока осуществлялась ее развертка в стандартном телевизион-
ном режиме — 50 кадров в секунду. Когда через некоторое время удивительные
особенности работы ВРП уложились в голове, стало ясно, что найдено последнее
звено, определившее облик адаптивной малокадровой телевизионной системы
управления луноходом.
Далее последовала моя встреча на нейтральной территории (возле подземного
перехода у магазина "Детский мир") с ведущим специалистом из НПО им. Лавочкина
Файнштейном Михаилом Борисовичем, который, как говорят, "схватил все на
лету", и принципиальное решение о создании новой системы было принято.
Такая система [п9], имеющая в качестве структурной основы вещательный те-
левизионный стандарт и позволяющая сравнительно простыми методами и малыми
потерями качества изображения выполнить преобразование стандарта на борту, по-
мимо технических, имела еще одно исключительно важное для нас в то время орга-
низационное преимущество: возможность привлечения к разработке специалистов,
владеющих технологией и аппаратурой для вещательного телевидения. Такими спе-
циалистами были сотрудники кафедры телевидения Московского электротехничес-
кого института связи (МЭИС), возглавляемой профессором Катаевым С.И. Сотруд-
ники кафедры — Аванесов ГА. (нач. лаборатории), Хромой Б.П., Котельников В.В.,
Безруков В.Н. имели в своем распоряжении вещательное телевизионное оборудо-
вание и измерительную технику, позволившую за короткое время смоделировать
режимы работы системы, и вместе с нами (Тучин Ю.М., Малючков О,Е. и др.) раз-
работать наземные устройства обратного преобразования. Одно из них в силу сво-
ей конфигурации назвали "лошадью" (память сохранила такие подробности). В на-
шем институте бортовую телевизионную камеру на ВРП и систему в целом разра-
батывали Тимохин В.А., начальник лаборатории, и его сотрудники — Адаскин Н.Б.,
Серегин В.А. и др.
Тимохин Владимир Александрович — начальник лаборатории, некоторое время
работал со мной на кафедре телевидения МЭИС.
Склонный к новым, оригинальным техническим решениям он с энтузиазмом взялся
за разработку малокадровой телевизионной системы (МКТВ) лунохода и, благодаря
63
настойчивости и целеустремленности, достиг успеха в создании столь экзотической
системы.
Среди сотрудников его лаборатории выделялся Серегин Владимир Иванович, очень
способный инженер-электронщик, он знал английский и японский языки, что весьма
помогало ему в работе. Но, кроме того, он был великолепным художником. Защитив
кандидатскую диссертацию по адаптивным телевизионным системам, он имел хоро-
шие возможности для дальнейшего научного роста. Но научная карьера его не устраи-
вала. К сожалению...
Впоследствии Тимохин В.А. вместе со своим сотрудником Малючковым Олегом
Евгеньевичем, также ставшим кандидатом технических наук, и другие специалисты
разработали первую многозональную бортовую сканирующую камеру на ПЗС линейках
для системы ДЗЗ (см. раздел 4).
Конструктором телевизионных блоков МКТВ и другой электроники был
Гусар Юрий Сергеевич, способный руководитель и прогрессивный человек. Он эффек-
тивно руководил группой конструкторов в течение ряда лет, добиваясь четкости и
дисциплины — это было чертой его характера, альпиниста и горнолыжника.
Старт проекта — это начало интенсивной, а попросту сумасшедшей работы.
Мы сутками не уходили домой. Работа завершилась через год (!) запуском первого
лунохода. Запуск был неудачен, так как не сработал головной обтекатель ракеты
"Протон". Я думаю, что первый луноход выполнил бы свою задачу, судя по уровню
проработки телевизионной системы, но все же недоработок у всех было много и
промежуточный период до запуска следующего, "настоящего" "Лунохода-1" все раз-
работчики активно использовали для совершенствования своих приборов. Нам,
например, удалось сделать новую улучшенную конструкцию телевизионной
камеры для управления луноходом, не изменяя принципов ее работы.
Активную роль в реализации программы луноходов играл сотрудник
НПО им. С.А. Лавочкина, Олег Генрихович Ивановский [30], который, будучи мо-
лодым человеком, принимал участие в создании первого спутника и обеспечении
полета первого космонавта, затем работал в аппарате Военно-промышленной ко-
миссии при СМ СССР (ВПК). Важной заботой Ивановского О.Г. в луноходной
программе стало формирование наземного экипажа "водителей" луноходов. Не
знаю, придумал ли он сам, или посоветовали какие-либо специалисты, но была
принята такая концепция подбора членов экипажа: они не должны были уметь уп-
равлять какими-либо подвижными техническими средствами. Это могло бы повре-
дить выработке основных навыков управления луноходом, аналогов которого на
Земле не было, особенно учитывая задержку сигнала в контуре управления.
В результате был сформирован экипаж из молодых офицеров-связистов , работавших
Первый водитель лунохода — Довгань Вячеслав Георгиевич, впоследствии генерал-майор.
64
на пункте приема вблизи г. Симферополя. Была также организована группа
поддержки, обеспечивающая медицинское обслуживание, включая психологов и
специалистов по физической подготовке. Все это напоминало подготовку
космонавтов.
Наши сотрудники, ежедневно работавшие с макетом лунохода на импровизи-
рованном "лунодроме", сооруженном возле здания, где располагался Центр управ-
ления, и научившиеся виртуозно управлять луноходом по кабелю, добродушно по-
смеивались, глядя на команду будущих водителей, делающих физзарядку и прово-
дивших занятия по психологической подготовке, но все хорошо понимали, какая
на них ляжет ответственность. При этом надо отметить, что задержка в контуре
управления в макете лунохода была сделана. На мой некомпетентный взгляд, соот-
ветствующими навыками, компенсирующими задержку в контуре управления,
должны были обладать, как ни странно, военные летчики скоростной авиации, и
это можно понять. Но такая концепция серьезно не обсуждалась. Во время вожде-
ния за спиной у каждого водителя и его дублера находился врач, задачей которого
были: отслеживать пульс и любые проявления усталости, быстро заменить водите-
ля на запасного, и в действительности такие ситуации возникали, так как напряже-
ние водителей было велико. Но, в конечном счете, все это было оправдано.
* * *
Действительно, первоначальный период после посадки "Лунохода-1"
(17 июля 1971 г.) [31,32] управление его движением по телевидению вызывало
большие трудности. Они были обусловлены сочетанием природных, технических и
человеческих факторов.
Во-первых, длительные тренировки на Земле по своим условиям не соответст-
вовали натурным, прежде всего, по имитации характера лунного рельефа и по спе-
цифическим характеристикам отражения лунной поверхности. На простеньком лу-
нодроме поверхность Луны грубо имитировалась обломками ракушечника, доступ-
ного в тех местах материала, причем упор делался на создание препятствий — сбро-
сов, эскарпов, групп камней, которые луноход должен был преодолевать, что он и
делал с достаточной легкостью. На Луне мы столкнулись с довольно сглаженным
рельефом и с так называемыми кратерами, которые по сути своей были относитель-
но неглубокими ямами с заваленными краями. Если говорить упрощенно, не при-
нимались во внимание особенности характеристик реголита, о чем было сказано
выше. Камни встречались, но редко; их можно было не преодолевать, а обходить.
Кстати, камни создавали хорошие ориентиры при вождении, особенно в старт-
стопном режиме.
Большие трудности вызывались особенностями отражения света лунной по-
верхностью. Как известно, характеристика отражения поверхности Луны (индикатри-
са рассеяния) имеет сильно вытянутую форму в сторону источника освещения [33].
65
Это приводило к тому, что при некоторых углах наблюдения (когда Солнце сзади)
поверхность как бы светится, контрасты объектов очень малы или отсутствуют.
Похожая ситуация сохраняется, когда Солнце находится в зените. То есть имеются
угловые зоны, когда наблюдение поверхности затрудняется или практически не-
возможно. Эта особенность проявилась еще при передаче панорам с "Луны-9".
Когда Солнце располагается по курсу, оно или ослепляет водителя, или создает на-
столько контрастные тени, что форма объектов сильно искажается. Указанные осо-
бенности существенно сокращали время, благоприятное для вождения, что сильно
нервировало экипаж, так как занимало существенную долю светлого времени
суток.
Зоны с более благоприятным освещением поверхности по характеру изобра-
жения также сильно отличались от земных пейзажей и, тем более, от условий, ко-
торые могли быть созданы на лунодроме. Каким образом сымитировать поверх-
ность Луны, сочетающую в себе механические и оптические характеристики рего-
лита, неясно до сих пор. Говоря об оптических характеристиках, следует упомянуть
о том, что альбедо поверхности Луны очень низкое — 0,05-0,1 и в этом смысле
поверхность более напоминает угольную крошку.
Во-вторых, изображение, подаваемое на экран мониторов водителей, было не
самого высокого качества. Двойное преобразование стандартов (на борту и на
Земле), даже выполненное наиболее щадящим образом на основе вещательного
стандарта, не улучшало исходное качество изображения. Четкость падала пример-
но до 350-400 строк, на изображениях возникали неравномерности, похожие на так
называемое у телевизионщиков "черное пятно" на иконоскопах. Его приходилось
компенсировать для выравнивания общего фона. Но наиболее непривычными бы-
ли контрастные характеристики передачи. Даже в наиболее благоприятных зонах
наблюдения по отношению к направлению на Солнце поверхность была очень
контрастной, не имеющей привычных для земных покровов полутонов, что было
вызвано не только особой индикатрисой рассеяния, но и полным отсутствием рас-
сеянного света из-за отсутствия атмосферы. Улучшить изображения с помощью
гамма-коррекции слабо удавалось. Все преобразования сигналов в телевизионной
системе и радиоканале производились в аналогово-дискретной или аналоговой
форме. О цифровых методах не могло быть и речи, их практически в распоряжении
разработчиков не было. Сейчас можно помечтать о том, как все было бы сделано,
если бы в нашем распоряжении были современные методы и устройства цифрово-
го телевидения. Прежде всего, резко возросло бы качество изображения, но многие
проблемы остались бы не решенными. Эти проблемы стали ясными только при
практической работе лунохода в реальных лунных условиях.
Вследствие конструктивных ограничений при компоновке лунохода, а может
быть также из-за недооценки особенностей работы водителей, телевизионные ка-
меры были установлены очень низко, примерно на высоте глаз сидящего человека.
66
Это сужало поле зрения водителя, о каком либо эффекте присутствия нельзя было
говорить. Данное обстоятельство сильно провоцировало (наряду с другими) движе-
ние лунохода с малой скоростью. Даже ближайшие ямки (кратеры) изображались
на экране в виде темных полос эллипсоидальной формы, не позволяющих, особен-
но в начале работы, определить их глубину. Приходилось останавливаться и кол-
лективно решать — продолжать ли движение и с какой скоростью. Таким образом,
старт-стопный режим с тщательным анализом каждого шага стал основным для
команды, управляющей движением лунохода.
В составе этой команды было шесть человек: командир, два водителя (основ-
ной и дублирующий), два штурмана и оператор поворотной антенны. За их спиной
стояли медики и другой обслуживающий персонал. Обсуждение каждого движения
на наш взгляд происходило слишком долго, нерешительно, что было естественно
для психологической установки экипажа на минимальный риск. По мере приобре-
тения навыков работы на Луне эта ситуация начала меняться. Работа в старт-
стопном режиме по изображениям, которые подобно слайдам менялись на экране
видеоконтрольного устройства, уже не раздражали водителей, они к этому привык-
ли во время тренировок. Но это не относилось к тем многочисленным людям, ко-
торые всегда собираются вокруг большого дела. Это начальники различных рангов,
ученые, привлекаемые или самодеятельные, разработчики других систем, обеспе-
чивающих реализацию проекта. Как им объяснить, что имеется задержка в контуре
управления луноходом, что оптические и механические свойства реголита необыч-
ны, что радиоканал передачи с лунохода имеет очень узкую полосу. У всех была
своя модель, свое видение управления луноходом. И всем, конечно же, хотелось
"порулить" на Луне, если не самим, то с помощью героического экипажа водителей.
Первоначальный период луноходной эпопеи в Центр управления полетами
(ЦУП) в г. Королев, куда ретранслировалась картинка, получаемая с луноходов в
г. Симферополе, собирались высокопоставленные гости и ученые, но после часа
наблюдения на большом экране медленно меняющихся слайдов поверхности Луны
интерес ослабевал, и гости разъезжались. А между тем, каждый кадр, поступающий
с "Лунохода-1", приносил что-то новое: вот необычной формы камень, вот двойной
кратер, вот на горизонте появились белые холмы (или горы?), вот мы пересекли
старый след лунохода и след от девятого колеса. След много мог сказать о свойст-
вах реголита... В конце концов, в зале оставалось всего несколько человек, в основ-
ном разработчиков, которые как завороженные смотрели на странный фильм, по-
сылаемый роботом с другой планеты. Четыре панорамные камеры обеспечивали
передачу высококачественного изображения для топографической съемки на сто-
янках лунохода, используя возможность стереосъемки как слева и справа, так спе-
реди и сзади лунохода. Решалась задача топографической съемки по всему маршру-
ту движения лунохода и давалась важная поддерживающая информация для рабо-
ты малокадровой телевизионной системы (МКТВ). По снимкам панорамных камер
67
группой топографов под руководством Непоклонова Бориса Викторовича, бывше-
го сотрудника МИИГАиК и энтузиаста лунных исследований, оперативно строи-
лись топографические планы и прокладывался наиболее безопасный путь движе-
ния лунохода в нужном направлении.
Еще одним ограничением процесса управления луноходом было требование
по обеспечению постоянной подзарядки аккумулятора от солнечной батареи, кото-
рая была установлена на внутренней поверхности крышки лунохода. Было весьма
желательным, чтобы во время длительного движения эта крышка все время была
ориентирована в сторону Солнца, но, к сожалению, это требование противоречило
направлениям, наиболее выгодным с точки зрения благоприятного освещения ре-
льефа. Поэтому приходилось периодически устраивать сеансы зарядки аккумуля-
торов путем остановки лунохода на длительный срок в нужном положении ориен-
тации солнечной батареи.
Таким образом, для управления луноходом необходимо было учитывать
комплекс разнообразных требований и ограничений, и соответственно выяснение
всех этих обстоятельств в реальных лунных условиях было главной задачей
"Лунохода-1". Задача прохождения больших расстояний не стояла, хотя хотелось бы
пройти побольше. Наиболее важным пунктом технического задания было требова-
ние активного существования лунохода в течение не менее трех месяцев.
Основная задача разбивалась на несколько частных. Среди них была, напри-
мер, такая: после съезда лунохода с посадочной платформы отъехать от нее на до-
статочно большое расстояние, например, несколько сотен метров, с которого плат-
форма была уже не видна, а затем вернуться к ней, но не по собственным следам.
Эта и другие маршрутные задачи были выполнены. Вообще надо отметить, что по-
сле первого периода освоения и приобретения необходимых навыков ситуация на-
чала изменяться к лучшему. Если за первый день было пройдено 197 м, то уже за
второй — 1,5 км. "Луноход-1" проработал 102 земных суток и дал огромный объем
информации. Панорамы и снимки МКТВ регистрировались на специальных уст-
ройствах на Земле бригадой, руководимой Засецким Вадимом Васильевичем. Он
также подготовил комплект фотоматериалов для Государственного космического
архива, но сохранились ли они — неизвестно.
Если посмотреть на работу "Лунохода-1" с сегодняшних позиций, то фактиче-
ски была отработана технология управления марсоходом, который, как показал
опыт работы марсианских роботов, строится исключительно на принципах старт-
стопного управления, хотя бы по тому, что задержка в контуре управления состав-
ляет более 10 минут из-за времени распространения радиосигнала. Непрерывное
движение возможно только в автоматическом режиме при условии очень тщатель-
но спланированного маршрута и с большим риском.
"Луноход-1" прекратил работу после третьей лунной ночи (14 сентября 1971 г.).
Он не проснулся. Официальная версия — израсходование источников питания, но
68
истинные причины остались невыясненными, потому что источники питания и
изотопные нагреватели должны были обеспечить значительно больший ресурс
работы.
"Луноход-2", который был запущен через два года (16 января 1973 г.), был
усовершенствован, хотя и не радикально. Были установлены новые камеры МКТВ
и блоки управления ими. А самым главным была установка третьей камеры МКТВ на
высоте примерно человеческого роста. Это было сделано по требованию водителей.
Она стала основной при вождении и полностью оправдала себя. "Луноход-2"
прошел 37 км и 9 мая 1973 года погиб, как это уже было отмечено ранее, вследствие
запыления солнечных батарей и охлаждающих поверхностей во время сильно
затрудненного маневрирования в кратере, дно которого было заполнено большим
объемом реголита. Еще более совершенным был третий луноход, но к тому момен-
ту, когда он был готов, интерес к луноходам пропал, как и к лунной программе в це-
лом. Средств на запуск выделено не было, и "Луноход-3" стал экспонатом музея
НПО им. С.А. Лавочкина. Серьезным усовершенствованием "Лунохода-3" была
установка всех телевизионных камер в поворотном контейнере и обеспечение
стереоскопической передачи изображений для водителей.
Радисты надеялись также на существенное улучшение параметров передаю-
щей поворотной антенны, что, как показала практика работы, должно было умень-
шить время, затрачиваемое на ее перенацеливание, и тем самым увеличить
среднюю скорость лунохода.
Потеря интереса к запуску третьего лунохода была вызвана рядом причин,
среди которых не последней была та, что наши ученые-селенологи своевременно
не сумели выявить какую-либо существенную новую информацию о поверхности
Луны и предложить новые и интересные эксперименты. Более того, информация,
принятая с "Лунохода-2" (весьма успешного по результатам работы), не была обоб-
щена и издана в виде монографии, как это делалось по "Луноходу-1" [31,32] и в дру-
гих случаях. Например, более 80 панорам высокого качества исполнения до сих пор
собрать не удалось, они просто затерялись. Эту работу следовало бы продолжить.
Между тем, в то время обсуждалась одна, по всем аспектам интересная задача:
запуск лунохода на обратную сторону Луны и работа с ним через спутник-
ретранслятор.
Вообще, отказ от запуска "Лунохода-3", находящегося в полной "боевой"
готовности, не может быть объяснен только указанными причинами или же той, ко-
торая встречается в прессе — нехваткой ракет-носителей "Протон". Эти объяснения,
в основном, для малосведущих людей. Такое решение, скорее всего, результат поли-
тических влияний на высоком уровне и удовлетворения амбиций отдельных личнос-
тей, решению которых в то время некому было противостоять. Но изучение этой
проблемы представляет сейчас, конечно, в большей степени исторический интерес,
хотя и полезно для понимания механизма принятия решения в космической технике.
69
Опыт создания российских луноходов пригодился для отработки американ-
ских марсоходов. Это касалось в основном шасси марсоходов, варианты которых
разрабатывались также во ВНИИ Трансмаш под руководством Кемурджиана А.Л.
Эти варианты испытывались у нас и в США, но полетел, естественно, американ-
ский вариант, более простой по конструкции и значительно меньший по размерам,
чем у наших луноходов. Но изучение Марса продолжается, и есть проект большого
американского марсохода. Более того, разрабатываются проекты пилотируемых
экспедиций на Луну и на Марс, в оснащении которых будут необходимые транс-
портные средства, и опыт первых луноходов, несомненно, найдет свое применение.
Как видно, телевизионные системы играют значительную роль, как на этапах
отработки концепции луноходов, так и на этапах их реальной работы на поверхности
Луны. Поэтому удивителен тот факт, что в своих воспоминаниях один из идеологов
луноходов, уважаемый Ивановский Олег Генрихович о телевизионных системах
луноходов пишет очень мало [30].
Если вспомнить историю, то луноходам намечалась также важная роль в со-
ветской программе высадки космонавтов на Луну. Они должны были выбрать
площадку для посадки лунного пилотируемого корабля и послужить посадочным
маяком, могли бы обеспечить, при необходимости, перевозку космонавта в запас-
ной посадочный корабль, что в целом повышало надежность и упрощало реализа-
цию советской лунной программы, рассчитанную на посадку лишь одного космо-
навта в условиях ограниченного маневрирования.
Если немного пофантазировать, то в перспективе, на новом этапе освоения
Луны могут потребоваться "услуги" луноходов, управляемых с Земли.
Какие же усовершенствования следовало бы внести в телевизионную систему
управления с учетом возможностей перспективной техники?
Прежде всего, надо добиться такого положения, чтобы луноход управлялся не
по телевидению, а при помощи телевидения. Это значит, что он должен быть доста-
точно автономным аппаратом, имеющим разнообразные средства защиты от
нештатных ситуаций при движении, включая такие, как локатор препятствий,
анализатор характеристик грунта по направлению движения, организованную
систему датчиков положения с элементами искусственного интеллекта. В этом
случае водитель может позволить себе работать с большим уровнем разумного
риска, и скорость передвижения лунохода намного возрастет, если это потребуется.
Теперь о стереоскопическом телевидении.
Роль его при оперативном управлении луноходом явно недооценивалась. Ведь
в условиях низких контрастов и трудно опознаваемых объектов (такие условия ре-
гулярно возникали при работе луноходов при определенном положении Солнца)
стереоскопия обеспечивает оценку расстояния, формы и глубины необходимых
объектов. Да и в других условиях наблюдения ценность стереовидения очень
важна.
70
Мы, как телевизионщики, понимали это, имея в своем распоряжении стерео-
снимки, полученные от панорамных камер. Поэтому уже для "Лунохода-2" стали
готовить наземную аппаратуру, оснащенную стереоскопическими видеоконтроль-
ными устройствами. Эти устройства работали на основе достаточно хорошо отрабо-
танной технологии поляризационного разделения стереоканалов (водитель должен
был работать в поляризационных очках, как это делается в современном стереоки-
но, обеспечивающих хороший эффект присутствия). Надежную аппаратуру стерео-
наблюдения, изготовленную в "железе" (разработчики Тимохин В.А., Малючков О.Е.)
не удалось ввести в эксплуатацию: не хватило времени и человеческих ресурсов.
А между тем наличие двух низко расположенных камер на луноходе позволяло
организовать стереопередачу, хотя бы в экспериментальном плане, в этой области
мы были хозяева.
Несколько слов о цветной телевизионной передаче с Луны.
Как известно, видимых глазом цветовых контрастов на Луне нет. Едва замет-
ные бледно бежевые оттенки — не в счет. Это не значит, что цвета нет вообще, толь-
ко он находится за порогом цветовой чувствительности глаза и с помощью специ-
альных приемов увеличения контрастов цветное (спектрозональное) изображение
поверхности Луны можно получить, что и было сделано еще в 1909 году [33].
Последнее время в печати появилось много цветных, а точнее "разноцветных"
снимков поверхности Луны, полученных с помощью спектрозональных съемочных
систем, например, с американского КА "Климентина" (1994 г.). Что означают эти
цветовые контрасты? Последствия различного происхождения горных пород, что
представляет несомненный научный интерес. С точки зрения повышения эффек-
тивности управления луноходом роль цветовых контрастов сомнительна.
При некоторых условиях наблюдения поверхности Луны по отношению к
направлению на Солнце иногда возникают участки повышенной яркости, похожие
на блики, что должно приводить к определенным поляризационным эффектам от-
ражения. Было бы интересно иметь возможность устанавливать перед камерами
поляризационные светофильтры. В наземных условиях этот метод дает заметный
эффект с точки зрения улучшения качества изображения. Заметные поляризацион-
ные эффекты на Луне при наблюдении с Земли установлены давно [33].
Как уже было отмечено, сочетание ограничений на скорость передачи ин-
формации по радиоканалу луноход-Земля с задержкой сигнала в контуре управ-
ления привело к созданию специализированной малокадровой телевизионной
системы (МКТВ) для управления луноходом. Но "неторопливая" передача изоб-
ражений в виде отдельных статических кадров (по современному — "слайдов") не
соответствовала ожиданиям и вызывала неудовольствие у некоторых уважаемых
товарищей, которые интуитивно переносили комфортные условия наблюдения
экрана домашнего телевизора на специализированную систему технического
зрения.
71
Для снятия ограничений на скорость передачи до уровня вещательного теле-
видения нужно было увеличить энергетический потенциал радиолинии более чем в
100 раз и иметь на борту лунохода хорошо направленную, стабилизированную по
положению антенну (или антенную решетку), разработка которой сейчас не пред-
ставляет принципиальных трудностей. Стабилизированную слабонаправленную
антенну с параметрами луноходной можно было сделать и раньше, но необычай-
ный дефицит времени потребовал более простого решения, которое считается
весьма удачным.
Необходимость развития в будущем адаптивных свойств системы управления
с целью обеспечения надежности выполнения задачи лунохода может быть решена
за счет использования возможностей обзорной телевизионной системы, дублирую-
щей основную и построенной на современных принципах электронной, а не
оптико-механической телевизионной техники.
Последним усовершенствованием для системы управления луноходом может
быть возможность перенацеливания и трансфокации изображений в телевизион-
ной системе. Это не трудно было сделать и раньше, тем более можно сделать в
перспективе.
Но наиболее сложной научно-технической проблемой следует признать воз-
можность компенсации задержки сигнала в контуре управления. Как ни удивитель-
но, эту проблему можно решить, но с существенными ограничениями. Изучать ее
мы стали еще при работе "Лунохода-1", но не сумели довести до конца не только по
разным "житейским" обстоятельствам, но и по причине отсутствия необходимых
технических средств.
Идея компенсации задержки состоит в возможности экстраполяции (предска-
зания) изображения, предъявляемого водителю. То есть водителю нужно показы-
вать изображение, которое он будет видеть через 2 секунды при условии постоян-
ной скорости движения лунохода по сравнительно ровной местности в одном на-
правлении. Сформировать такое изображение можно, имея некоторый запас по
четкости изображения и наличие системы его трансформирования.
Сегодня, при наличии эффективных цифровых методов передачи, приема и
преобразований изображений, такая задача вполне решаема и было бы интересно
ее промоделировать.
72
IV. ДИСТАНЦИОННОЕ
ЗОНДИРОВАНИЕ ЗЕМЛИ
Спектрозональный снимок Аральского моря.
КА "Ресурс-01", 1993 г. Сканер ЭА-105.
Дистанционное зондирование земли (ДЗЗ) — термин, пришедший к нам с
Запада и ставший привычным для ученых, лиц к ним приближенных и чиновников.
Иногда к этому термину добавляют два слова: "из космоса", что вполне резонно, так
как зондировать Землю можно и с самолета, и даже с воздушного шара. Заметим,
что слово "зондирование" предполагает активное воздействие на объект исследова-
ния, что бывает, но не часто. Слово "Земля" в русском языке имеет два понятия:
Земля как планета, и тогда она пишется с большой буквы; земля как суша.
В наиболее точном понимании термина ДЗЗ Земля рассматривается как планета,
имеющая сушу, океан и атмосферу.
На мой взгляд, предпочтителен более точный термин — "наблюдение Земли".
Технические средства наблюдения могут быть различными, в том числе, телевизи-
онными, области их исследования перекрываются, и в системном плане наблюде-
ние Земли это единое комплексное научно-техническое направление, получившее
в настоящее время большое развитие в космической технике и уже распавшееся на
ряд самостоятельных направлений. В обиходе появилось и другое красивое иност-
ранное слово: "мониторинг", которое употребляется к месту и не к месту, обознача-
ющее регулярное наблюдение объекта или явления в предположении их динамиче-
ских изменений.
Как только стало ясно, что из космоса на Земле можно увидеть много нового
и ценного, интерес к этой области проявили военные, которые при наличии соот-
ветствующей аппаратуры решали свою старую проблему свободного доступа на лю-
бые территории за сравнительно короткое время. При этом технической задачей
было достижение высокого пространственного разрешения, сравнимого с аэрофото-
съемкой, но и эту задачу они поэтапно решали. К данной области деятельности мы
отношения не имели.
Приборами и системами ДЗЗ наш коллектив и институт в целом начали зани-
маться практически сразу, как только стало формироваться это направление в ми-
ровом масштабе. Но подошли к нему буквально с другой стороны — со стороны
Луны и дальнего космоса. Пригодился и стал востребованным высокий уровень
качества приборов, использованных нами для космических исследований.
Еще работая на Черкасском переулке в СКБ-567, я встретился с моложавым и им-
позантным мужчиной со звездой Героя на груди. Это был Гуськов Геннадий Яковлевич . Он
предложил заняться космическими метеосистемами, но я вежливо отказался, по-
скольку рядом со мной стояло незаконченное ФТУ для исследования Марса и Венеры,
что меня в то время значительно более увлекало, чем метеорология. Я тогда еще не ве-
дал, что через несколько лет мне придется заниматься системами наблюдения Земли,
в том числе и метеорологическими.
Зам. начальника отделения НИИ-885, д.т.н., проф., позднее член-корреспондент АН СССР,
директор НИИ "ЭЛАС".
74
Как я понял позднее, визит Гуськова Г.Я. был не случайным. Для этого его надо
было знать. Человек широких взглядов, по-хорошему амбициозный, он искал для себя
приложения к большим проектам, и, в конце концов, нашел. Но до этого он какое-то
время поработал в НИИ-885 начальником отделения наземных комплексов. Помню, я
присутствовал у него на защите эскизного проекта комплекса дальней космической
связи в г. Евпатории. Проект был им первоначально забракован, а я получил полезный
урок того, как надо подходить к проектированию больших аппаратных комплексов.
С Гуськовым Г.Я мне позднее пришлось общаться несколько раз и надолго сохранить
взаимно уважительные отношения.
В начале 60-х годов в нашей стране начали активно разрабатываться космичес-
кие метеосистемы. Использовались различные конструкции метеоспутника и раз-
личные устройства для наблюдения облачности. У нас головным разработчиком
спутниковых метеосистем стал Андроник Гевондович Иосифьян, главный конструктор
Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (ВНИИЭМ),
специалист в области электромашиностроения, имевший непосредственное отноше-
ние к ракетно-космической отрасли. Справедливо считая весьма консервативным
подход конструкторов того периода к созданию спутников, Иосифьян А.Г. доказы-
вал, что можно создать спутник, не требующий расхода рабочего тела на поддержа-
ние ориентации, тем самым будет достигнута его долговечность и надежность.
"Спутник — это летающий электромотор" — говорил Иосифьян, и, используя силы
своего КБ, такой спутник создал и организовал его производство. Так появился
"Метеор" — по сути своей космическая платформа, обладающая большими возмож-
ностями по комплектации различной аппаратурой наблюдения Земли, причем, не
только метеорологической. В своей основе она сохранилась до настоящего времени.
Андроник Гевондович Иосифьян в моем представлении — пример "настоящего”
главного конструктора. Благодаря большому личному опыту научной работы и инже-
нерной практике, он прекрасно разбирался во всех аспектах космической техники и в
технике вообще.
Иосифьян А.Г. изначально не входил в знаменитый Совет главных конструкто-
ров, возглавляемый Королевым С.П., но был близок к нему, т.к. обеспечивал ракетную
технику электротехническим оборудованием. От природы демократичный и конструк-
тивный человек, он создавал благоприятную творческую атмосферу при взаимодействии
со смежниками, что мы почувствовали сразу, как только начали совместные работы.
Простой в обращении и располагающий к себе, он мог провести на высоком тех-
ническом уровне ответственное совещание, а потом на высоком кулинарном уровне
приготовить для всех участников незабываемый шашлык.
Кавалер многих высоких правительственных наград, на своей родине, в Армении,
он стал национальным героем и был избран вице-президентом Академии наук
Армянской ССР.
75
Для первых "Метеоров" системы наблюдения облачности делал НИИ-380.
Задача решалась комплексно: передающая камера на видиконах, ленточное маг-
нитное запоминающее устройство и передатчики диапазона 465 МГц на борту. На
Земле — антенная система и приемное регистрирующее устройство. Казалось бы,
все хорошо и правильно, за исключением одного: качество изображения было пло-
хое, даже очень плохое, если его оценивать по житейски, но облака, все же, были
видны. Глобальная картина собиралась покусочно из разноконтрастных кадров и
представлялась в виде пестрой фотокарты, как-то удовлетворяющей метеорологов.
Иосифьян А. Г. был осведомлен о наших работах и тех методах, с помощью
которых получали высококачественные изображения Луны и планет. Поэтому, ка-
жется, после полета "Луны-19", он настоял на том, чтобы разработчики НИИ-380
также перешли на оптико-механическую систему передачи изображения со
спутников "Метеор".
У нас же с Иосифьяном А.Г. совместных работ в области дистанционного зонди-
рования Земли тогда еще не было. Это направление активно развивалось в США, а мы
как всегда, лишь наблюдали за этим процессом, но были достаточно в курсе дела.
Первым спутником, определившим развитие всего направления, был амери-
канский "Лэндсат", запущенный в 1972 году. Нам нужно было чем-то ответить, но
аппаратуры, аналогичной бортовым приборам "Лэндсат", у нас не было, а их разра-
ботка не могла быть выполнена за короткое время. Мы пошли другим, доступным
для нас путем, пользуясь тем обстоятельством, что наблюдение Земли из космоса
дает информацию для решения очень большого круга задач в различных областях
землеведения и землеустройства, в том числе и задач, которые не требуют высоко-
го пространственного разрешения, но должны обеспечивать большой захват на
местности и съемку в нескольких спектральных диапазонах. Таких примеров мож-
но привести множество, недаром система дистанционного зондирования первона-
чально у нас имела другое название: "система исследования природных ресурсов
Земли (ИПРЗ)".
Комиссия специалистов, представляющих науки о Земле, и практические ра-
ботники, связанные с наземным хозяйством: сельским, лесным, водным, геологи-
ческим и т.д., сформулировали нам технические требования, из которых следовало,
что система наблюдения должна раз в трое суток делать обзор всей территории на-
шей страны. Такая система не могла рассматриваться как альтернатива "Лэндсат",
это была совсем другая система и другое направление развития. Тем не менее, такое
решение имело веские основания. Чтобы выполнить указанные требования, необ-
ходимо было обеспечить захват съемкой на поверхности Земли за один пролет спут-
ника около 1800 км. Должны быть три наземные станции приема, расположенные
в долготном направлении. Разрешающая способность получалась такой же, как в
метеосистемах (около 1,5 км на телевизионный элемент), но должно было обеспе-
чиваться наблюдение в 4-х спектральных каналах, причем один из них располагал-
ся в ближнем инфракрасном диапазоне, особенно чувствительном к проявлению
76
биологических объектов — разнообразной растительности. Можно ли при прост-
ранственном разрешении в 1,5 км что-нибудь интересное увидеть? Оказывается,
можно и только со спутника. Здесь действует так называемый эффект генерализа-
ции, "обобщения" относительно мелких объектов наблюдения, что дает уникаль-
ную возможность преодолеть ту ситуацию, когда "за деревьями не видно леса".
Подобные эффекты известны из технологий аэрофотосъемки, но спутник имеет
преимущество в возможности одномоментного охвата съемкой больших террито-
рий в одинаковых условиях наблюдения и неизменными во время съемки характе-
ристиками объекта.
Так были заложены основы нашей первой системы ДЗЗ, которую назвали
"Метеор-Природа", подчеркивая ее преемственность с системой "Метеор" [34].
Задумывая большую работу, мы хотели иметь внутреннюю уверенность в
реальной полезности дела и стали изучать особенности обработки информации
у потенциальных пользователей системы.
Первыми нас свела судьба с геологами, благодаря упомянутому в разделе 1
"судьбоносному" для меня знакомству с Апостоловым Юрием Спиридоновичем,
который в то время работал в Комплексной аэрогеологической экспедиции
(КАЭ-12) Министерства геологии СССР.
Апостолов Юрий Спиридонович — мой близкий друг и соратник по путешествиям,
горным лыжам и другим увлечениям. Он был уникальной фигурой в кругу моих друзей и зна-
комых. Ветеран войны, едва выживший после тяжелого ранения ног, Юрий Спиридонович
оставался не просто оптимистом, но добился того, что стал чувствовать себя здоро-
вым и активным человеком.
Во время войны Юрий Спиридонович служил в артиллерии в подразделении, кото-
рое было связано с выполнением картографических и аэрофотосъемочных работ. После
войны он работал в лесном хозяйстве, участвовал в становлении лесной аэрофотосъемки
с самолетов и вертолетов, разработал ряд новых методик мониторинга в лесном
хозяйстве и внедрил спектрозональную съемку. Защитил кандидатскую диссертацию.
В то время это были пионерские работы, которые приближали нас к современным
методам дистанционного зондирования Земли аэрокосмическими средствами.
Вообще, Юрий Спиридонович, благодаря складу характера и эрудиции, относился
к категории ученых, которых раньше называли "натуралистами” (по-русски —
природоведами). Он активно работал не только в области лесного хозяйства, но и в
аэрогеологии, исследовании природных ресурсов в службе Госкомгидромета. В данном
контексте он выступал как связующее звено между нами и геологами, помогая, как
уже отмечено, решать проблемы не только ДЗЗ, но и съемки Марса.
КАЭ-12 разрабатывала новые технологии для проведения геологоразведочных
работ, в том числе с помощью различных видов съемок. Знакомство было интерес-
ным и поучительным. Нужно представить себе длинную комнату, где за многочис-
ленными столами сидели молодые ребята и внимательно рассматривали лежащие
77
перед ними аэрофотографии. Оказывается, шел процесс обучения молодых людей
геологическому дешифрированию аэрофотоснимков. Процессом руководила началь-
ник тематической партии Ирина Ивановна Башилова. Говорят, что геологическое
дешифрирование — наполовину искусство. Обучение шло на основе примеров пра-
вильного дешифрирования, и мне показали, как это делается, но не убедили.
Среди дешифрируемых материалов я обнаружил снимки с космического аппарата
"Метеор", те самые, удивительно низкого качества. Что на них можно было уви-
деть? Оказывается, геологи отбирали снимки, где было мало облаков — "метероло-
гичекий брак", как говорил один из ответственных работников Гидрометслужбы
Ветлов И.П., и по изображениям Земли, плохо проработанным, в частности, и по-
тому, что система была настроена на получение изображения облачности, они дела-
ли какие-то геологические заключения. Хороших снимков из космоса они не виде-
ли и, конечно, от них не отказались бы. Спектрозональные снимки, оказывается,
так же были бы полезны, так как физиономичность ландшафта на них разная, и де-
тали поверхности по-разному прорабатываются в разных спектральных диапазо-
нах. Но главный интерес представляла конечная цель работы геологов. Под руко-
водством известного геолога, академика Хайна В.Е., в то время составлялась новая
мелкомасштабная геологическая карта Советского Союза. Эта огромная и сложная
работа не могла быть выполнена быстро, поэтому изучались методы ускорения
работы, в том числе путем использования космической информации.
Использование же информации с метеоспутников, конкретно с "Метеора",
для этих целей представлялось на первый взгляд диким. Но дело в том, что для ге-
ологов необходимо иметь снимки безоблачные, а для территории России — это
большая проблема, поэтому необходима многократная съемка территорий, чтобы
комбинируя снимки, "очистить" поверхность от облаков. Эта была непростая зада-
ча, особенно при отсутствии современного оборудования для обработки изображе-
ния. В России есть районы, весьма интересные с геологической точки зрения, ко-
торые, однако, практически всегда закрыты облачностью. Даже по этой причине
необходимо производить многократную съемку всей территории СССР, чтобы на-
брать необходимый материал. Требования усложнялись еще и тем, что при различ-
ных углах съемки и в различные сезоны года характер ландшафта меняется и необ-
ходимо иметь многократную съемку без облачности для одних и тех же районов в
разные сезоны.
Получалось так, что система "Метеор" должна непрерывно в течение нескольких
лет работать только на одних геологов. Но изображение должно быть более качествен-
ным, должна быть хорошо проработана поверхность суши, фон должен быть ровным
и без дефектов, особенно важна передача малоконтрастных, но больших по размеру
деталей поверхности. И, конечно, желательно иметь многозональную съемку.
В этой трудной и непривычной для нас работе, наши геологи добились замет-
ных успехов [35], о чем свидетельствуют два письма, сохранившиеся у меня в архиве.
78
Поводом для них, послужила публикация Башиловой И.И. в журнале "Наука и
жизнь". На эту публикацию она получила отзыв американского геолога, следующе-
го содержания:
"Дорогой Сэр!
Я с большим интересом прочел перевод Вашей обзорной статьи "Телефотографии
Земли из космоса", опубликованной в журнале "Наука и жизнь", №7, 1971.
Ваше исследование весьма сходно с нашим собственным изучением региональных
структур и их значения в локализации медной минерализации в ЮЗ части США. В
нашей работе мы использовали космические фотоснимки, сделанные с Джеминай и
Аполло, и телефотоснимки с Нимбусов — метеоспутников.
Мы полностью поддерживаем Ваш энтузиазм в отношении научного значения
этих изображений.
Однако имеется немало геологов в нашей стране, не имеющих опыта в работе с
космическими фотографиями и не чувствующих их геологического значения. Их наив-
ное несогласие позволяет сделать вывод о том, что "только современные геологические
структуры наблюдаемы, а они не имеют отношения к рудной минерализации".
Вложенная (в письмо) копия статьи, написанной нами, поможет исправить это
впечатление.
Я был очень поражен — как сходны наши заключения с Вашими; наши выводы
весьма одинаковы — использовать различные изображения разных континентов.
Я бы более высоко оценил оттиск Вашей статьи, т.к. мы смогли изучить
диаграммы (схемы) и фотографии, недоступные в нашей ксероксной копии.
В итоге скажу, что очень заинтересован в любой информации, которую Вы
можете предложить по доступным космическим фотографиям или телефотографиям
по юго-западу США.
Мы были бы рады иметь сведения по применению в СССР космических изображений
для геологических исследований.
Я надеюсь в ближайшем будущем прочесть много Ваших работ.
Искренне
Марк А. Лиджетт, Los Angeles, California"
Далее — комментарий Ирины Ивановны.
"Милый Арнольд Сергеевич!
Посылаю Вам перевод письма, присланного в Трест на мое имя. Может быть,
оно чем-нибудь поможет при защите наших общих интересов.
"Глупые и темные"американцы не могли даже подумать о том, что дешифрова-
нием телефотоснимков занимается русская женщина, поэтому называют меня —
"сэр", несмотря на правильно написанную на конверте фамилию".
	Подпись. 1.03.1972 г.
* Одно из наименований подразделения Министерства геологии СССР.
79
Впоследствии мы с геологами работали тесно, и я убедился, что некоторые не-
ясные сначала методы дешифрирования в действительности были обстоятельно
проверенными на практике контрольными методами и другими способами провер-
ки достоверности.
С 1972 года по 1974 год совместно с геологами был выполнен большой объем
самолетных съемок, на которых "обкатывалась" наша бортовая многоспектральная
сканирующая аппаратура — прототип той, которую планировалось установить на
наш первый спутник ДЗЗ "Метеор-Природа". Самолетные комплексы, получившие
общее название "Фотосканер" применялись и в дальнейшем при съемке различных
районов страны во время работы геологических экспедиций [36,37].
Как мне казалось, мы хорошо подготовились к летно-конструкторским испы-
таниям спутника, но после того, как первые наши снимки из космоса попали к
геологам, мы (я и ведущий разработчик системы Юрий Михайлович Тучин) неожи-
данно получили такое письмо.
"Уважаемый Юрий Михайлович!
Надеюсь, что Арнольд Сергеевич сказал Вам об этом письме и оно не вызовет у
Вас удивления.
Посылаю снимок междуречья Оби и Иртыша с "Метеора-Г (масштаб его
~1:7ООО 000). (Это первый спутник "Метеор-Природа". Прим, автора).
Рисунок телевизионного фотоизображения этого участка чрезвычайно характе-
рен для глубинной геологической структуры этого района. На Ваших снимках этот ри-
сунок виден, но значительно хуже, чем на "Метеоре". Это относится и к другим
районам, которые я видела на новых снимках.
Глубинные структуры, безусловно, просматриваются, но с трудом, и я боюсь,
что геологи, не знакомые детально со старыми снимками, не разберутся в этом.
А ведь именно возможность дешифрирования глубинных структур является
ценностью телевизионных снимков!
С первого взгляда создается впечатление, что на Ваших снимках прекрасно
видна поверхность Земли, но хуже глубинность.
Может быть, это из-за значительно большего разрешения (практически) Ваших
снимков по сравнению со старыми?Не мешают ли деревья увидеть лес?!
Желаю успехов и ... жду Ваших снимков".
Подпись. 2 августа 1974 г.
Письмо Башиловой И.И. Тучину Ю.М. нас озадачило, заинтриговало и стиму-
лировало более глубокое изучение феномена, выявленного нашими уважаемыми
геологами Башиловой И.И. и Махиным Г.В. при дешифрировании космических
снимков и названного ими "рентгеновский эффект".
"Мы не используем рентгеновские лучи, работаем в оптическом диапазоне,
электромагнитные волны которого взаимодействуют только с поверхностью
80
наблюдаемых объектов", — говорили мы. "Я в вашей технике ничего не понимаю,
— отвечала Ирина Ивановна. — Если я вижу что-то насквозь, значит это "рентген".
Разве вы не были ни разу в рентгеновском кабинете?". Спорить было бесполезно,
нужно было разобраться.
Прежде всего, следовало понять, как наши снимки, лучшие по качеству, то
есть по равномерности фона, передаче полутонов, более детальные й не имеющие
каких-либо дефектов, оказались менее пригодными для геологического дешифри-
рования? Первая мысль приходит в голову: геологи видят на плохих, по нашему
мнению, старых снимках с "Метеора" то, чего в действительности нет. Но они бы-
ли профессионалами и проводили контрольное дешифрирование на хорошо изу-
ченных с геологической точки зрения районах. И у них все совпадало. Оставался
ряд других параметров, которые могли оказать влияние на процесс дешифрирова-
ния. Первое — это контрастность снимков, попадающих на стол дешифровщику.
Снимки с "Метеора" были гораздо более контрастными, чем с КА "Метеор-Природа"
— так была настроена система передачи-приема изображений для метеорологичес-
ких целей, но в данном случае, по-видимому, она играла важную роль и для геоло-
гов. Мы, в принципе, могли свои снимки контрастировать в широком диапазоне,
если это нужно.
Впоследствии мы неоднократно убеждались, что протяженные на сотни кило-
метров, но малоконтрастные объекты играли для геологов важную роль. Эти дета-
ли были, по существу, очень незначительными неровностями, которые как поверх-
ностные индикаторы отражали глубинное строение Земли, чем и объясняется
"рентгеновский эффект". Повышение контрастности таких деталей была полезной.
С другой стороны излишняя детальность изображений, как это не кощунственно
звучит, могла, в некоторых случаях, нарушать генерализованную передачу и ухуд-
шать дешифрирование. Сделать изображение менее детальным, то есть на взгляд
профессионала телевизионщика ухудшить его пространственное разрешение,
конечно же, не представляло труда.
Необходимо отметить, что достоверно зафиксировать, а потом надежно деши-
фровать малоконтрастные протяженные на сотни километров структуры можно
лишь на космических снимках, позволяющих на одном изображении охватить
большую территорию или при одинаковых условиях освещения и наблюдения.
На аэрофотоснимках, захватывающих относительно меньшую площадь, малоконт-
растные протяженные структуры обычно теряются в неравномерностях фотокарты,
смонтированной из большого числа разнородных по условиям получения фотогра-
фий. В том, что при геологической съемке большую роль играют геометрические
условия наблюдения и освещения поверхности мы неоднократно убеждались.
Помню один космический снимок, который мне показали другие геологи.
Снимок охватывал Южный Урал и часть пустынных районов Средней Азии. Была
хорошая погода — ни одного облачка, и весьма удачные условия освещения и
81
наблюдения. Снимок был необычен тем, что южная граница окончания Уральского
хребта, привычная для нас по физическим картам, в действительности не была та-
ковой. Далеко на юг уходила едва заметная полоса, какая-то погребенная в песках
древняя структура, которую обычным методом наблюдения увидеть невозможно.
Это было неизвестное ранее продолжение Уральского хребта, объяснившее целый
ряд геологических парадоксов, связанных с наличием некоторых месторождений,
например, золота в Средней Азии, которые не привязывались ранее к каким-либо
геологическим структурам. Ценность подобных снимков можно не обсуждать.
Конечно же, такие снимки являются не частыми, для их получения необходимо
совпадение многих условий.
Снимки, на которых углы освещения и наблюдения близки к над ирным,
могут быть наименее информативны. По этим и некоторым другим причинам, мы
впоследствии стали развивать технику наклонного наблюдения со спутника, чтобы
усилить ряд эффектов, для чего использовались приборы линейного сканирования,
установленные соответствующим образом на космическом аппарате, а так же
описанные далее сканеры с коническим сканированием.
Ситуация с "рентгеновским эффектом" прояснилась, хотя использование
этого термина вызывает возражение. В то же время более широкий взгляд на это
явление дал много примеров возможности и полезности информации ДЗЗ в
различных научных и прикладных областях.
От геологов мы узнали еще один интересный термин: "геоботаническая инди-
кация", тоже природный феномен, при котором на определенных геологических
породах живут растения преимущественно определенных видов. Применяя методы
усреднения (генерализации) при космической (иногда самолетной) съемке, можно
определить геологические (геохимические) и другие характеристики поверхности,
скрытые под растительным покровом.
Как видно, космическая съемка является эффективным источником инфор-
мации для геологов. Но коэффициент использования этой информации сравни-
тельно невелик — не более десяти процентов космических снимков дают достовер-
ные результаты при геологическом дешифрировании.
Поэтому источник космической информации должен быть весьма производи-
тельным — особенность, которая многими дилетантами трудно воспринимается,
учитывая, что геологи имеют дело с процессами, временной масштаб которых со-
ставляет тысячи лет.
Итак, была необходима оперативная, непрерывно работающая длительное
время система наблюдения с эксплуатационными параметрами, близкими к
метеорологической, но с иными более высокими параметрами изображения. Это
обстоятельство собственно и послужило основным толчком для создания нашей
первой системы ДЗЗ "Метеор-Природа", не дублирующей метеорологическую
систему, но иногда даже дополняющую ее [34].
82
По-видимому, к нашей новой информации геологам надо было привыкнуть,
чтобы в полной мере использовать ее качественные характеристики. Забегая
вперед, отмечу, что, когда система была создана и работала, мы стали получать уже
другие документы:
СПРАВКА
о результатах геологического дешифрирования
снимков, полученных со спутника "Природа-Метеор " №1
Геологическому дешифрированию подвергались снимки, переданные сканером ма-
лого разрешения (МСУ-М) в 4-х спектральных каналах. Работа проводилась в
Комплексной аэрогеологической экспедиции №12 МИНГЕО СССР. Результаты
изложены в экспресс-отчете (от 04.04.75).
Исследованы районы: Европейская часть СССР, район сочленения Русской плат-
формы, Урала и Западно-Сибирской плиты; часть бассейна Оби и Енисея, территория
Казахстана и Средней Азии. На всех снимках в большей или меньшей степени, выявле-
ны различия с существующими тектоническими и геологическими картами. "Дешиф-
рование весьма заметно дополняет сложившиеся представления о тектонике данной
территории и ставит вопрос о пересмотре некоторых из них".
Установленный по ряду снимков "региональный структурный контроль полезных
ископаемых позволяет выделить новые площади, перспективные для геолого-поисковых
работ ".
Дано следующее заключение:
"Проведенное экспрессное геологическое дешифрирование... свидетельствует о
большой ценности этих снимков для расшифровки тектоники земной коры, зондирова-
ния ее глубинного строения, для регионального прогнозирования полезных ископаемых".
Фотосканерные космические снимки обладают наибольшим из применяемых для
геологических целей космических снимков свойством генерализации изображения и
интеграции отдельных элементов ландшафта, отражающих глубинное геологическое
строение.
Фотосканерные космические снимки уникальны: они позволяют решать задачи
тектонического районирования и картирования в масштабе 1:2500000 — 1:5000000.
Их необходимо немедленно широко внедрять в практику геологических работ и более
крупных масштабов, т.к. выяснение тектонического положения даже локального
участка чрезвычайно важно для правильного понимания его геологической истории и
прогноза полезных ископаемых".
* * *
Ручные, чисто визуальные методы дешифрирования геологической, впрочем, и
другой информации ДЗЗ оказываются малопроизводительными и имеют значитель-
ную субъективную составляющую. Но на начальном этапе нашей работы других
методов не было. Сегодня ситуация кардинально изменилась. Интерактивная обра-
83
ботка с применением современных весьма доступных вычислительных средств, не-
сомненно, ускоряет этап дешифрирования и повышает его достоверность. Появи-
лись и полностью автоматические методы обработки, которые на конечном этапе
контролируются все же визуально. Но до настоящего времени потребность геоло-
гов в оперативной или квазиоперативной информации не уменьшается, как это ни
странно на первый взгляд. Хотя бы по тому, что интересы геологов не исчерпыва-
ются только территорией России. Кроме того, за последние годы появились более
изощренные методы получения космических данных. Например, гиперспектраль-
ная съемка, более детальная многоспектральная тепловая съемка, радиолокацион-
ная съемка и др.
Одиночные снимки на фотопленке, доставляемые с орбиты, например, с
аппаратов, аналогичных "Ресурсу-Ф", потеряли свое значение. Тем более важными
и ценными остаются архивные материалы.
Когда мы изучали "рентгеновский эффект", стало ясно, что подобные
феномены наблюдаются и в других областях ДЗЗ. Прежде всего, это относится к
наблюдениям поверхности океана (в общем плане, водным поверхностям).
Однажды у меня раздался звонок по линии служебной связи: "Говорит министр
Афанасьев. Ты видел снимок, который привезли с орбиты космонавты? Там видны
какие-то странные объекты. Разберись, что это, потом доложишь ".
Пришлось разбираться в незнакомой для нас области. Так мы приобщились к
океанологии, что было исключительно полезно для проектирования и создания системы
"Океан ".
На серо-голубом, не имеющем цветовых контрастов снимке, полученном
космонавтами на станции "Салют-6", быт запечатлен район Фолклендских остро-
вов, сравнительно недалеко от которых по океаническим масштабам наблюдались
сильно вытянутые белесые образования, состоящие из нескольких рукавов.
Было определено, что мы видим хорошо известное Фолклендское течение и
вопрос состоял в том, почему его можно видеть, ведь по цвету воды оно не должно
отличаться от остальной водной поверхности.
Пропуская промежуточные, но важные для нас этапы познавательного про-
цесса, мы поняли, что состояние (геометрия) поверхности воды является отличным
индикатором подповерхностных и глубинных явлений, происходящих в океане: те-
чений, внутренних волн, рингов. Упоминая "состояние" поверхности воды, имеем
ввиду коэффициент рассеяния солнечного излучения от поверхностного волнения,
которое существует всегда, порождаемое ветром. Рассеяние — усредненная по по-
верхности величина (генерализованный параметр), иначе называемая "шерохова-
тостью". Ясно, что о таком параметре можно говорить, если наблюдением охваты-
вается значительная площадь водной поверхности. Вариации шероховатости
(рассеяния) хорошо наблюдаются при наклонном зондировании, что, собственно,
84
мы и проповедовали, создавая сканирующее устройство с конической разверткой
или же устанавливая сканеры с линейной разверткой под углом к надиру, как на
некоторых спутниках более поздней разработки — серии "Океан-О".
Этот вопрос подробно исследовал в своей кандидатской диссертации мой аспи-
рант Гектин Юрий Михайлович, работавший сначала в отделе Нараевой М.К.,
а затем сам ставший начальником отдела, заместителем начальника отделения по
научной части. Широко эрудированный специалист с фундаментальным университетс-
ким образованием, Гектин Ю.М. весьма склонен к научным исследованиям и разнооб-
разным экспериментальным работам в космической области, не только в ДЗЗ.
Гектин Ю.М. показал [38], что при наклонном зондировании поверхности
океана в противосолнечном направлении, т.е. в районе солнечного блика или близ-
ком к нему наблюдаются наиболее выраженные поверхностные эффекты. В част-
ности, видимо, являющиеся индикаторами упомянутого Фолклендского течения.
В противоположном направлении (наблюдение "под Солнцем"), наоборот,
поверхностные эффекты становятся малозаметны, зато хорошо проявляется то, что
называется "цветностью" моря. В этой области наблюдение желательно вести в
нескольких спектральных зонах, в том числе чувствительных к концентрации хло-
рофилла, в то время как в противосолнечной зоне достаточно вести монохромное,
"черно-белое" наблюдение. Так родилась идея, которую нам так и не удалось осуще-
ствить — создание специализированного сканера для наблюдения океана с круго-
вой разверткой, который может получать информацию в обеих зонах. Прототип
такого сканера (ЭА-120) мы испытали на самолете-лаборатории и спутнике
"Космос-1602" в 1984 году.
Самым ярким примером индикационного метода наблюдения является, ко-
нечно, метеорологическая космическая система, ибо облака — наиболее эффектив-
ные индикаторы движения воздушных масс. Хорошо видимые из космоса льды и
взвеси, как показано в работе [39], могут служить эффективными гидротермодина-
мическими трассерами.
Вспоминается удивительный снимок с одного из наших КА, который мне по-
казали экологи. Снимок охватывал территорию около 1500 км по одной координа-
те и имел среднее пространственное разрешение около 250 метров. На снимке не
было облачности и при его получении были соблюдены оптимальные условия ос-
вещения. В одном углу снимка была Запорожская область, в другом — Московская
область. Удивительным было то, что загрязнения атмосферы, создаваемые запо-
рожскими металлургическими заводами, оказывается, достигали Москвы. И это
хорошо просматривалось в виде слабоконтрастных вытянутых образований в атмо-
сфере. Таких снимков можно найти много, и эта обобщающая картина, даваемая
космическим снимком, может изменить взгляды многих специалистов-экологов.
85
Взаимодействие с другими потенциальными потребителями: специалистами
лесного, сельского хозяйства и другими, показало, что многие свои задачи (но, ко-
нечно, не все) они могут решать, используя снимки, так называемого, малого раз-
решения, но большого захвата (это же Россия), но только эти снимки должны
иметь хорошее отношение сигнал/шум, быть многоспектральными и поступать
пользователям с определенной регулярностью.
Итак, первые контакты нас вдохновили, мы могли выполнить поставленные
требования и сделать систему наблюдения достаточно быстро. Метеосистема
"Метеор" как-то существовала, спутники запускались регулярно и делались серий-
но в филиале ВНИИЭМ (НИИЭМ г. Истра), но наши метеорологи по ряду причин
использовали эту систему ограниченно, в частности, из-за того, что спутники лета-
ли не на солнечно-синхронных орбитах, а для метеорологов это имело большое
значение. Ситуацию сглаживало наличие американских спутников, лишенных
многих недостатков "Метеора". Американцы не только вовремя перешли на оптико-
механическую систему передачи изображения, но и обеспечили свободный без-
запросный и бесплатный доступ к ней, а также начали использовать многоспект-
ральные снимки малого разрешения, что превращало космическую метеосистему в
систему более широкого применения для наблюдения Земли. Это имело далеко
идущие положительные последствия и никак не умаляло сферу действия системы
"Лэндсат".
Иосифьян А.Г. понимал, что ключ от новой, востребованной народным
хозяйством космической системы находится у нас, поскольку, созданная им
универсальная платформа для "Метеора" обладала возможностью быстро и сравни-
тельно с небольшими затратами изменять состав целевой аппаратуры.
Практической разработке системы "Метеор-Природа" [40] предшествовали
длительные переговоры, интересные сами по себе с исторической точки зрения, в
результате которых Иосифьян А.Г., Гусев Л.И. и Рязанский М.С. с благословения
заместителя министра общего машиностроения Тюлина Г.А. приняли решение де-
лать у нас бортовой комплект новой системы. В комплект вошли телевизионные
спектрозональные датчики двух типов: МСУ-М и МСУ-С [nil], магнитные запо-
минающие устройства и передатчики на диапазон 465 МГц. Эта частота была вы-
брана не случайно, на ней работала система "Метеор", правда в гораздо более узкой
полосе. Приемные станции находились в городах Обнинске, Новосибирске и
Хабаровске. На этих станциях мы использовали только антенны, разработанные в
НИИ-380. Систему удалось создать быстро, практически за два года. Сигнал пере-
давался в аналоговой форме.
Первый спутник "Метеор-Природа" полетел в 1974 г., всего их было запущено
6 (до 1980 г.) [41]. Система была передана в эксплуатацию. Оператором системы был
определен Госкомгидромет, который по государственному статусу стал заниматься
не только метеорологией, но и рядом вопросов, связанных с природными
86
ресурсами и охраной среды, и даже предсказанием урожайности (для правительства),
во вторую руку с Министерством сельского хозяйства.
Метеорологи получили также в свое распоряжение дополнительный источник
качественно новой информации. Под эту систему у них был создан специальный
институт — Государственный научно-исследовательский центр изучения природ-
ных ресурсов (ГосНИЦИПР).
При проектировании системы очень интересное предложение сделал главный
инженер ГосНИЦИПР Харитонов Владимир Федорович, ответственный за эксплуа-
тацию системы "Метеор", но большой энтузиаст новых разработок, обеспечивший,
в частности, адаптацию старых наземных средств приема (частично) и новой систе-
мы. Харитонов В.Ф. обратил наше внимание на полезность еще одного типа датчи-
ков, а именно сканеров так называемого среднего пространственного разрешения
(150-250 м), и меньшего захвата (до 1000 км), которые, по его мнению, могли быть
полезными для региональных метеослужб, служб аэродромов, которых интересует
локальная метеообстановка. Мы прониклись его предложением и такие приборы
сделали (МСУ-С), первоначально в двухзональном варианте и, как потом оказалось,
захватили новую нишу, не столько в метеорологии, а вообще в ДЗЗ из космоса. В этой
нише кроме нас, но много позже, стали работать индусы и американцы.
ВНИИЭМ, возглавляемый Иосифьяном А.Г., входил в состав Министерства
электротехнической промышленности. То, что он начал делать свои спутники типа
"Метеор", весьма раздражало работников ракетно-космической отрасли, так как он
нарушал "конвенцию" о разделении сфер влияния, но ему это прощали. Более того,
когда стало ясно, что производственные мощности ВНИИЭМ не позволяли обес-
печить серийный выпуск космических аппаратов "Метеор", необходимый для фор-
мирования и поддержания космической метеосистемы, на высшем уровне было
принято решение об изготовлении "Метеоров" на заводе "Южмаш" в г. Днепропет-
ровске, что вызвало на заводе и в КБ "Южное" резко отрицательную реакцию.
Как и все заводы в то время, "Южмаш" был сильно перегружен, а тут еще чу-
жая документация. Но указания были строгими, и на заводе началось ее изучение и
подготовка производства. Работа шла болезненно, что всегда происходит при пере-
даче документации на другое предприятие. И вот однажды завод посетил министр
общего машиностроения Афанасьев М.А. и ряд других высоких лиц, чтобы рассмо-
треть ход работы очередного важного заказа, несомненно, оборонного значения.
Тут то и разыграли сотрудники "Южмаша" спектакль, суть которого была в том, что
переданные чертежи некачественные и не позволяют организовать серийное
производство изделий. Высокие лица обещали разобраться, но, видимо, уже были
сделаны какие-то намеки, потому что еще до окончания разбирательства были
уничтожены все технологические приспособления и свернута работа. Днепропет-
ровское лобби сработало четко. Кто же от всей этой ситуации выиграл? Если счи-
тать, что сегодня этот вопрос обсуждать уже бесполезно, так все изменилось, то и
87
настоящие воспоминания не следовало бы писать, но раз они пишутся, то интерес-
но отметить, что на этом этапе выиграл Иосифьян А. Г. Именно тогда ему дали
возможность в г. Истра под Москвой построить мощный филиал для серийного
производства "Метеоров" — Научно-исследовательский институт электромеханики
(НИИЭМ), а завод "Южмаш", точнее КБ "Южное", потеряло возможность освоить
современную для того времени технологию спутникостроения.
Аналогичная, но несомненно меньшая по масштабу ситуация сложилась у
нас, когда, накопив опыт работы со спутниками метеорологического направления,
мы поняли, какие трудности испытывает Иосифьян А. Г. и наши метеорологи из-за
того, что в течение многих лет не удается создать стабильную группировку из мете-
оспутников, соответствующую по своим характеристикам мировому уровню.
"Метеор" был хорошей платформой, большой, тяжелой (до двух тонн и более) и, ко-
нечно, не дешевой. Он штатно выводился ракетой среднего класса "Циклон-2" с се-
верного полигона (г. Плесецк) на орбиту, совершенно неоптимальную для метеоро-
логических спутников, то есть не на солнечно-синхронную орбиту. Но не это об-
стоятельство (о нем далее), а неудовлетворенность тем, что тяжелый "Метеор" с из-
быточным на наш взгляд набором целевой аппаратуры невысокого уровня не поз-
волял сформировать космическую метеосистему из регулярно действующих двух
спутников, выполняющих качественно хотя бы одну функцию — передачу изобра-
жения облачности широкому кругу потребителей информации. Это послужило
толчком к разработке нами предложения о создании собственно малоразмерного
(100-150 кг) космического аппарата метеорологического назначения. В то время на
нашем предприятии имелись все необходимые технологии и оборудование и мы
могли создавать гораздо более сложные изделия.
Соответствующие предложения, в форме инженерной записки были поданы
главному конструктору института Рязанскому М.С. Но в отличие от многих других
наших "затей", это предложение после ряда обсуждений Михаил Сергеевич не под-
держал. Причина, уже упомянутая — нарушение сложившегося в отрасли распреде-
ления работ. Тогда мы не думали о возможном ухудшении взаимоотношений с
Иосифьяном А.Г. Наши взаимоотношения с ним были еще не столь тесными, как
впоследствии. Мы также не думали о проблемах выведения нашего аппарата.
Но мысль о создании своего спутника заронилась в сознании. Этот эпизод был из-
вестен очень небольшому кругу людей и практически забыт.
Только через 30 лет в тяжелый "постперестроечный" период, когда шли поис-
ки сфер приложения наших сил, мы снова вышли к руководству института с пред-
ложением создать свой спутник для ДЗЗ, но уже совсем небольшой — не более
10-ти килограмм, то есть спутник, по международной номенклатуре относящийся
к наноклассу.
Новый генеральный директор института, молодой и энергичный человек,
Урличич Юрий Матэвич поддержал эту идею. Он не был связан историческими
88
обязательствами, да и времена уже были не те. Но нам были поставлены весьма
жесткие условия: сделать наноспугник за один год, и как сейчас говорят, за "смешные
деньги". Задача была решена, хотя и с некоторыми упрощениями. В 2005 году был
запущен и успешно работал первый спутник нашей разработки — технологический
наноспугник ТНС-0 массой пять килограмм. Он не выполнял первоначально заду-
манную функцию ДЗЗ, но реализовал в экспериментальном плане десять новых
технологических разработок и полностью оправдал затраченные усилия, как в
техническом, так и в политическом аспекте.
Направление малоразмерных космических аппаратов укрепляется. Есть
надежда, что спроектированный нами наноспугник ДЗЗ также появится на свет.
В нем должна реализоваться, хотя и не новая, но до сих пор актуальная системная
идея массового беззаявочного обслуживания многочисленных потребителей
информации ДЗЗ.
Разрабатывая свои спутники, мы столкнулись с проблемой их выведения на орбиту.
Первый ТНС-0выводился с Международной космической станции "ручным способом",
т.е. мастерским броском в нужное место и с нужной скоростью космонавтом
Салижаном Шариповым. Такая технология выведения позволяла удовлетворить
требования руководства по срокам реализации проекта — 1 год. В то же время для
спутника ДЗЗ необходима солнечно-синхронная орбита и более высокая, чем у МКС.
Для таких спутников, видимо, единственным возможным будет попутный запуск с
каким-либо другим большим спутником, выводимым на эту орбиту, например, спутни-
ком типа "Метеор-ЗМ".
И всплывает из памяти поучительная история того, как осваивалась в СССР
солнечно-синхронная орбита. Эта круговая, близкая к полярной, с наклонением
98° или 105°, орбита высотой до 1000 км с дискретными значениями высоты, при
которых реализуются уникальные свойства этой орбиты — поворот своей плоскости
синхронно с годовым движением Земли вокруг Солнца. В результате достигается
постоянство местного времени пролета спутника над наземной станцией приема,
относительное постоянство условий наблюдения со спутника, и эта ситуация
сохраняется в течение ряда лет.
Естественно, что такая орбита как нельзя лучше подходит для различных систем
обзора Земли: метеорологических, природно-ресурсных и других. Для метеорологов
солнечно-синхронная орбита позволяла обеспечить такое особо важное качество
системы как регулярное, по расписанию, получение космических данных о погоде.
С полигона в г. Плесецке запуск на синхронно-солнечную орбиту не осуществ-
лялся и не только по техническим причинам. Самая главная, но не единственная,
причина была политической. Запуск должен был производиться на север в сторону
системы противоракетной обороны США и Канады. Принципиально это было
89
возможно, имевшиеся соглашения это позволяли, но требовали предварительного
уведомления о запуске, что было нежелательно для нас. Во всяком случае, преце-
дентов таких не было, и консультации по этому вопросу, которые проводила ВПК,
не давали решительных результатов. Позиция Росгидромета почему-то не была же-
сткой и в Москве, видимо, этому обстоятельству не придавали решающего значе-
ния. А на периферии, в регионах, наши метеорологи пользовались информацией,
регулярно и бесплатно получаемой с американских метеоспутников в виде снимков
малого разрешения в видимом и тепловом диапазоне. Вопрос долго не решался, и
"Метеоры" продолжали запускаться на несинхронно-солнечную орбиту.
Курьезную ситуацию пришлось наблюдать на Камчатке, куда я попал в составе
инспекционной комиссии Росгидромета. На Камчатке четкая работа гидрометеоро-
логической службы имеет особое значение. Первоначально незначительные при-
родные события там быстро превращаются в тайфуны, грандиозные снегопады и
другие катастрофические явления. Наблюдая за оперативной работой Гидромет-
центра в г. Петропавловске-Камчатском, создавалось впечатление, что находишься
на войне в разгаре боевых действий. Начальником Гидрометцентра тогда был
Липовка А.В. — второе лицо в городе после первого секретаря горкома партии. На
мой вопрос, как они используют информацию с "Метеоров", он отвечал сначала
весьма уклончиво, а потом, после более близкого знакомства, сказал, что почти не
используют, и объяснил это так: "В Петропавловске-Камчатском острый дефицит
кадров. В Гидрометцентре операторами по приему космической информации рабо-
тают в основном женщины, имеющие детей, на неполной ставке. Для этих жен-
щин, несомненно, более удобной является работа по четкому расписанию сеансов
связи с американскими спутниками, находящимися на солнечно-синхронной
орбите". Вот так высокая техника стыкуется с реальной жизнью.
Для спутников ДЗЗ вопрос запуска на синхронно-солнечную орбиту имел
принципиально значение. Вопрос нами был поставлен очень остро, и решение
нашлось, чему способствовала, в частности, активная работа одного очень интересно-
го и творческого человека, сотрудника аппарата ВПК Кокарева Бориса Дмитриевича.
Была выбрана южная трасса запуска с полигона Байконур, она проходила через
Туркмению (там было первое поле падения) и далее на юг в сторону Индийского
океана. Пришлось доработать одну из модификаций базовой ракеты — знаменитой
"семерки". Делу способствовал еще один немаловажный фактор, возможно, даже
определивший успех решения. Индия готовила контракт с СССР на запуск
своего спутника ДЗЗ, но с обязательным условием запуска на синхронно-солнеч-
ную орбиту. И на нашем спутнике "Ресурс-Ol", более поздней разработки, чем
КА "Метеор-Природа", решили предварительно эту технологию проверить (1977 г.).
На Байконуре мы жили в специальной гостинице для членов государственных ко-
миссий, на так называемой площадке №17. Председателем Госкомиссии по запуску был
назначен генерал Юрий Федорович Кравцов, незаурядная, можно сказать, легендарная
90
личность. Творческий, конструктивный и всегда государственный подход к делу позво-
лил Юрию Федоровичу стать "крестным отцом"многих важных комических аппара-
тов и систем.
Поздно ночью, перед запуском Юрий Федорович постучался ко мне в дверь, взлох-
маченный, не вполне одетый (на тот момент такие детали его мало волновали) и го-
ворит: "Что будем делать ?Я сейчас получил телеграмму, что в районе падения треть-
ей ступени около Сомали остановился седьмой американский флот. Что они подума-
ют, когда на их голову полетят горящие обломки ?". Потом подумал и сказал: "Может
быть, я эту телеграмму не получал ?".
Я не помню, с кем еще в ту ночь советовался Юрий Федорович, ведь ответствен-
ность по запуску в этом случае целиком ложилась на него, но утром старт состоялся,
и все закончилось благополучно.
Через много лет был освоен запуск на синхронно-солнечную орбиту с полиго-
на в г. Плесецке, к чему мы также имели отношение, как головная организация по
другой работе — космической системе поиска аварийных судов и самолетов
КОСПАС ("Надежда"). КОСПАС является российской частью международной си-
стемы COSPAS-SARSAT С 1982 г. по 2004 г. я был его техническим руководителем
с советской стороны. Затем направление возглавил Никушкин Игорь Васильевич,
наш кадровый сотрудник, талантливый инженер и руководитель, ставший недавно
кандидатом технических наук.
После Иосифьяна А. Г. директором и генеральным конструктором ВНИИЭМ
стал академик Шереметьевский Николай Николаевич, который тематике ДЗЗ уде-
лял значительно меньшее внимание и был даже такой случай, когда он от этой те-
матики официально отказался (это был период развертывания работ по направле-
нию "звездных войн", навязанных нам президентом США Рейганом). И мы серьез-
но прорабатывали вариант объединения подсистем "Ресурс-О" и "Океан-О" на базе
платформы КА "Океан-О".
Позже наше сотрудничество с ВНИИЭМ вернулось на круги своя, но было
потеряно много времени.
В период становления тематики ДЗЗ (да и в последующее время) в руководстве
ВНИИЭМ наиболее активной фигурой был и остается Трифонов Юрий Валерьевич [42].
Он был верным учеником и последователем Иосифьяна А.Г. и сумел перенять некото-
рые "иосифьяновские" черты, которые сделали его успешным и авторитетным главным
конструктором систем "Метеор-Природа", "Ресурс-О", и "Метеор-1-3". Доктор тех-
нических наук, заслуженный деятель науки РФ, Юрий Валерьевич отличается анали-
тическим складом ума, прекрасной организованностью, упорством в достижении цели
и неувядаемым оптимизмом .
Большая заслуга Трифонова Ю.В. — разработка и запуск в 1994 г. первого советского
(российского) геостационарного метеоспутника "Электро".
91
Запущенный в конце 2009 г. КА "Метеор-3"№1 — детище Трифонова Ю.В. и его
коллектива, но не только. Это возрождение наших многолетних совместных работ,
что не может не радовать.
(С благодарностью вспоминаю, как в 1995 г. Шереметьевский Н.Н. и Трифонов
Ю.В. содействовали моему избранию действительным членом Академии электротех-
нических наук Российской Федерации.)
Система "Метеор-Природа" своей информацией подпитывала созданную в то
время сеть потребителей космической информации в стране. По постановлению
Правительства и решению Военно-промышленной комиссии при Совете минист-
ров, очень авторитетного в то время органа в стране, создавались структуры, кото-
рые должны были добиться конкретного внедрения и экономического эффекта от
работы космической техники в народное хозяйство. Было создано два базовых
института (центра): в Госкомгидромете — уже упомянутый Госцентр по изучению
природных ресурсов (ГосНИЦИПР) и в Главном управлении по геодезии и карто-
графии — Госцентр "Природа". Первый центр был ориентирован на работу с
информацией, получаемой со спутников оперативно по радиоканалу. Второй центр
работал с фотоматериалами, доставляемыми со спутников так называемого
"национального контроля" (как это тогда называлось).
Спутники национального контроля давали информацию повышенного разре-
шения, которую на определенных условиях могли использовать и гражданские
потребители. Были созданы и оснащены (оснащение включало проведение строи-
тельных работ и закупку иностранной техники) такие специализированные центры,
как сельскохозяйственный при Министерстве сельского хозяйства и центр "Океан"
при Министерстве рыбного хозяйства, а так же ряд других структур в форме филиа-
лов, лабораторий и групп в министерствах лесного хозяйства, геологии, нефтяной
промышленности и других, а так же в академических профильных институтах.
Был образован при Государственном комитете по науке и технике (ГКНТ) со-
вет по данной проблеме под председательством академика Марчука Г.И., в который
входили руководители промышленности, науки и народно-хозяйственных направ-
лений на уровне заместителей министров, что придавало большую солидность
работе, но приводило и к курьезным случаям.
Стимулом для всех этих организационно-технических мероприятий было до-
стижение экономического эффекта в сумме 1 миллиарда рублей в год (в ценах
70-80 годов). Эта цифра была переводом по тогдашнему валютному курсу 1 милли-
арда долларов, опубликованных американскими специалистами и служившие тем
же целям — убеждению правительственных органов выделить из госбюджета
средства на создание и развитие систем ДЗЗ. Структура доходов от эксплуатации
системы ДЗЗ тогда была не вполне ясная. Такие составляющие, как прямой и кос-
венный экономический эффект, часто не разделялись. Да и сегодня, сказать, что
92
есть полное понимание данного вопроса, нельзя. Очевиден лишь конечный резуль-
тат — бурное развитие систем ДЗЗ во всем мире.
Нас неоднократно спрашивали, особенно партийные работники высокого
ранга: "Покажите на снимках, полученных из космоса, где здесь золото, а где
нефть?". Мы отвечали, как понимали сами, что напрямую полезные ископаемые на
снимках не видны, что такие снимки — это наводка для специалистов по
дешифрированию, которая может помочь сэкономить средства на проведение гео-
логоразведочных работ. Наше объяснение обычно вызывало легкое разочарование.
На одном из заседаний комиссии по ДЗЗ представителю нефтедобывающей
промышленности был задан вопрос: "Что полезного позволила дать информация,
которую вы получили от нашей системы?". Тот простодушно ответил, что на одном
из перспективных месторождений они сочли возможным на основании космичес-
кой информации уменьшить число разведочных скважин, а каждая скважин стои-
ла 1 миллион рублей. На одном из последующих заседаний этот представитель
отказался отвечать на такие вопросы, объяснив это тем, что информация об эконо-
мии средств попала в Госплан, и тот срезал им ассигнования на нефтеразведку на
следующий год.
Таких историй было довольно много, и комиссия решила, что необходимо
привлечь к изучению проблемы профессиональных экономистов, что было и
сделано, но работу закончить не успели.
Активно взаимодействуя с сотрудниками Военно-промышленной комиссии, ко-
торая была основным двигателем ДЗЗ в стране, мы поняли, какие бывают и какими
должны быть настоящие государственные чиновники. Организационными и в некото-
рых случаях техническими вопросами создания ДЗЗ в стране руководил один из замес-
тителей председателя ВПК Комиссаров Борис Алексеевич. На мой взгляд, выдающая-
ся личность, опытный руководитель и широко эрудированный специалист. Он сыграл
решающую роль в подготовке правительственных документов по созданию системы
ДЗЗ "Метеор-Природа"и системы "Ресурс", следующего шага после нее (постановле-
ние Правительства по этой системе №359-128было выпущено 05.05.77).
Система "Ресурс" планировалась как большая государственная информацион-
ная космическая система с хорошо развитыми и сбалансированными сегментами:
космическим (источник информации), наземным (прием и обработка информа-
ции) и потребительским (или пользовательским). "Ресурс" был системой массового
обслуживания разнородных потребителей, что обусловливало его структурирова-
ние и формулировало требования к параметрам выходной продукции.
"Ресурс" в целом состоял из трех подсистем: "Ресурс-О" [43], ориентированной (в
основном) на наблюдение суши, "Океан-О", ориентированный на наблюдение оке-
ана, и фотографической, неоперативной подсистемы "Ресурс-Ф" для картографи-
ческой и детальной съемки. Первые две подсистемы — "Ресурс-О" и "Океан-О" —
93
предназначались для передачи информации по радиоканалам в реальном и квази-
реальном масштабе времени на несколько наземных станций приема. Подсистема
"Ресурс-Ф" не обеспечивала такой оперативности, но давала возможность получить
изображение, имеющее примерно в 10 раз большее пространственное разрешение
(по состоянию на тот период).
В рамках системы "Ресурс" за период с 1979 г. по 1993 г. было запущено 52 КА
типа "Ресурс-ФГ . Развитием "Ресурс-Ф1" стал КА "Ресурс-Ф2" со специализиро-
ванной многозональной фотокамерой МК-4. С 1987 г. по 1995 г. было запущено
10 КА "Ресурс-Ф2" [44].
Головной организацией по подсистеме "Ресурс-О" был назначен ВНИИЭМ,
по подсистеме "Океан-О" — КБ "Южное" (г. Днепропетровск), по подсистеме
"Ресурс-Ф" — ЦСКБ (г. Самара). А вот по системе "Ресурс" в целом, а также по ин-
формационным подсистемам передачи, приема и обработки информации головной
организацией был определен наш институт (бывший НИИ-885). Это было весьма
почетное и ответственное назначение, подтверждающее важную роль, которую сыг-
рал наш институт в становлении и развитии направления народно-хозяйственного и
научного ДЗЗ, но в то же время это был и особый случай. Головной организацией
по космическим системам назначались традиционно ракетно-космические фирмы,
делавшие космические аппараты. Назначение нас головной организацией показы-
вало, что приоритет отдается информационным аспектам системы, что, конечно,
было правильно и в какой-то мере соответствовало мировой практике. Другой, уже
упомянутый пример головной роли нашего института — космическая система
КОСПАС ("Надежда").
Еще одним нарушением традиции было назначение автора данных воспоми-
наний главным конструктором системы "Ресурс" в целом. Внутри нашего институ-
та такие назначения были не приняты, но данный вопрос был решен коллегией
Министерства общего машиностроения без согласования (насколько мне извест-
но) с руководством нашего института. Это обстоятельство закладывало основы для
напряженности в институте, что впоследствии иногда сказывалось, но решающей
роли не сыграло. Более сложным был вопрос взаимоотношений с внешними
организациями, вполне самостоятельными и авторитетными, получившими неко-
торую зависимость от нас. Больше всех возмущался главный конструктор ЦСКБ
Козлов Дмитрий Ильич, весьма известный и заслуженный человек, но ему, видимо,
объяснили, что он не прав, и на какой-то коллегии он подошел ко мне и сказал: "Не
расстраивайся, я буду делать все, что требуется". Надо сказать, что у Козлова Д.И.
было больше чем у других оснований для демонстрации своей самостоятельности.
Его фотографическая подсистема, например, завязанная непосредственно на рабо-
ту с Госцентром "Природа", взаимодействовала с двумя другими подсистемами:
4s
Видимо, засчитывались запуски двойного назначения.
94
"Ресурс-О" и "Океан-О", передававшими информацию по радио, весьма косвенно,
где-то на уровне потребителей, на уровне общей идеологии работы системы ДЗЗ.
Наша головная роль в системе "Ресурс" проявилась, прежде всего, в увязке па-
раметров всех трех подсистем и разработке унифицированных сканирующих сис-
тем и радиотехнических комплексов для передачи и приема информации, ее реги-
страции и первичной обработки. Радиоканалы должны были работать в сантимет-
ровом диапазоне радиоволн, установленном международным регламентом для
системы ДЗЗ с максимальной скоростью передачи информации 128 Мбит/с.
В силу временных ограничений, создание полномасштабной системы
"Ресурс" в заданные сроки было нереально. Мы пошли "классическим" путем раз-
биения всего пути на этапы с максимальным использованием имеющихся у всех
участников аппаратурных заделов. Так появились экспериментальные космичес-
кие аппараты первого поколения "Ресурс-ОЭ", "Океан-ОЭ" и фотографические
спутники НХ (народно-хозяйственные).
По мере их совершенствования они сдавались в опытную, а затем в штатную
эксплуатацию. Для оперативных подсистем, и, прежде всего, для "Ресурс-О", кото-
рый опережал "Океан", в нашем институте была разработана бортовая информаци-
онная система (унифицированная) программируемая (БИСУ-П), которая содержа-
ла многозональные сканирующие устройства различного типа, запоминающие уст-
ройства и линию передачи в сантиметровом диапазоне со скоростью до 128 Мбит/с.
Были созданы наземные пункты с антеннами диаметром 12 м, средствами
приема и первичной обработки видеоинформации. Эти средства устанавливались в
г.г. Обнинске, Новосибирске и планировались, но не были завершены в г. Хабаровске.
В дальнейшем они модифицировались и тиражировались (всего их было нами созда-
но 15 с различными антеннами). Более 10 малых пунктов приема с антеннами диамет-
ром 2-3 м были созданы ЗАО "Сканэкс" (генеральный директор Гершензон В.Е.).
Для комплектации БИСУ-П было разработано два типа многоспектральных
сканирующих устройств, работающих в сочетании — 4-х канальный сканер среднего
(140 м) пространственного разрешения с конической разверткой и полосой захвата
600 км (МСУ-СК) и перенацеливаемый в полосе ±300 км 3-х канальный сканер высо-
кого (25-30 м) пространственного разрешения (МСУ-Э).
Сканер среднего разрешения был и остается до сих пор весьма оригинальным
прибором. Его не было в техническом задании на систему и он поначалу с трудом
воспринимался специалистами.
Для нас наличие в системе ДЗЗ широкозахватного многозонального спектра
среднего разрешения не вызывало сомнений, что неоднократно подтверждалось
впоследствии. Но инженерное решение задачи было неочевидным. Решение на-
шлось после того, как мы отказались от плоскостной (линейной) развертки и пере-
шли к конической (круговой), что в свою очередь позволило отказаться от
возвратно-поступательных движений инерционных оптико-механических элемен-
тов и перейти к вращательным движениям, более экономным и точным.
95
В марте 1977 года Нараевой М.К. и мною была передана руководству инже-
нерная записка с описанием многозонального сканера среднего разрешения с
конической разверткой, содержащая ряд оригинальных оптико-механических
элементов, позволяющих достичь необходимой скорости сканирования при срав-
нительно большом входном отверстии оптической системы, обеспечившей необхо-
димую чувствительность [п12].
В конечном счете, наше предложение было одобрено, несмотря на определен-
ное сопротивление со стороны заказчиков и головного предприятия, которые не
сразу вошли в курс дела, а круговое сканирование вызывало у них неприятие.
Позже наш метод использовали английские прибористы.
Принцип конической развертки хорошо известен и он используется, напри-
мер, в космических радиометрах СВЧ диапазона. Его преимущество заключается в
том, что угол наблюдения и разрешающая способность в широкозахватной системе
остаются постоянными по линии развертки, что способствует достижению высо-
кой радиометрической точности — важнейшей характеристики системы ДЗЗ.
При регистрации обычным способом изображений, полученных от сканера с
конической разверткой, возникают геометрические искажения, которые могут
быть скомпенсированы в процессе обязательного этапа последующей обработки —
геометрической коррекции и картографической привязки. Сканер в своей основе
имел сравнительно большое сферическое зеркало, обеспечивающее необходимую
чувствительность и малогабаритный вращающийся компенсатор сферической
аберрации. Такое сочетание было предложено автором настоящих записок и было
воплощено в реальный действующий прибор Нараевой М.К., Преображенским В.А.,
Харламовым В.Д., Синельниковой И.Ф., Серегиным В.И., Акимовым А.П.,
Смелянским М.Б. и др. Прибор получил шифр ЭА-105 и известное из технической
литературы название МСУ-СК (многозональное сканирующее устройство средне-
го разрешения с конической разверткой). При создании этого сканера использова-
лись новейшие технологии. Большое зеркало диаметром 0,5 м было выполнено
(благодаря Плиеву Л.Ф.) из облегченного ситалла, а основные корпусные детали
были изготовлены из бериллия. Конструкция сканера позволила установить позд-
нее два дополнительных канала (3,5 и 10,6 мкм) для работы в тепловом диапазоне,
что расширило область его применения.
Второй прибор, узкозахватный и перенацеливаемый, имел интересную исто-
рию своего создания. Однажды меня пригласил к себе Комиссаров Б.А. и спросил,
знаком ли я с приборами с зарядовой связью (ПЗС). Я ответил утвердительно, по-
тому что уже некоторое время как мы "положили глаз" на эти приборы, но их каче-
ство было тогда настолько низким (делал их НПО "Пульсар" небольшими партия-
ми), что мы не считали возможным их использовать в составе летных изделий. Но
Комиссаров Б.А. сказал, что нужно срочно испытать эти приборы в космосе, пото-
му что у Гуськова Г.Я. что-то не получается. Тут необходимо некоторое отступление.
96
Гуськов ГЯ, в конечном счете, нашел для себя очень престижную масштабную
работу — создание современных систем наблюдения с высоким пространственным
разрешением. Под эти работы большой государственной важности было выпущено
постановление правительства, где Гуськов Г.Я. записал, как это было принято в
таких случаях, обеспечивающие работы: строительство 20000 м2 производственных
площадей и 1000 человек "народа". Задача была сложнейшей, Гуськов решал ее
комплексно, включая разработки специализированной микроэлектроники, запоминаю-
щих устройств и других элементов системы. В такой работе обязательно что-то не
ладится, и Комиссаров Б.А., видимо, хотел его как-то взбодрить, хотя наши задачи
были несопоставимы и по сложности и по производственным возможностям реализации.
Добро Рязанского М.С. на создание камеры на ПЗС было получено и, исполь-
зуя различные ухищрения, такие, например, как радиационное охлаждение линей-
ки ПЗС, мы создали камеру, которая через год в комплексе с другими приборами
полетела на КА "Ресурс-ОЭ" [45, пЮ]. Говорили, что это была первая в мире каме-
ра на ПЗС, слетавшая в космос.
Примерно в это же время меня вызвал к себе Рязанский М.С. и спросил, не
хотел бы я взяться за разработку системы, которой занимался Гуськов. Я в ответ
спросил: "Могу ли рассчитывать на получение 20000 м2 площадей и 1000 человек
разработчиков или хотя бы заметную долю от этого?". Рязанский усмехнулся и
ответил: "Конечно, нет".
Наша первая трехканальная камера на ПЗС линейке, разработанная под руко-
водством начальника лаборатории Тимохина В.А. Малючковым О.Е. и другими
специалистами, неоднократно модифицировалась по мере поступления в наше
распоряжение все более качественных линеек на ПЗС. Но все же один недостаток
значительное время у нас оставался — геометрический шум из-за неравномерности
чувствительности элементов ПЗС, проявляющийся особенно при высоком уровне
чувствительности камеры, которого мы добились. Этот недостаток сравнительно
легко устранялся на больших станциях приема в процессе штатной операции фото-
метрической обработки и калибровки изображений. Но существовал и другой ка-
нал передачи со спутника "Ресурс-О", который совместно с Тучиным Ю.М. и
Трифоновым Ю.В. мы организовали с целью прямого доступа потребителей к кос-
мической информации — прием на малые станции. В то время потребители в мас-
се своей не имели персональной вычислительной техники, позволяющей исправ-
лять искажения. Поэтому камера на ПЗС на определенном этапе была дополнена
вычислительным устройством, позволяющим устранять геометрический шум и
производить фотометрическую калибровку непосредственно на борту КА (разра-
ботчики Новиков М.В., Сулиманов Н.А.), и эта камера (ЭА-098, иначе МСУ-Э)
стала высококачественным прибором мирового уровня в своем классе [45].
97
Новиков Михаил Владимирович — высококлассный специалист широкого радио-
электронного профиля, выпускник МЭИ, кандидат технических наук, бывший мой
аспирант. Успешно руководил после Тимохина В.А. телевизионной лабораторией.
Приборы, разработанные Новиковым М.В., многократно устанавливались на
КА типа "Ресурс-01" и "Метеор-ЗМ". В период перестройки в трудных условиях
Михаил Владимирович обеспечил разработку самолетного многозонального съемочного
комплекса АГРОС (1995 г.).
Михаил Владимирович принимал активное участие в международном сотрудни-
честве. Этому способствовал не только его профессиональный опыт в области ДЗЗ, но
и хорошее знание английского языка.
В 2001 г. он возглавил ранее руководимое мною отделение ДЗЗ, которое занима-
лось не только бортовыми, но и наземными комплексами. Ко времени написания насто-
ящих воспоминаний Новиков М.В. стал руководителем Главного управления по систе-
мам ДЗЗ в Роскосмосе РФ.
В состав "Ресурса-О" входило, в соответствии с ТЗ, еще одно многозональное
сканирующее устройство с разрешением 30 м, которое именовалось МСУ-В и по
своим характеристикам приближалось к тематическому картографу "ТМ" амери-
канского спутника "Лэндсат", имело семь спектральных каналов, включая дальний
(тепловой) и средний ИК диапазоны. Сделать нам самим подобное устройство не
представлялось никакой возможности, не хватало инженерных и производствен-
ных мощностей. Разработка МСУ-В была передана в г. Казань в Государственный инсти-
тут прикладной оптики (ГИПО, главный конструктор МСУ-В Мухамедьяров Р.Д.).
После длительной разработки устройство удалось сделать, с несколько худшими
параметрами, чем у "ТМ", и без теплового канала, и установить его один раз на КА
"Океан-О" (так называемый большой КА "Океан", о чем далее).
В принципе, похожее устройство удалось значительно раньше в эксперимен-
тальном варианте сделать в ИКИ АН СССР, точнее, в его филиале, ОКБ ИКИ в
г. Фрунзе. Идейными вдохновителями разработки были Ходарев Ю.К. и Аванесов Г.А.
Это устройство под названием "Фрагмент" летало на КА "Метеор" (второго поколе-
ния) в 1980 году [46].
КА серии "Ресурс-01" делались на основе платформы КА "Метеор" и ее срав-
нительно небольших модификаций, что существенно сокращало сроки разработки
[43]. Со спутниками "Океан-О Г была аналогичная ситуация, в качестве базовой
платформы был использован КА "Целина". Ее характеристики были значительно
хуже, чем у "Ресурса-О" (гравитационная ориентация вместо маховичной, меньшее
энергообеспечение, но, в принципе, это было приемлемо в качестве первого этапа).
"Изюминкой" КА "Океан-О Г был радиолокатор бокового обзора, который счи-
тался основным прибором для океанографического спутника — требовался всепо-
годный мониторинг ледовой обстановки на севере страны. Разработчики системы
справедливо решили, что выполнение столь важной, зачастую жизненно важной для
98
государства задачей, связанной с эксплуатацией Северного морского пути, тот ра-
диолокатор, который первоначально был задан в ТЗ на систему, мало пригоден. А
именно, в ТЗ на систему был предложен локатор американского типа с КА "Сисат"
(1976 г.) или разрабатываемые в то время радиолокаторы, характерной чертой кото-
рых было сравнительно высокое пространственное разрешение (десятки метров и
менее) при узком захвате (десятки километров). Такой радиолокатор не давал оценку
стратегической ледовой обстановки, необходимой для планирования операций по
проводке судов. И в тоже время не позволял (даже если бы могла быть организована
оперативная передача снимков) получить с нужной детальностью локальную карти-
ну ледовой обстановки, необходимую непосредственно капитану судна.
Получалось, что, практически, на борту надо было иметь локатор с макси-
мально широким захватом, например, 460 км и довольно низким пространствен-
ным разрешением — 1,5-1,8 км, что позволяло, с одной стороны, обеспечить пол-
ный обзор северной полярной шапки за четверо суток и, с другой стороны, сделать
локатор компактным, легким, пригодным для установки на сравнительно неболь-
шую космическую платформу массой менее 1 тонны.
Еще раз подтвердилась циничная, но мудрая поговорка: "заказчик должен полу-
чить не то, что он хочет, а то, что ему нужно". Радиолокатор с нужными характеристи-
ками разработал талантливый инженер и ученый Калмыков Анатолий Иванович —
сотрудник Харьковского института радиоэлектроники. Антенна локатора пред-
ставляла собой три отрезка волновода, который складывался на время выведения
на орбиту, а затем с помощью оригинальной конструкции, похожей на лук, растя-
гивался в космосе. Длина антенны была 8 м [47].
По нашему предложению сигнал радиолокатора был удачно сопряжен с дру-
гими приборами, в частности, многозональным сканером малого разрешения и уз-
кополосным радиоканалом, что позволяло передавать методом временного уплот-
нения комбинированное радиолокационное и оптическое изображение в междуна-
родном стандарте (в метровом радиодиапазоне) на многочисленные малые прием-
ные станции гидрометеослужбы, изначально разработанные для приема метеоро-
логической информации со спутников НОАА, в том числе и на корабельные стан-
ции. Бортовые приборы для этой цели разрабатывали Бондаренко Руслан Самсоно-
вич, Морозов Игорь Алексеевич, Чемоданов Владимир Павлович.
Комплексное использование радиолокационной и оптической информации
повышало эффективность наблюдения водных поверхностей, ледовых полей и
береговых зон.
Спутники "Океан-О" и "Океан", разрабатывались под руководством главных
конструкторов из КБ "Южное" (г. Днепропетровск): Ковтуненко В.М., Хмырова Б.Е.,
Драновского В.И.; большой вклад внес заместитель главного конструктора Кавелин
С.С. Научное руководство программы "Океан" осуществлял директор Морского
гидрофизического института (МГИ) Украинской АН в г. Севастополе Нелепо Б.А.,
академик Украинской АН, большой энтузиаст спутниковой океанографии.
99
Наше плодотворное и активное взаимодействие с МГИ в процессе создания
подсистемы "Океан-О" заслуживает отдельных воспоминаний. Спутники "Океан-О1"
с вышеописанным радиолокатором запускались 8 раз [41] и продемонстрировали
свою эффективность, хотя и не все они надежно работали. Радиолокационные
наблюдения велись не только в Арктике, но и Антарктике. Следующее поколение
спутников под названием "Океан-О" (без цифры 1), разрабатывались на основе но-
вой многотонной платформы. Большой спутник "Океан-О" был изготовлен в еди-
ничном экземпляре и был запущен ракетой "Зенит" в 1999 году не вполне удачно —
у него штатно не работала система ориентации, и ею приходилось управлять прак-
тически в реальном масштабе времени вручную. На подготовку, запуск и управле-
ние спутником "Океан-О" были затрачены большие средства из дефицитного пост-
перестроечного космического бюджета, что весьма отрицательно сказалось на
поддержании подсистем "Ресурс-О" и "Ресурс-Ф".
После распада СССР большая система "Ресурс" перестала существовать, хотя
бы потому, что отделилась Украина. И далее это направление космической деятель-
ности развивалось сумбурно и бессистемно. Тем не менее, отдельные запуски про-
изводились и производятся до настоящего времени.
Всего КА "Ресурс-01" было запущено шесть [41] (не все удачно). В 2001 году
был запущен комбинированный "метеоприродноресурсный" спутник "Метеор-
ЗМ". На нем отлично работали сканеры МСУ-Э и радиосистема БИСУ-П. Прием
осуществлялся в г.г. Обнинск, Москва и Новосибирск.
Как-то малозаметно прошла работа со специализированным модулем
"Природа" пилотируемой станции МИР (1996 г.). На модуле использовались прибо-
ры БИСУ-П для передачи данных с немецкого стереосканера высокого разрешения
MOMS-2P и двух наших сканеров МСУ-СК. Прием осуществлялся в г. Нойштрелиц
(Германия) на наземном пункте, оснащенном нашей аппаратурой со скоростью
64 и 128 Мбит/с.
Во время написания данных записок подготавливались к запуску два новых
аппарата. "Метеор-3" №1 с новым многозональным сканером, аналогичным по ха-
рактеристикам американскому "AVHRR", но отличающимся по конструкции (запу-
щен в конце 2009 г.) и новым многозональным сканером для геостационарного ме-
теоспутника "Электро-Л". Руководил разработкой сканеров Гектин Ю.М. В заделе
находятся еще несколько приборов нового поколения, которые разрабатывает но-
вое поколение инженеров.
Необходимо также отметить первую попытку создания и запуск сравнительно
малоразмерного КА ДЗЗ "Монитор-Э" (экспериментальный) массой 750 кг в 2005 г.
КА был разработан ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, многоспектральные сканеры
разработала фирма ОПТЕКС, а нашим был скоростной канал передачи и приема
информации. В процессе работы этот КА имел много замечаний и работает до
настоящего времени, но нерегулярно.
100
Формально, достижением следует считать запуск в 2006 году КА "Ресурс-ДК".
Аппарат массой около 6 тонн выполнен на базе спутника национального контроля,
при этом получено пространственное разрешение 1-2 метра и обеспечивается
многозональная и стереосъемка. Однако в настоящее время такие характеристики
имеют зарубежные спутники с массой несколько сотен килограмм.
* * *
Вернемся на 30 лет назад.
В связи с расширением работ по ДЗЗ в институте остро стал вопрос об обеспе-
чении их человеческими и производственными ресурсами. Институт был перегру-
жен оборонными заказами, включая производство, но загрузка была неравномер-
ной, чем мы и пользовались длительное время. Но все же проблему надо было
решать в связи с расширением работ по тематике "звездных войн", навязанных руко-
водству страны, неспособному компетентно разобраться в этом вопросе. Мы все-таки
стали ведущей головной организацией по ДЗЗ и могли рассчитывать на государст-
венную поддержку. В Военно-промышленной комиссии возникла идея организовать
на нашей основе отдельный НИИ и выделить для него целевым назначением
соответствующие ресурсы. В противном случае выделение ресурсов привело бы к их
разбазариванию по другим темам. Эта идея возникала и раньше, но встречала проти-
водействие у руководства института. Ведь институт лишался при этом очень выгод-
ной во всех отношениях тематики, хотя и требующей определенного отвлечения сил.
Но ситуация стала меняться в связи с тем, что на основе нашего института
формировалось научно-производственное объединение (НПО) во главе с генераль-
ным директором Гусевым Л.И., а для создания объединения необходимо было
иметь его составные части (которые объединяются). Таких частей уже имелось не-
сколько, в том числе, даже в Азербайджане (г. Баку) и Узбекистане (г. Ташкент). Так
что появление в НПО отдельного института, ориентированного на ДЗЗ не портило,
а улучшало общую картину. В соответствии с постановлением правительства
№133-50 в 1985 г. была создана новая организация — Научно-исследовательский
институт космического приборостроения (НИИ КП) с целью обеспечения работ по
исследованию природных ресурсов земли (ИПРЗ) из космоса, охране окружающей
среды и международного сотрудничества в космической области. В тот период вре-
мени международная обстановка стала меняться к лучшему и НИИ КП создавался
уже как открытая организация. И на эти работы нам, как головной организации,
выделялся лимит работников в количестве 500 человек.
Интересно отметить, что НПО "Радиоприбор", созданное решением Минис-
терства общего машиностроения, существовало как самостоятельная организация
сравнительно недолго. Как выяснилось потом, оформление НПО "Радиоприбор"
не было доведено до логического конца — оно не стало юридическим лицом.
В начале "перестройки" все НПО были ликвидированы и в условиях экономичес-
кой катастрофы описанная ситуация стала даже выгодной.
101
Еще за несколько лет до "перестройки" НИИП, как самостоятельная органи-
зация, был оформлен надлежащим образом, и мне было предложено подобрать для
него помещения вне территории института. Объяснялось это режимными сообра-
жениями, за которыми, однако, явно сквозило желание избавиться от непрофиль-
ной тематики. Одним из кандидатов на новое помещение стало общежитие
Университета дружбы народов им. Патриса Лумумбы, которое уже в то время
использовалось лишь частично. Когда удалось часть этого помещения привести в
порядок, ситуация снова изменилась, прекратились игры в "звездные войны",
несколько ослабли режимные требования, и нашему институту стало невыгодно
уходить от тематики ДЗЗ, можно было лишиться определенных объемов работы. В
результате новый специализированный институт НИИП превратился в маленькую
организацию, численностью около десяти человек (директор Королев Ю.Н.) и стал
выполнять функции открытого представительства нашего института. Забегая впе-
ред, следует отметить, что в период "перестройки" НИИП все же сумел стать само-
стоятельной небольшой, но динамичной организацией с небольшими накладными
расходами, привлекательной для многих заказчиков, благодаря чему сумел выжить.
Что же касается использования судьбоносного для нас постановления прави-
тельства, его наиболее важным элементом была возможность увеличить штат со-
трудников на 500 человек в форме выделеного "лимита по труду", как тогда говори-
ли. Но с этим лимитом начались приключения. Соответствующие разрешительные
документы надолго застряли в чиновничьих кругах, и понятно — почему. Было
много желающих откусить от этого пирога. Но на каком-то этапе в дело вмешался
лично главный конструктор Рязанский М.С. Он поехал в министерство и, исполь-
зуя какие-то неведомые нам связи, договорился, чтобы пресловутые 500 человек
попали целевым назначением к нам. Но в результате до института дошло только
300 человек, это был "подоходный налог". Но на этом дело не кончилось. Генераль-
ный директор Гусев Л.И. меня спросил: "Ты думаешь поднять такую большую тема-
тику силами только своего отдела?". Я, конечно, так не думал, но наивно полагал,
что мы будем иметь возможность определять сами кооперацию как внутри
института, так и снаружи, сообразно решаемым задачам. Но кооперация внутри
института была нам навязана по формальным признакам: телеметрическому отде-
лению была отдана обработка информации, отделению наземных комплексов —
приемные станции и.т.п. Эти подразделения, как вскоре стало ясно, стали решать
свои проблемы недостатка кадров за наш счет, не решая наших задач. И, кстати, не
только потому, что были перегружены другими делами, за которые их больше руга-
ли, но и из-за профессиональной неготовности для решения новых задач. Нетруд-
но представить себе, как инженер, никогда не имевший дела с информационными
потоками больше нескольких сотен килобит в секунду, будет в короткие сроки
создавать аппаратуру, работающую на скорости сотни мегабит в секунду.
В итоге нам досталось только 70 человек, мы создали отделение и поняли, что
можем рассчитывать, в основном, на свои силы, оптимизируя внутреннюю коопе-
102
рацию и максимально используя внешнюю. Например, наземные станции, кроме
антенных приемников и, конечно, самих антенн, мы были вынуждены проектиро-
вать и частично разрабатывать в своем отделении. Бортовые передатчики делались
в специализированном отделении нашего института. Средства обработки и соот-
ветствующую математику мы разрабатывали совместно с сотрудниками нашего
проектно-теоретического отдела и с Рязанской радиотехнической академией. Мы
впервые применили скоростную параллельную обработку информации
(до 200 млн. мегабайт в секунду), используя переданный нам первый в стране мощ-
ный параллельный процессор ПС-2000, разрабатывавшийся для геофизических ис-
следований. Процессор был передан по указанию Марчука Гурия Ивановича, пред-
седателя ГКНТ и руководителя Межведомственной комиссии по ДЗЗ. Учитывая, что
бортовые многоканальные сканирующие устройства и запоминающие устройства
к ним разрабатывали мы сами (совместно с КБ), мы оказались в системном плане
самодостаточными и, как сейчас ясно, вполне достойно сыграли роль головной
организации по государственной информационной системе ДЗЗ "Ресурс".
Ведущую роль по данной тематике играл отдел, возглавляемый
Тучиным Юрием Михайловичем. Когда-то он немного работал на кафедре телевиде-
ния МЭНС, затем, в конце концов, попал в наше подразделение, занимался системами
луноходов, но на определенном этапе со свойственной ему энергией, позитивным подхо-
дом ко всем делам занялся решением новой задачи — созданием информационных ком-
плексов для ДЗЗ. Сначала это был комплекс "Метеор-Природа", затем система
"Ресурс", включая подсистемы "Ресурс-О" и "Океан-О"в составе наземной аппарату-
ры приема, регистрации и обработки информации и бортовых информационных
комплексов РТВК и БИСУ-П.
Юрий Михайлович сумел найти сторонние организации, привлечь способных специ-
алистов, обосновать приемлемую этапность проведения работ. Были созданы совершен-
но новые станции приема и регистрации в г. г. Обнинск и Новосибирск и сделан задел для
станции в г. Хабаровск с антеннами диаметром 12 м разработки ОКБ МЭИ (облучате-
ли разрабатывались в нашем институте). В организации НИИ ИТ для нас были разрабо-
таны специализированные наземные магнитофоны типа КУМР. Перечисление можно бы-
ло продолжить, но без таких талантливых инженеров как Шишкин Г.В., Смирнов В.А.,
Беляков А.С., Березкин В.В., Колесников В.И., работавших под руководством
Тучина Ю.М., выполнить эту работу было бы невозможно. Ведущими разработчиками
бортовых комплексов были Мальцев Г. С., Оводкова С.Г., Финогенов В.В. и др.
Большую дискуссию на разных уровнях вызвал вопрос, в каком виде инфор-
мация должна поступать потребителям. Ясно, что была бы желательной цифровая
форма представления, но у потребителей тогда не было доступной вычислительной
техники для обработки снимков. Поэтому, хотя мы и производили регистрацию
снимков в центрах приема в цифровой форме, в большинстве случаев она
103
попадала потребителю в виде аналоговых изображений на фотопленке. Но сырая,
необработанная исходная информация для потребителей не годилась. Нужно было
ее исправить, т.е. устранить геометрические искажения, свойственные законам и
условиям сканирования, сделать координатную привязку, свести к минимуму, ого-
воренному в ТЗ, фотометрические искажения. То есть провести так называемую
первичную или общую обработку снимков. Но потребители были все разные, и за-
дача состояла в том, что бы найти такую форму первичной обработки, которая
удовлетворяла бы всех. Поначалу это казалось невыполнимой задачей, пока нам не
удалось доказать, что задача дешифрирования изображений, специфическая для
каждого потребителя (так называемая тематическая обработка) в круг наших
обязанностей не должна входить. Мы должны ограничиться общей для всех стан-
дартной обработкой, названной позже "нормализацией". Такой подход позволил
нам сформулировать четкое ТЗ, развернуть работы по нормализации у себя, а затем
привлечь к этим работам сотрудников Рязанской радиотехнической академии.
* * *
Система "Ресурс" должна была на регулярной основе обеспечивать многочис-
ленных потребителей, включая правительственные органы, объективной народно-
хозяйственной и научной информацией в области землеведения и землепользова-
ния. В этом смысле термин ДЗЗ (из космоса), определяющий источник этой ин-
формации, был ограниченным. Более соответствующим задачам был упоминав-
шийся ранее термин ИПРЗ — исследование природных ресурсов Земли. В системе
"Ресурс" предполагалось использование различных методов наблюдения не только
из космоса, но и с самолета и других. Самолетные методы, например, традиционно
играли важную роль во многих отраслях народного хозяйства. Геологи, "лесники" и
"сельхозники" имели собственные авиационные службы и, кроме, того активно
арендовали самолеты в специализированных службах Аэрофлота. Новым было то,
что в рамках системы "Ресурс" космические и авиационные средства увязывались
между собой. Необходимость активного использования самолетных средств в сис-
теме "Ресурс", космической в своей основе, вызывалась следующими факторами: в
некоторых случаях космическая система не могла своевременно обеспечить ин-
формацией ряд потребителей, в частности, из-за облачности; разрешающая
способность аэрофотоснимков была много выше, чем из космоса, а некоторые
районы, выделенные на космических снимках и не могущие быть дешифрирован-
ными с необходимой достоверностью, досматривались с самолетов.
Самолеты использовались нами и для отработки телевизионной космической
аппаратуры, и надо сказать, весьма эффективно. С другой стороны, на основе бор-
товых многозональных сканеров и запоминающих устройств создавались самосто-
ятельные самолетные комплексы, которые использовались в исследовательских
целях. Как уже отмечалось, такой комплекс ("Фотосканер-1"), сравнительно мало-
габаритный и мобильный, пригодный для установки на самолете АН-2, был создан
104
нами по просьбе геологов и работал длительное время в различных районах страны.
Его разработчиком и основным испытателем во время полетов был наш сотрудник
Игорь Павлович Шамшин — очень деловой и способный человек, создатель на тер-
ритории института испытательного стенда систем "Метеор-Природа" и "Ресурс-О".
Малый самолетный комплекс модернизировался и стал называться "Фотосканер-2"
как развитие "Фотосканера-1". Многие эксперименты мы на нем проводили впер-
вые. По настоянию Апостолова Ю.С. и его руководителя Махина Г.В. [36,37] мы до-
бавили в многоспектральный сканер ультрафиолетовый диапазон наблюдения, не
имея на то каких-либо научных обоснований. Этот диапазон никогда ранее не ис-
пользовался. При космических наблюдениях в ультрафиолете происходит большое
поглощение и рассеяние в атмосфере, а с самолета съемка в ультрафиолете вполне
возможна. Значит, можно было надеяться на обнаружение новых эффектов, что в
принципе и подтвердилось. Дешифрирование снимков в этом диапазоне, сделанных,
например, в районе озера Балхаш, по утверждению геолога Валях В.М. [48], много
лет изучавшего этот район, показало, что на снимках различаются некоторые разно-
видности песка, что совершенно не просматривается в видимом и ИК диапазонах.
При формировании системы "Ресурс" были выполнены и более солидные ра-
боты в области авиационной поддержки системы. Была разработана специальная
модификация самолета ТУ-104СХ (сельскохозяйственный вариант) для проведе-
ния съемок с относительно больших высот в интересах сельского хозяйства.
Во Франции нами был закуплен многоспектральный сканирующий комплекс фир-
мы "MATRA". Таких самолетов было сделано три. Два из них находятся в эксплуа-
тации до сих пор. Они оснащены уже нашей разработкой (1995 г.) самолетного
многоспектрального комплекса АГРОС, выполненного по заказу сельскохозяйст-
венного аэрокосмического Центра, в бытность его директором космонавтом
Поповичем Павлом Романовичем, с которым у нас в период перестройки сложи-
лись неплохие технические, но сложные финансовые отношения.
Наблюдательная, если можно так выразиться, часть системы завершалась бо-
лее чем десятью контрольно-калибровочными полигонами, назначение которых
очевидно из названия. Среди этих полигонов были типовые для СССР участки
суши и водные территории. Разрабатывались также небольшие автоматизирован-
ные контрольные платформы. Их разработка выполнялась под руководством
д.т.н. Тофика Кязимовича Исмаилова, выпускника МЭИС, очень активного и ком-
муникабельного человека, который сумел под тематику ИПРЗ создать в городе
Баку филиал нашего института. Начался мучительный процесс передачи под мощ-
ным давлением руководства Министерства и партийных деятелей нашей докумен-
тации в совершенно неподготовленный и еще не сформированный коллектив это-
го филиала. Но процесс остановился на ранней стадии, потому что в Азербайджане
начались трагические события. Исмаилов Т.К. был не только научным, но и актив-
ным общественным деятелем, он сделал очень много для воспитания научных
кадров в республике.
105
Добавлю несколько слов о нашем международном сотрудничестве в области
ДЗЗ.
Еще до работы с немецкой аппаратурой на модуле "Природа" станции "Мир"
мы приобрели опыт взаимодействия со специалистами из Шведской космической
корпорации (SSC). По соглашению между Главкосмосом СССР и SSC в шведском
Наземном измерительном пункте в г. Кируна (за Полярным кругом) при содейст-
вии Госкомитета по науке и технике СССР (начальник отдела А. В Богданов) и при
активном посредничестве ЗАО "Совзонд" (генеральный директор В.И. Михайлов)
нами была установлена аппаратура для приема спектрозональной информации с
КА "Ресурс-ОГ №3 на скорости 7,6 Мбит/с (1995 г.).
Работа развивалась успешно. Шведским специалистам удалось показать, что
информация со сканера среднего разрешения МСУ-СК является уникальной и зани-
мает нишу между метеорологической (КА "NOAA") информацией и информацией с
КА "Лэндсат" и "Спот", что вызвало заметный интерес на международном рынке дан-
ных ДЗЗ. Это был, по сути дела, прорыв в данной области, но вместо одобрения
результатов нашей деятельности мы получили от Росавиакосмоса клубок организа-
ционных, технических и финансовых проблем, который так и не удалось распутать.
Но аппаратура в г. Кируна работала отлично. Ее создавали и вводили в эксплуа-
тацию наши сотрудники Тучин Ю.М., Шишкин Г.В., Березкин В.В., Межевов В.П.,
Новиков М.В., Галямина М.С. и другие.
106
V. ОТ ТЕЛЕВИДЕНИЯ
К ЗАПОМИНАЮЩИМ
УСТРОЙСТВАМ
Фрагмент панорамы с орбитального КА “Марс-5”, 1974 г.
Бортовое ЗУ ЭА-062 и однострочная камера ЭА-048.
После возвращения в 1963 году коллектива СКБ-567 в НИИ-885 Ходареву Ю.К.,
заместителю главного конструктора, ставшему известным в космических кругах че-
ловеком, которого знал и уважал Королев С.П., при переходе предложили долж-
ность главного инженера НИИ-885. Хотя до него эту должность некоторое время
занимал академик Пилюгин Н.А.(!), Юлий Константинович лично для себя считал
ее унизительной в той конкретной ситуации. Но в его подчинении оставили отдел,
занимавшийся бортовой радиоаппаратурой для систем дальнего космоса. Результат
такой перестановки, в конечном счете, был негативный. Ходарев Ю.К. после защи-
ты докторской диссертации перешел во вновь образованный Институт космичес-
ких исследований АН СССР на должность заместителя директора. Дальнейшую
судьбу этого незаурядного человека я описывать не буду, но отмечу только, что
контакт с ним мы поддерживали длительное время.
При переводе в НИИ-855 возникла реальная угроза ликвидации непрофильно-
го для института телевизионного направления, с соответствующими последствиями
для коллектива лаборатории, которая была мне доверена. Подобная, но менее ост-
рая ситуация возникла в части направления магнитных запоминающих устройств,
широко востребованных для телеметрических систем. Но и по сохранению в институ-
те тематики телеметрических систем не было однозначного мнения. Отдел запомина-
ющих устройств (ЗУ) в СКБ-567, возглавляемый Долиным Борисом Борисовичем,
обладал большим высокопрофессиональным коллективом разработчиков электро-
механики и электроники и хорошим конструкторским потенциалом. Многие раз-
работки отдела запоминающих устройств были запущены на серийных заводах и
сданы на вооружение.
Мы очень быстро, буквально с полуслова, договорились с Долиным Б.Б. о
создании объединенного специализированного отдела с собственным КБ и, если
это будет возможно, с цехом точной механики и вышли с этим предложением к
Рязанскому М.С. — главному конструктору НИИ-855. Он принял наше предложе-
ние. Впоследствии я понял и неоднократно убеждался в этом, что Рязанский М.С.,
широко мыслящий человек, был склонен поддерживать создание новых направле-
ний в институте: будь то микроэлектроника, вычислительная техника, лазерная
техника и др. Для нас было важно, что мы обрели самостоятельность, и будем
находиться в непосредственном подчинении главного конструктора. Через
несколько лет Долин Б.Б., показавший себя хорошим техническим специалистом
широкого профиля и способным руководителем, стал главным инженером всего
института.
После ухода Долина Б.Б. на повышение весь отдел №53 "достался" мне, что
потребовало от меня освоения техники магнитной записи, хотя бы в общих чертах,
и постоянного напряжения на производстве.
108
Моим заместителем по научной части стал Носов Борис Иванович, хороший
специалист в области магнитной записи, уравновешенный и организованный человек,
которому только излишняя придирчивость к самому себе не позволила защитить уже
написанную диссертацию. Вот совместно с Носовым Борисом Ивановичем мы
подготовили этот раздел.
Другим моим заместителем по так называемым "общим вопросам" был Вихман
Моисей Иосифович — уже немолодой человек, ветеран войны, один из первых форсиро-
вавший Днепр. Отличался удивительной добротой и природной мудростью. Был
фактически хозяином отдела, и все сотрудники, мужчины и женщины, ходили к нему
посоветоваться по любому поводу.
Он не получил высшего образования, но имел опыт организационной работы, ко-
торый приобрел ранее на должности главного диспетчера моторного завода. Любил
дисциплину, порядок и хорошо отслеживал производственные вопросы. Занимался всем:
организацией питания сотрудников и внешним оформлением отдела, экономико-
финансовыми и множеством других дел, которые создают благоприятную трудовую
обстановку в коллективе.
После ухода Вихмана М.И. на пенсию мне не удалось найти ему вполне полноцен-
ной замены, о чем неоднократно мне напоминали многие сотрудники отдела.
Но все же после у меня были другие заместители, молодые энергичные люди. Один
из них — Картавый Сергей Васильевич, длительное время потом работал главным
инженером всего института.
Как следует из предыдущих разделов, во многих случаях применения телеви-
зионных систем, за исключением ФТУ, их системная эффективность определяется
наличием ЗУ, работающих с ними совместно. Используя попавший в наше распо-
ряжение потенциал разработчиков магнитных ЗУ, мы организовали разработку ря-
да приборов, специализированных для применения в космических телевизионных
системах, предъявляющих свои особые требования. Это было не только не в ущерб
другим направлениям, но и способствовало их развитию и в дальнейшем расшире-
нию сферы применения наших разработок в других заказах.
* * *
Основным отличием ЗУ для записи и воспроизведения видеоинформации от
приборов для телеметрических систем были повышенные требования к объему
записи без увеличения габаритно-массовых характеристик, но при некотором
уменьшении достоверности, а также обеспечение непрерывности и синхронности
записи и воспроизведения в течение сеанса запоминания и передачи видеоданных.
В начальный период для телеметрических систем уже использовались, правда
робко, цифровые методы, но плотность записи была невелика, а синхронность ра-
боты не обеспечивалась. Гораздо большую плотность в то время давала узкополос-
ная аналоговая запись на магнитной ленте. Этот метод на высоком научном уровне
109
разрабатывался на кафедре радиовещания и акустики МЭИС под руководством мо-
его сокурсника профессора Гитлица Максима Владимировича, и мы поручили ему
разработать макет такого устройства. Доведение электроники и электромеханики
нового синхронного запоминающего устройства было сделано Чемодановым В.П.,
руководителем группы инженеров-исследователей в лаборатории Говорова В.М.
Им удалось совместно с конструкторами добиться устойчивой работы системы
транспортирования магнитной пленки, обеспечившей синхронизацию записи-
воспроизведения при хороших массогабаритных характеристиках прибора, получив-
шего наименование ЭА-002. Ведущим конструктором прибора был Долгоносов Ю.Б.
Прибор стал базовым, неоднократно модифицировался и потом использовался во
многих проектах под шифром ЭА-062.
Чтобы получить необходимые нам конечные характеристики приборов, мы
были вынуждены организовать разработку и изготовление собственных, в том чис-
ле многоканальных, магнитных головок. Заслугой Долина Б.Б. было создание для
этой цели еще в СКБ-567 отдельной лаборатории, имевшей в своем распоряжении
специализированный производственный участок с высококлассными слесарями-
сборщиками.
Поскольку у нас не было массового производства ЗУ, подобная технология
была вполне приемлемой и даже очень полезной, потому что новые разработки и
усовершенствования очень быстро внедрялись в практику. Начальниками лабора-
тории были Маркин А.М., а затем Трыков Г.К., которые очень хорошо знали свое
дело и занимались не только магнитными головками, но и обеспечением ЗУ
магнитными носителями, что представляло для нас большую проблему.
Для телеметрических ЗУ, которым зачастую предъявлялись жесткие требования
по температурным и механическим воздействиям, первоначально использовались
такие экзотические носители как стальная магнитная лента или очень тонкая
(до 20 мкм) магнитная проволока. Такой подход использовался в авиации для
"черных ящиков". Небольшая плотность записи на таких носителях при общей тен-
денции увеличения объема памяти вынуждала нас переходить на пластмассовую маг-
нитную ленту, по типу той, которая использовалась в бытовой аппаратуре. Но один к
одному бытовую ленту применять было нельзя, так как она не обладала стабильными
свойствами при хранении, не выдерживала требуемый температурный диапазон,
выделяла со временем клейкие компоненты. Необходима была профессиональная
магнитная лента, которая выпускалась за рубежом и никак не могла быть освоена на
единственном пригодном для этих целей производстве на Шосткинском химкомби-
нате.
Несмотря на действующие в то время жесткие запреты на использование в на-
шей аппаратуре импортных комплектующих изделий и материалов, мы добились та-
кого разрешения, чему способствовало небольшое требуемое их количество. Ленты
разных типов закупались у ведущих зарубежных фирм (АМРЕХ, BASF) конечно же,
без указаний целей их использования. Затем партии лент проходили у нас отбор и
ПО
жесткую сертификацию. В результате они становились, зачастую, лучше и надежнее,
чем у производителей и успешно использовались в нашей аппаратуре. Обязательным
условием такой закупки "за валюту" было очередное требование руководства обеспе-
чить воспроизводство отечественного аналога на Шосткинском химкомбинате.
Насколько я помню, это требование ни разу не было выполнено в полном объеме.
Трудности с магнитными носителями подтолкнули нас к проведению собствен-
ных разработок в этой области: созданию технологии изготовления "плющенной"
стальной микропроволоки и металлизированной пластмассовой магнитной ленты
(в кооперации с внешними организациями). Но в силу ограниченности наших ресур-
сов экспериментальную технологическую установку для них до промышленного
уровня довести не удалось, несмотря на большую активность и изобретательность на-
ших сотрудников Денисова Бориса Петровича и Трыкова Германа Константиновича.
* * *
Впервые запоминающее устройство ЭА002 было использовано на
КА "Метеор-Природа" №1 и №2 (1974-1978 гг.).
Это ЗУ обеспечивало непрерывную запись в течение 6 минут видеоинформа-
ции с четырех спектральных каналов сканирующего устройства малого разрешения
ЭАОЗЗ. Режим записи по команде включался в момент пролета КА над заданным
районом земной поверхности, а режим воспроизведения — при нахождении КА в
зоне радиовидимости приемного пункта, и записанная информация по радиоли-
нии передавалась для регистрации в аппаратуре приемного пункта.
В бортовом ЗУ каждый спектральный канал записывался методом узкополос-
ной записи на отдельную дорожку магнитной ленты шириной 6,25 мм. При воспроиз-
ведении с ЗУ получалось четыре низкочастотных видеосигнала, аналогичных
сигналам, поступающим на вход прибора в режиме записи.
Отличительной особенностью ЗУ ЭА062 было то, что в нем использовался одно-
катушечный лентопротяжный механизм [п4], в котором магнитная лента выводится
из рулона с бобышки катушки и после прохождения ленты мимо блока магнитных го-
ловок записи и воспроизведения наматывается на наружный слой рулона ленты. Пу-
тем склейки концов рулона магнитной ленты он превращается в бесконечную петлю.
В таких лентопротяжных устройствах магнитная лента перемещается в одном направ-
лении и не требуется режима перемотки ленты, который необходим в двухкатушечных
лентопротяжных механизмах. Существенно сокращались габариты и масса ЗУ, за ко-
торые мы постоянно боролись. ЗУ с бесконечной петлей не было нашим оригиналь-
ным решением. Мы его позаимствовали у какого-то американского бортового ЗУ,
точную ссылку на которое сделать сейчас затрудняюсь (кажется, с КА "Нимбус").
В однокатушечных лентопротяжных механизмах используется специальная
конструкция катушки, обеспечивающая минимальное трение рулона о катушку, и
"скользкая" магнитная лента с нанесенным специальным антифрикционным
покрытием для уменьшения межвиткового трения ленты в рулоне.
111
Учитывая положительный опыт и перспективы применения запоминающих
устройств для записи видеоинформации на спутниках, был разработан новый при-
бор — ЭА083, в котором использовался тот же тип лентопротяжного механизма, что
и в приборе ЭА062, но применялась более совершенная элементная база электрон-
ных устройств и также производилась узкополосная аналоговая запись четырех
каналов информации.
Прибор ЭА083 в составе бортового радиотелевизионного комплекса (РТВК)
был использован на КА типа "Метеор-Природа" (4 КА), типа "Океан-Э" (2 КА) и
"Океан-01" (8 КА). На последнем КА кроме записи информации от сканирующих
устройств записывалась информация от радиолокатора бокового обзора, устанав-
ливаемого на этих спутниках. ЗУ ЭА083 в составе РТВК применялся также на
КА "Океан-О" ("большой Океан") и на КА "Сич-1М".
Разработка прибора ЭА083 была проведена в лаборатории к.т.н. Аксенова
Владимира Андреевича, ведущим разработчиком был Пузаков Николай Павлович,
ведущим конструктором — Поздняков Иван Васильевич — оба весьма талантливые
и опытные специалисты в области электроники и электромеханики.
В связи с развитием космических систем ДЗЗ возникла задача значительного
повышения объема памяти ЗУ и обеспечения процессов записи-воспроизведения
информации без существенных потерь качественных характеристик воспроизводи-
мой информации. Эта задача уже не могла быть решена при использовании мето-
дов аналоговой записи информации, поэтому было разработано ЗУ ЭА093, в кото-
ром видеоинформация записывалась в цифровом виде (1978 — 1980 гг.).
Большой объем теоретических и экспериментальных работ, проводимых сотруд-
никами отдела магнитной записи к.т.н. Шуголем А.А, Гороном А.И., Шилиным Д.В.
и другими совместно с группой сотрудников под руководством профессора Гитлица
М.В. и научно-исследовательского отдела МЭИС, позволил довести продольную
плотность записи на магнитной ленте до 800 дв.ед./мм, а объем памяти ЗУ до 5,4 Гбит.
Применение системы автоматического регулирования равномерности скорости
движения магнитной ленты, как в режиме записи, так и в режиме воспроизведения
обеспечило синхронную выдачу записанной информации, что позволило совме-
щать режим воспроизведения ЗУ с непосредственной передачей информации от
датчиковой аппаратуры КА в цифровых системах передачи информации.
В этом ЗУ для повышения достоверности воспроизводимого сигнала примене-
но при записи избыточное групповое кодирование входной информации, которое
позволяет исправлять одиночные ошибки и обнаруживать групповые ошибки, вызы-
ваемые, в основном, дефектами магнитной ленты, возникающими при ее производ-
стве и эксплуатации. Скорость входной информации составляла 15,36 Мбит/сек.
На магнитной ленте записывалось 17 дорожек со скоростью 1,6 Мбит/сек по
каждой дорожке. При воспроизведении происходило декодирование сигнала и
устранение возникающих в тракте запись-воспроизведение ошибок. Введение
такой избыточности обеспечивало вероятность ошибки на символ не хуже 10-5.
112
В ЗУ ЭА093 применялся двухкатушечный лентопротяжный механизм с располо-
жением катушек с магнитной лентой в одной плоскости. Магнитная лента протягива-
лась относительно головок записи и воспроизведения с помощью ведущего вала и
двух прижимных обрезиненных роликов с постоянной скоростью за счет электронной
стабилизации скорости вращения ведущего вала. Постоянство натяжения магнитной
ленты в тракте лентопротяжного механизма создавалось за счет двух пружинных дви-
гателей, воздействующих на приемную и подающую катушки, соединенных между со-
бой с помощью зубчатых колес и цилиндрического дифференциала (весьма эконо-
мичное оригинальное конструкторское решение, предложенное Смирновым Ю.Л.).
Разработка конструкции прибора ЭА093 проводилась в отделе Дементьева В.И.,
ведущими конструкторами по лентопротяжному механизму и прибору в целом
были Поздняков И.В. и Стариков Е.М.
Прибор ЭА093 выпускался в двух модификациях — ЭА093АМ и ЭА093М.
В приборе ЭА093АМ записывалась и воспроизводилась информация в виде
двух полупотоков, со скоростью 3,84 Мбит/сек в каждом полупотоке. Время запи-
си и воспроизведения — до 6,4 мин.
В приборе ЭА093М имелось две скорости записи информации — 15,36 Мбит/с
и 0,96 Мбит/с. Время записи — до 6,4 мин или до 102,4 мин. Скорость воспроизве-
дения информации — 15,36 Мбит/с, время воспроизведения — до 6,4 мин.
Прибор ЭА093АМ использовался для запоминания информации от
сканирующих устройств в системе бортового информационного комплекса (БИК)
КА "Ресурс-01" № 1, № 2 и № 3.
Прибор ЭА093М использовался также в составе унифицированной бортовой
информационной системы БИСУ-П на КА "Ресурс-01" № 4, на КА "Океан-О" и на
модуле "Природа" пилотируемой космической станции "Мир".
Рекордсменом того времени (1991 г.) стало ЗУ ЭА-100, предназначенное для
записи больших потоков видеоинформации. Его параметры: запись — 90 Мбит/с,
воспроизведение — 45 Мбит/с. Разработчики — Аксенов В.А., Шуголь А.А. и др.
Последние годы от использования ЗУ на магнитной ленте мы перешли на ЗУ на
жестких дисках, применяемых в стандартной вычислительной технике, приспособив
их для работы на борту КА. Это дало резкое улучшение всех характеристик ЗУ Тако-
го типа ЗУ (ЭА-233) использовались на КА "Метеор-ЗМ" в 2001 году. Потом был сде-
лан еще один шаг — переход целиком на твердотельную память типа "флэш". Эта ра-
бота выполнялась под руководством Ершова А.Н., ныне начальника отделения ДЗЗ.
Но все же разработка ЗУ — самостоятельное техническое направление, отлич-
ное от космического телевидения, что вынуждает меня быть предельно кратким в
изложении данного раздела, материалы которого имеют в значительной степени
справочный характер.
Имеются и другие приборные и технологические разработки, поддерживающие
и заслуживающие специального рассмотрения. Но неумолимый "фактор времени"
напоминает о том, что пора заканчивать несколько затянувшиеся воспоминания.
113
ПОСЛЕСЛОВИЕ
Напрашивается последний короткий раздел с типовым названием "итоги и
перспективы". За 50 лет развития космического телевидения сделано очень много,
но техника последние годы так быстро движется вперед, что облик космических те-
левизионных систем сильно меняется, особенно вследствие бурного развития тех-
нологий получения и обработки изображений. Цифровые фотокамеры на основе
приборов с зарядовой связью (ПЗС), матрицы и линейки, цифровая память сдела-
ли совершенно ненужными фототелевизионные системы для космических иссле-
дований, хотя в некоторых особых случаях для целей наземной картографии фото-
пленка еще используется на спутниках и самолетах.
Оптико-механические системы сохранили свое положение в космической
телевизионной технике и достаточно широко используются в сочетании с ПЗС ли-
нейками и матрицами. Пока оптико-механические системы остаются монополис-
тами при создании приборов, работающих за пределами оптического диапазона,
прежде всего — в тепловом, для которого еще не созданы многоэлементные фото-
приемники, приемлемые по характеристикам. В целом космическое телевидение,
как научно-техническая отрасль, активно развивается, и расширяется диапазон ее
использования: астрофизические исследования, наблюдение Солнца и другие
направления, требующие иных характеристик телевизионных приборов, чем
используемые для исследования планет.
На этом пора закончить очерки, но, перечитывая черновик, я понял, что все
же мало написал о людях, творивших космическую телевизионную технику в усло-
виях многочисленных технических, временных и организационных ограничений и
добивавшихся блестящих результатов.
Образы моих коллег и добрых друзей выплывают из моей памяти, я слышу их
голоса, разговоры, дискуссии, вижу действия и поступки так ярко, как будто бы они
происходили совсем недавно. Поэтому я нигде не смог поставить дату смерти мно-
гих моих сотоварищей, которых уже нет — для меня они живы. Просто уехали в
дальнюю командировку, как это бывало раньше.
Не хочется завершать воспоминания на грустной ноте. Ведь кроме серых тру-
довых будней у нас были великолепно организованные праздники, летние и зим-
ние "дни здоровья", а в особенных случаях — коллективные встречи в ресторане, где
мы отмечали наши мировые достижения в космическом телевидении.
114
Необходимо подчеркнуть, что все наши достижения в области космического
телевидения были бы не осуществимы без мощного радиотехнического обеспечения
космических полетов бортовыми и наземными радиокомплексами, которые рассмот-
рены в ряде специальных монографий, выпущенных сотрудниками нашего института
[49,50,51].
В заключение большая благодарность:
—	моей дорогой жене Маргарите Павловне за поддержку и долготерпение;
—	моему сыну Владимиру и внуку Кириллу, активно способствовавших
написанию данных воспоминаний;
—	моим сотрудникам Людмиле Михайловне Степахиной, Галине Владими-
ровне Эджумян, Игорю Алексеевичу Морозову за большую работу по оформлению
рукописи;
—	всем моим сослуживцам и коллегам, дополнившим воспоминания
полезной технической и персональной информацией.
Особая благодарность — руководству ОАО "Российские космические
системы" и персонально руководителю пресс-службы Зубахину Александру
Федоровичу за содействие в издании настоящих воспоминаний.
Москва, 2009-2010
115
ЛИТЕРАТУРА
1.	А.С. Селиванов. Космические фототелевизионные устройства. Воспомина-
ния разработчика. — История телевидения, 1(2), 1998. — С. 12-32.
2.	Вехи истории. 60 лет ФГУП "Российский НИИ космического приборостро-
ения". - М.: ЭЛЬФ ИПР, 2006. - 88 с.
3.	А.С. Селиванов. Космос — миру. Телевизионные системы для исследования
планет. — М.: Знание, 1990. — С.64.
4.	А.С. Селиванов. Вклад Российского НИИ космического приборостроения
в развитие космического телевидения. — Вопросы радиоэлектроники. Серия
"Техника телевидения", вып. 1. — С.-Петербург: ФГУП "НИИТ", 2009. — С.38-46.
5.	А.М. Трахтман, В.К. Старцев. История НИИ космического приборострое-
ния / Под ред. Л.И. Гусева. — М.: ТОО "Прессинг". — Вып.1, 1994, 67 с. — Вып. 2,
1996, 234 с.
6.	С.И. Катаев. Возможность передачи телевизионной картины с помощью уз-
кой полосы частот. — М.: Радиотехника, 1937. — №2. — С.71-80.
7.	Атлас обратной стороны Луны / Под ред. Н.П. Барбашова, А.В. Михайлова,
Ю.Н. Липского. - М.: АН СССР, 1960. - 147 с.
8.	П.Ф. Браславец, И.А. Росселевич, Л.И. Хромов. Космическое телевидение. —
М.: Связь, 1967. - 136 с.
9.	Л.К. Цицулин. Телевидение и космос. — С-Петербург: ЛЭТИ, 2003. — 223 с.
10.	Mariner IV to Mars — Flight International, 1965, 88, № 2940. — P.108.
11.	Л.Д. Кософский, Г.К. Брум. Фотографическая аппаратура спутника, запу-
щенного на селеноцентрическую орбиту. — (Перевод из JSMPTE, 1965, IX, 4, № 9. —
Р.773-779).
12.	Б.Е. Черток. Ракеты и люди. — М.: Машиностроение. — Книга 2, 1996,
446 с. - Книга 3, 1997. - 536 с.
13.	Ю.Н. Липский. Особенности изучения первых фотографий обратной сторо-
ны Луны. — Искусственные спутники Земли. АН СССР, 1961. — Вып. 9. — С. 3-19.
14.	А.С. Селиванов, Г.М. Алешин, Г.А. Голенко, М.К. Нараева, И.Ф. Синель-
никова, А.Г. Шабанов. Фототелевизионные устройства для космических исследова-
ний. М.: Техника кино и телевидения, 1969. — №7. — С.3-12.
15.	Атлас обратной стороны Луны / Под ред. Ю.Н. Липского. — М.: Наука,
1967. - Часть 2. - 236 с.
16.	Александр Игнатьевич Лебединский (1913-1967). — МГУ, 1977. — 51 с.
116
17.	Поверхность Марса / Под ред. А.В. Сидоренко. — М.: Наука, 1980. — 238 с.
18.	Первые панорамы лунной поверхности / Под ред. Ю.И. Ефремова. — М.:
Наука, 1966. — 101 с.
19.	Первые панорамы лунной поверхности / Под ред. Ю.И. Ефремова. — М.:
Наука, 1969. - Т.П. - 71 с.
20.	А.С. Селиванов, Ю.М. Гектин, В.В. Кержанович, М.К. Нараева, А.С. Пан-
филов, В.П. Чемоданов, П.А. Чочиа. Съемка облачного слоя Венеры с орбитально-
го аппарата станции "Венера-9". — Космические исследования, 1978. — T.XVI. —
Вып. 6. - С.877-884.
21.	R. Barnhart. NASA considers facsimile camera. — Missiles and Rockets, 1966,
18, №21. - P.35-36.
22.	Первые панорамы поверхности Венеры / Под ред. М.В. Келдыша. — М.:
Наука, 1979. - 132 с.
23.	И.М. Бокштейн, М.А. Кронрод, П.А. Чочиа, Ю.М. Гектин. Обработка те-
левизионных панорам поверхности Венеры, переданных спускаемыми аппаратами
станций "Венера-13" и "Венера-14". — Космические исследования, 1983. — T.XXI. —
Вып. 3. - С. 190-200.
24.	Атлас Марса по данным радиометра "Термоскан" / Под ред. А.С. Селива-
нова. - М.: АСКОНТ, 1998. - 48 с.
25.	Г.А. Аванесов, Я.Л. Зиман, В.И. Тарнопольский и др. Телевизионные съем-
ки кометы Галлея. — М.: Наука, 1989. — 295 с.
26.	Г.А. Аванесов, Б.С. Жуков, Я.Л. Зиман и др. Телевизионные исследования
Фобоса. — М.: Наука, 1994. — 168 с.
27.	А.С. Селиванов, Ю.М. Гектин, М.К. Нараева, А.С. Панфилов, А.Б. Фокин.
О динамических явлениях, зарегистрированных на панорамах поверхности Вене-
ры, переданных АМС "Венера-13, -14". — Космические исследования, 1983. —
T.XXI. - №2. - С.200-204.
28.	А.Л. Кемуаржиан, В.В. Громов, И.Ф. Каждиало и др. Планетоходы. — М.:
Машиностроение, 1998. — 400 с.
29.	Система непрерывного отображения информации на пермахоне. Радио-
электроника за рубежом. — М.: Сов.радио, 1967, (перевод из JEEE Confer, on
Military Elects., 1965, 22-24/IX).
30.	О.Г. Ивановский. Ракеты и космос в СССР. Заметки секретного конструк-
тора. — М.: Молодая гвардия, 2005. — 318 с.
31.	Передвижная лаборатория на Луне. Луноход 1 / Под ред. А.П. Виногра-
дова. — М.: Наука, 1971. — 128 с.
32.	Передвижная лаборатория на Луне. Луноход 1 / Под ред. В.А. Барсукова. —
М.: Наука, 1978. - Том 2. - 183 с.
33.	В.В. Шаронов. Природа планет. — М.: Физматгиз, 1958. — 552 с.
34.	П. Ветлов. Космическая система "Метеор" на службе гидрометеорологии. —
Исследование Земли из космоса, 1980. — №2. — С. 11-27.
117
35.	И.И. Башилова, Г.В. Махин. Геология Земли их космоса. — Природа, М.:
Наука, 10, 1975. - С.33-73.
36.	Ю.С. Апостолов, А.С. Селиванов. Многоспектральные съемки природных
образований оптико-механическим сканирующим комплексом "Фотосканер". —
Аэрометоды в географии. — М.: МФГО, 1974. — С. 17-19.
37.	Г.В. Махин. О применении материалов многоспектральных сканерных
съемок для изучения геологических структур. — М.: МФГО, 1974. — С.20-22.
38.	А.С. Селиванов, Ю.М. Гектин, А.С. Панфилов, А.Б. Фокин. Исследование
условий съемки поверхности океана в спектральном диапазоне 0,4-1,1 мкм. —
Исследование Земли из космоса, 1981. — №5. — С.82-89.
39.	М. Назиров. Льды и взвеси как гидротермодинамические трассеры. —
Ленинград: Гидрометеоиздат, 1982. — 164 с.
40.	Ю.В. Трифонов. Спутники серии "Метеор" предназначенные для изучения
Земли из космоса. — Исследование Земли из космоса, 1981. — №5. — С.8-20.
41.	А.М. Волков. Научно-исследовательскому центру изучения природных ре-
сурсов — 25 лет. // Труды ГосНИЦИПР, вып. 45. — С.-Петербург: Гидрометеоиздат,
1993. - С.5-21.
42.	Ю.В. Трифонов. Космические аппараты дистанционного зондирования
Земли. - М.: ФГУП "НПП ВНИИЭМ", 2008. - 169 с.
43.	А.С. Селиванов, Ю.М. Тучин. Оперативная система наблюдения Земли
"Ресурс-01". — Исследование Земли из космоса, 1988. — №3. — С.101-106.
44.	К. Лантратов. Аппаратура ЦСКБ для исследования природных ресурсов
Земли (обзор). — Новости космонавтики, 1996. — № 26.
45.	Ю.М. Гектин, М.В. Новиков. Многозональная сканирующая система для
дистанционного зондирования Земли // Труды ГОСНИЦИПР, выпуск 45. —
С.-Петербург: Гидрометеоиздат, 1999. — С. 116-124.
46.	Г.А. Аванесов, В.Д. Глазков, Я.Л. Зиман и др. Многозональная сканирующая
система "Фрагмент". — Исследования Земли из космоса, 1981. — №5. — С.45-55.
47.	А.И. Калмыков, В.Б. Ефимов, С.С. Кавелин и др. Радиолокационные систе-
мы ИСЗ "Космос-1500". — Исследование Земли из космоса, 1984. — №5. — С.84-93.
48.	В.М. Валях. Аэрофотографические и сканерные аэрометоды при инженер-
ных геологических исследованиях. — М.: Недра, 1982. — 205 с.
49.	Радиосистемы межпланетных космических аппаратов / Под ред. А.С. Вин-
ницкого. — М.: Радио и связь, 1993. — 328 с.
50.	Е.П. Молотов. Наземные радиотехнические системы управления космиче-
скими аппаратами // Труды ФГУП "РНИИ КП". — М.: Физматиздат, 2004. — 256 с.
51.	Радиотехнические комплексы для управления дальними космическими
аппаратами и для научных исследований / Под ред. Е.П. Молотова // Труды ФГУП
"РНИИ КП". - М.: Физматиздат, 2007. - 232 с.
118
ПРИЛОЖЕНИЯ 1-12
ИЗБРАННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
Фрагмент панорамы поверхности Венеры.
СА "Венера 14", 1982 г. Камера ЭА077.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Фрагмент снимка обратной стороны Луны, полученного с КА “Зонд-З”, 1965 г.
А. С СЕЛ ИВАНОВ, Г. М. АЛЕШИН, Г. А. ГОЛЕНКО, М. К. Н А Р А Е В А,
И. Ф. СИНЕЛЬНИКОВА, А. Г. ШАБАНОВ
ФОТОТЕЛЕВИЗИОННЫЕ УСТРОЙСТВА
ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Начиная с 1959 г., когда впервые была
получена фотография обратной стороны
Луны [1], фототелевизионная техника на-
шла широкое применение в космических ис-
следованиях, поскольку сочетание фотогра-
фического запоминания больших объемов
видеоинформации и телевизионного спосо-
ба ее последующей передачи позволяет по-
строить приборы, которые в настоящее вре-
мя наиболее полно удовлетворяют всем тре-
бованиям, предъявляемым к бортовой ап-
паратуре автоматических научных станций.
При разработке фототелевизионных уст-
ройств (ФТУ), предназначенных для иссле-
дования планет, возникает ряд сложных
задач по обеспечению их надежного функ-
ционирования в условиях длительного кос-
мического полета и качественной передачи
изображений с расстояний, измеряемых де-
сятками и сотнями миллионов километров.
Эти задачи были решены в устрой-
ствах, принципы построения и основные ха-
рактеристики которых рассмотрены в на-
стоящей статье.
Первые ФТУ, которые предполагалось
использовать для съемки Марса и Венеры,
были разработаны в I960 г. На рис. 1 по-
казан внешний вид ФТУ, установленного на
автоматической межпланетной станции
«Марс-1» (1962 г.) [2]. Основные техничес-
кие характеристики этого устройства при-
ведены в таблице. Его конструкция содер-
жит объединенные с помощью несущей
рамы автономные узлы и блоки, выполняю-
щие самостоятельные функции. Фотографи-
ческая камера, оснащенная двумя объекти-
вами с различными фокусными расстоя-
ниями, производит циклическую съемку на
перфорированную фотопленку шириной
70 мм. В каждом цикле использовались
квадратный мелкомасштабный и прямо-
угольный крупномасштабный кадры (рис. 2)_
Для согласования циклического хода плен-
ки в фотокамере и непрерывного ее дви-
жения в смежных блоках были установле-
ны промежуточные накопители.
В состав ФТУ типа «Марс-1», помимо
блоков, предназначенных для фотографи-
рования и обработки пленки, для питания
и управления приводом лентопротяжного
тракта и развертывающего устройства, вхо-
дили также блоки кодирования сигнала,
модуляции поднесущей частоты и синхро-
низации. Для повышения надежности рабо-
120
4
Техника кино и телевидения, 1969, 7
Рис. !
ческой межпланетной станции «Зонд-З»
в 1965 г. [4].
«Зонд-З» имитировал полет к Марсу,
а в качестве объекта съемки была выбрана
Луна. При этом ставилась задача получить
изображение той части обратной стороны
Луны, которая не была отснята в 1959 г.
со станции «Луна-3». ФТУ этого типа уста-
навливались также на искусственном лун-
ном спутнике «Луна-12» [5] (для крупно-
масштабной съемки экваториальных участ-
ков, лунной поверхности с высоты 100 км)
и на автоматической межпланетной стан-
ции «Венера-3» [6]. Эти устройства, в отли-
чие от ФТУ типа «Марс-1», имеют единый
безнакопительный лентопротяжный тракт,
в котором движение пленки во всех режи-
мах производится от одного приводного ме-
ханизма. Здесь при сохранении практически
той же четкости (см. таблицу) используется
Рис. 2
гы развертывающее устройство и все элект-
ронные блоки дублировались. Таким обра-
зом, описанное ФТУ представляло собой
автономный и довольно сложный фотогра-
фический и радиотехнический комплекс. Он
осуществлял прием, запоминание, воспроиз-
ведение и многократное преобразование
видеоинформации.
ФТУ типа «Марс-1» вполне удовлетворя-
ли поставленным требованиям, и многие
принципы, заложенные в их конструкции,
оказались плодотворными и послужили ос-
нованием для дальнейших разработок кос-
мических фототелевизионных систем [3].
С современной точки зрения эти ФТУ име-
ли большие габариты и вес, недостаточную
универсальность и потребляли сравнитель-
но большое количество энергии. Впослед-
ствии на основе накопленного опыта кон-
струирования и эксплуатации были разра-
ботаны более совершенные ФТУ (рис. 3),
которые прошли испытания на автомати-
Рис. 3
121
Фототелевизионные устройства для космических исследований
Наименование параметр*	Тип ФТУ	
	«Марс**!»	«Зонд-З»
Вес» кг	 32	6,5 Мощность потребления при съемке, m . . .90	25 Мощность потребления при передаче, ат . .	50	20 Темп съемки, мин . .	4	1-4-4 Количество объекти- вов, шт.	 2	1 (сменный) Фокусное расстояние объективов, мм . . . 750 и 35	106 и др. Ширина пленки, мм . . 70 (перф.)	25,4 (неперф.) Формат кадра, мм X мц 48x49—	24x24 48X142 Объем памяти (в квад- ратных кадрах) ...	112	40 Число строк в квадрат- ном кадре ..... 1440, 720, 1100. 550, 68	67 Скорость передачи (стока/сек). ....		
более узкая (25,4 мм) неперфорированная
пленка, а состав электронных блоков огра-
ничен лишь теми, которые непосредственно
обеспечивают работу прибора: питание,
усиление сигнала и управление приводом.
Блоки прибора не дублированы, и каж-
дый прибор оснащается только одним лег-
косменяемым объективом. Новые конструк-
тивные решения позволили существенно
упростить прибор и, следовательно, повы-
сить его надежность. Они привели также
к резкому снижению его веса (до 6,5 кг),
что при необходимости позволяет дублиро-
вать приборы на космической станции.
1.	Принцип действия ФТУ типа «Зоид-З»
Рассмотрение работы отдельных блоков
и их взаимодействия в процессе функциони-
рования удобно вести, пользуясь схемати-
ческим изображением прибора со стороны
лентопротяжного тракта (рис. 4).
В отсеке 1 хранится рабочая часть фо-
топленки, практически нечувствительной
к тем дозам космической радиации, кото-
рые могут быть получены в течение дли-
тельного полета к объекту исследования.
Длина рабочей части рассчитана на Съемку
Ряс. 4
40 квадратных кадров. В лентопротяжный
тракт заправлен участок пленки, не покры-
тый эмульсией,— ракорд. В фотографичес-
кой камере пленка располагается на столи-
ке 2, установленном в фокальной плоскости
объектива 3 за затвором 4. Рядом с фото-
камерой находится устройство химико-
фотографической обработки пленки 5 и, да-
лее, сушильный отсек, состоящий из бара-
бана 6 и влагопоглотительного патрона 7.
В состав лентопротяжного тракта входят
также: следящие ролики 8, улавливающая
кассета с внутренней щелью 9, фильмовое
окно развертывающего устройства 10, ве-
дущий вал с прижимным роликом 11 и
приемная кассета 12.
После включения прибора сначала при-
водится в действие система термостатиро-
вания устройств обработки и сушки и, ко-
гда достигается необходимая температура,
начинается протяжка пленки. Она произво-
дится с помощью ведущего вала, который
имеет привод от двигателя 13. Пленка про-
ходит через щель в застопоренной кассете 9
и наматывается на приемную кассету 12.
При этом ее рабочая часть поступает в фо-
токамеру.
Команды на срабатывание затвора фото-
камеры подаются от программно-временнб-
122
6	Техника кино и телевидения, 1969, 7
го механизма, связанного с ведущим валом
и задающего темп съемки и количество экс-
понированных кадров. Часть пленки может
экспонироваться не через основной объек-
тив и затвор, а через боковое окно в кор-
пусе прибора, к которому присоединяется
спектрографическое устройство 18.
Обработка экспонированной пленки про-
изводится в отсеке 5 одновременно с про-
цессом фотографирования и в том же
темпе.
Когда конец обработанной пленки выхо-
дит из сушильного отсека и минует следя-
щие ролики 8, специальный механизм
фиксирует его внутри кассеты 9, и одновре-
менно эта кассета, ранее неподвижная, по-
лучает возможность вращаться. Таким обра-
зом, при дальнейшей работе прибора, свя-
занной с передачей изображения, движе-
ние пленки происходит между кассетами
9 и /2.
Передача изображения производится
с помощью развертывающего устройства,
отдельные элементы которого (10, 15, 16,
17) показаны на рис. 4. Там же видны
электронные блоки управления приводом и
формирования видеосигнала 14.
2.	Фотографическая камера
В фотокамере используется шторный за-
твор, который позволяет наиболее просто
обеспечивать установку объективов с раз-
личными параметрами, что расширяет воз-
можности использования прибора в косми-
ческих исследованиях. Затвор взводится и
срабатывает от управляющих электричес-
ких импульсов, экспонируя пленку двумя
автоматически чередующимися выдержка-
ми (номинально Чюо и Чзоо сек). Путем на-
стройки затвора можно изменять величины
выдержек примерно в 1,5 раза как в сторо-
ну увеличения, так и в сторону уменьшения.
Прибор рассчитан на съемку в равномер-
ном темпе 0,5 4- 1 кадра в минуту, т. е.
средняя скорость движения пленки через
фотокамеру не превышает 24 мм!мин, что
позволяет вести съемку на движущуюся
пленку без смазывания изображения. Дей-
ствительно, за время наиболее длинной
выдержки — Vioo сек — пленка перемещает-
ся лишь на 4 мк, что составляет */в элемен-
та разложения и не сказывается на качест-
ве передачи.
Выравнивание движущейся пленки в фо-
кальной плоскости объектива производится
за счет натяжения ее на поверхности опор-
ного столика. Рамка затвора ограничивает
кадр размером 24 X 24 мм. Одновременно
со съемкой объекта затвор экспонирует на
пленку изображение калиброванного полу-
тонового клина, предназначенного для
сквозного контроля канала обработки и пе-
редачи информации. Полутоновой клин,
имеющий в приборах первых образцов
круглую форму, был в дальнейшем заме-
нен прямоугольным, который занимает
меньшую часть полезной площади кадра.
Фотокамера вписывается в конструкцию
всего устройства; она проста и надежна
в работе. Вес затвора камеры, включая
встроенный в него привод, элементы авто-
матики и калибровки, 400 г.
3.	Обрабатывающее устройство
Для химико-фотографической обработки
пленки в приборе применено устройство,
состоящее из трех одинаковых камер-моду-
лей (рис. 5). Каждая камера имеет:
а)	цилиндрический корпус 1, изготовлен-
ный из химически стойкого титанового
сплава;
б)	ножевые резиновые губки 2, уплотняю-
щие камеру с раствором 3 при движении
через нее пленки 4 во время обработки;
в)	управляемые от отдельного привода
уплотнения 5, герметизирующие камеру до
и после обработки;
г)	сильфон 6, компенсирующий темпера-
турные изменения объема раствора и его
вынос обрабатываемой пленкой, а также
предотвращающий возникновение в камере
избыточного давления при изменениях дав-
ления окружающей среды;
123
Фототелевизионные устройства для космических исследований	7
д)	теплоизолирующий кожух 7 и нагре-
вательный элемент 8 системы термостаби-
лизации.
Емкость каждой камеры 28 мл. Рабочая
температура растворов +35±2,5°С. Про-
должительность каждой операции обработ-
ки 90 или 45 сек в зависимости от выбран-
ного темпа съемки. Сухой вес конструкции
составляет 540 г.
Обработка пленки производится путем ее
равномерного транспортирования через ка-
меры с вязкими растворами. Компенса-
ционные сильфоны и введенные в растворы
поверхностно-активные и связующие веще-
ства обеспечивают надежное контактирова-
ние растворов с пленкой, предотвращают
появление эффектов направленного прояв-
ния и механических повреждений эмуль-
сионного слоя.
Для обработки пленки применен специ-
альный процесс, обеспечивающий стабиль-
ное получение заданных параметров плен-
ки после длительного (несколько месяцев)
хранения растворов в бортовых условиях и
не требующий жесткой регламентации тем-
пературного и временного режимов обра-
ботки. Этот процесс обладает всеми до-
стоинствами одноступенного процесса, но,
в отличие от него, позволяет получать
в условиях невесомости качественные изоб-
ражения, не загрязненные продуктами
взаимодействия эмульсионного слоя пленки
с раствором. Изменение сенситометричес-
ких показателей обрабатываемой пленки
не связано с необходимостью согласования
скорости фиксирования и проявления, как
при одноступенно л процессе. Процесс не
требует также принудительной циркуляции
растворов в обрабатывающих камерах.
Путем выбора рецептуры растворов мож-
но в широких пределах варьировать сен-
ситометрические показатели пленки, уста-
навливая их в зависимости от решаемой
задачи — по светочувствительности в преде-
лах от 20 до 100 ед. ГОСТа 0,2; по коэф-
фициенту контрастности от 0,8 до 1,8 при
плотности вуали не выше 0,25 и разреше-
нии 80 4-90 мин/мм.
После прохождения камер пленка посту-
пает в отсек сушки и влагопоглощения об-
рабатывающего устройства. Здесь влаж-
ная пленка приводится в контакт со сво-
бодновращающимся барабаном, нагретым
до +70+-80° С. Выделяющаяся при этом
влага поглощается сорбентом, размещен-
ным в специальном патроне в непосред-
ственной близости от эмульсионного слоя
пленки. Температурный режим сушки и
условия влагопоглощения обеспечивают
стеклование реактивов, остающихся в
эмульсионном слое пленки после обработ-
ки, чем достигается высокая стабильность
полученных изображений при длительном
хранении в бортовых условиях.
4.	Развертывающее устройство
В описываемых ФТУ передача изображе-
ния производится с помощью оптико-меха-
нических развертывающих устройств типа
«бегущего луча» — для строчной разверт-
ки— в сочетании с прецизионной протяж-
кой пленки, используемой для кадровой
развертки. Выбор оптико-механических
средств передачи изображения был обус-
ловлен их высокой точностью, стабиль-
ностью и экономичностью, которые особен-
но проявляются при работе на низких ско-
ростях развертки, необходимых для пере-
дачи изображения с больших расстояний.
В ФТУ типа «Зонд-З» строчная разверт-
ка осуществляется с помощью малогаба-
ритного развертывающего устройства, вы-
полненного по автоколлимационной схеме
[7], показанной на рис. 6. Здесь уменьшен-
ное изображение апертурной диафрагмы 1,
освещаемой лампой 2, проецируется микро-
объективом 4 в фокальную плоскость ос-
новного объектива 6. Основной объектив
совместно с автоколлимационным зерка-
лом 7 переносит изображение диафрагмы,
которое является развертывающим элемен-
том, в другую точку фокальной плоскости
объектива 6, где располагается пленка 8.
Световой поток, прошедший через пленку
и фильмовое окно 9, собирается конденсо-
ром 10 на фотокатоде светоприемника 11.
Зеркала 3 и 5 служат для сокращения га-
баритов устройства.
В данном устройстве в качестве развер-
тывающего звена используется автоколли-
мационное зеркало 7, приводимое в движе-
ние кулачковым механизмом. Этот меха-
низм обеспечивает относительно медлен-
ный равномерный поворот зеркала вокруг
оси на заданный угол (20°) и быстрый воз-
врат его в исходное положение. Особен-
ность построения описанной развертки со-
стоит в том, что вращательное движение
зеркала 7 вызывает поступательное пере-
мещение развертывающего элемента —
124
светового пятна диаметром около 20 мк—
в фокальной плоскости объектива 6, благо-
даря чему расфокусировка развертывающе-
го элемента вдоль строки практически от-
сутствует. Длина строки 24 мм; строчная
развертка идет поперек пленки. Разверты-
вающее устройство обеспечивает необходи-
мую для выбранного стандарта разложе-
ния апертурную характеристику: глубина
модуляции в контрольной точке, соответ-
ствующей 1200 элементами в строке, со-
ставляет 40-4-50% в центре поля и
25-i-30%—на краю.
Основные элементы развертывающего
устройства объединены в легкосъемный
узел, внутри которого находится привод
зеркально-кулачкового механизма и объек-
тив с фокусным расстоянием 35 мм и отно-
сительным отверстием 1:2. Привод — двух-
скоростной, с соотношением скоростей 1:4.
Значения скоростей развертки определяют-
ся выбранным типом редуктора, но
максимальная скорость не превосходит
4 строк)сек. Вес всех элементов разверты-
вающего устройства 620 г.
Протяжка пленки (кадровая развертка)
производится синхронно со строчной раз-
верткой и в соответствии с выбранным ре-
жимом передачи по скорости и по четко-
сти. Помимо основного режима передачи
с максимальной четкостью 1100 элементов
в строке, предусмотрена работа с четкостью
550 элементов в строке при 550 строках
в кадре и 1100 (или 550) элементов в стро-
ке при 67 строках в кадре. Последний ре-
жим является служебным и предназначен
для быстрого просмотра и предварительной
оценки всей информации, полученной на
пленке, что позволяет в дальнейшем огра-
ничиться передачей лишь выбранных участ-
ков пленки, имеющих лучшее качество или
несущих наиболее ценную информацию.
5.	Построение лентопротяжного тракта
Принятая при проектировании конструк-
ции рассматриваемого ФТУ концепция без-
накопительного лентопротяжного тракта,
действующего от одного приводного меха-
низма, потребовала разработать экономич-
ный и надежный многоскоростной привод,
обеспечивающий движение пленки во всех
режимах работы прибора при фотографиро-
вании, передаче изображения и перемотке.
Минимально необходимое число режимов
по скорости привода при этом- равно 5—8 и
устанавливается в зависимости от конкрет-
ных условий использования прибора, при-
чем в большинстве случаев соотношение
крайних значений скоростей должно превы-
шать 100:1.
Сравнительный анализ показал, что по-
ставленным требованиям наиболее полно
удовлетворяет шаговый привод, который
позволяет без каких-либо механически пе-
реключаемых коробок передач изменять
скорость в очень широких пределах чисто
электронным путем. Для этой цели в ФТУ
типа «Зонд-З» применяется малогабарит-
ный двухфазный шаговый двигатель
ШД-1ЕМ, разработанный специально для
данного устройства (подобные двигатели
большей мощности использовались ранее
в ФТУ типа «Марс-1»).
Рассмотрим более подробно работу лен-
топротяжного тракта, пользуясь его кине-
матической схемой, показанной на рис. 7.
Конструктивную основу тракта и всего
прибора составляет весьма жесткий корпус
из магниевого сплава, на котором крепятся
125
Фототелевизионные устройства для космических исследований
&
основные элементы, определяющие движе-
ние пленки: подающая кассета 1, столик
фотокамеры 2, обрабатывающее устрой-
ство 3, сушильный барабан 4, следящие
ролики 5, улавливающая кассета 6, филь-
мовое окно с конденсором 7, ведущий вал
с прижимным роликом 8, приемная кассе-
та 9. Остальные узлы прибора, не показан-
ные на рис. 7: объектив, затвор, обрабаты-
вающее и развертывающее устройства и
некоторые электронные блоки — являются
легкосъемными, собираются и настраива-
ются автономно. После установки их в об-
щий корпус для обеспечения нормальной
работы прибора требуется минимальное
число операций.
В состав привода лентопротяжного трак-
та, помимо ведущего вала 8, связанного
с шаговым двигателем 10 через редук-
тор 11, входят также элементы торможения
и подмотки пленки. В той части тракта, где
расположена подающая кассета 1, пленка
натягивается в основном за счет фрикцион-
ного момента кассеты и герметизирующих
губок бачков с растворами. Тем самым
обеспечивается прилегание пленки к по-
верхности столика фотокамеры и сушиль-
ного барабана. Момент торможения не яв-
ляется постоянным и стабильным, но этого
и не требуется. Необходимо только, чтобы
его изменения в обе стороны не выходили
за определенные достаточно широкие пре-
делы.
Подмотка пленки на приемную кассету 9
решена иначе. Способы фрикционной под-
мотки здесь ненадежны, тем более что в
режиме передачи движение пленки может
происходить в двух направлениях и в каж-
дой кассете нужно иметь как подмотку,
так и торможение. Требования к натяже-
нию и плавности движения пленки в режи-
ме передачи, естественно, очень высоки,
а скорость протяжки мала: она измеряется
десятками микрон в секунду. При таких
скоростях работы фрикционные механизмы
склонны к скачкообразному изменению мо-
мента торможения.
Задача решается известным способом,
предложенным для бортовых магнитофо-
нов [8]. При этом оси кассеты 6 и 9, меж-
ду которыми перематывается пленка,
в режиме передачи связываются через
взведенный пружинный механизм 12. По-
следний стремится раскрутить кассеты в
противоположные стороны, создавая опре-
деленное натяжение пленки в тракте. При
перемотке пленки ведущим валом 8 кассе-
та, которая в данный момент служит прием-
ной, подматывает пленку, одновременно
ослабляя пружину, а подающая кассета
тормозится, натягивая ее. Поэтому в пер-
вом приближении момент натяжения
остается постоянным. В действительности
он несколько изменяется, увеличиваясь к
концу пленки; эти изменения зависят от ее
длины и параметров пружинного механиз-
ма. Механизм обеспечивает плавное дви-
жение пленки независимо от величины
скорости и автоматическую смену подмотки
на торможение в каждой кассете при ре-
версировании движения. Описанный меха-
низм действует во время передачи изобра-
жения, когда пленка перематывается меж-
ду приемной и улавливающей кассетами,
связанными пружинным устройством.
В сеансе фотографирования улавливаю-
щая кассета застопорена, и пружина воз-
действует только на приемную кассету,
обеспечивая подмотку пленки. В этом слу-
чае к концу сеанса пружина ослабляется,
но оставшегося момента достаточно для
нормальной работы в режиме передачи.
Выход конца пленки из следящих ро-
ликов 5 приводит к срабатыванию рычаж-
ного устройства 13, которое освобождает
126
10	Техника кино и телевидения, I960, 7
застопоренную кассету и отпускает пру-
жинную защелку, фиксирующую конец
пленки внутри нее.
6« Электронная часть и автоматика
Для преобразования светового потока,
прошедшего через пленку, в видеосигнал
используется фотоэлектронный умножи-
тель торцевого типа ФЭУ-54 в сочетании
с усилителем на лампе 1Ж42А (рис. 8).
Лампа 1Ж42А —низковольтный высоко-
экономичный пентод прямого накала с су-
щественно нелинейной анодно-сеточной ха-
рактеристикой. Режим работы ФЭУ и уси-
лительной лампы подобран так, что сигнал
на выходе усилителя пропорционален лога-
рифму яркости анализируемого изображе-
ния, т. е. находится в линейной зависимо-
сти от плотностей почернений пленки. Та-
кой способ передачи видеосигнала, как из-
вестно» приводит к уменьшению влияния
шумов канала связи на качество изображе-
ния [9].
Рис. 8
Практика работы с автоматической стан-
цией «Зонд-З» показала, что целесообразно
иметь командное управление амплитудной
характеристикой прибора, что позволяет
оптимальным образом передавать кадры
с различной плотностью, которые получа-
ются, в частности, из-за наличия двух вы-
держек (7юо и 1/зоо)- Такое управление
производится дискретным изменением ярко-
сти просвечивающей лампы и режима пред-
варительного усилителя. Типичные ампли-
тудные характеристики, соответствующие
двум режимам работы по сигналу, показа-
ны на рис. 9 кривыми I и II.
Яркость просвечивающей лампы (исполь-
зуется лампа накаливания) стабилизирует-
ся с точностью до 1 % при помощи импульс-
ного стабилизатора с обратной связью по
свету. Здесь фотосопротивление регулирует
ширину импульсов напряжения непосред-
ственно подаваемого на лампу. При этом
лампа, имеющая достаточную тепловую
инерцию накала, реагирует лишь на посто-
янную составляющую питающих импуль-
сов, частота которых равна 512 гц, и мо-
дуляция яркости лампы практически отсут-
ствует.
С развертывающим устройством и ленто-
протяжным трактом связаны два блока
электроники, предназначенные для управ-
ления двигателем строчной развертки и
шаговым двигателем протяжки. Для строч-
ной развертки используется двигатель по-
стоянного тока ДПМ-20, скорость которого
стабилизируется с высокой точностью при
помощи схемы импульсной фазовой авто-
подстройки. Переключением опорной часто-
ты и некоторых элементов схемы достигает-
ся четырехкратное изменение скорости
строчной развертки.
Блок управления шаговым двигателем
создает на основе управляющих импульсов
двухфазное напряжение прямоугольной
формы, прикладываемое к обмоткам двига-
теля. В зависимости от режима работы
ФТУ управляющие импульсы подаются на
этот блок от различных источников. В сеан-
се фотографирования, как и в режиме бы-
строго просмотра, двигатель идет с макси-
мальной скоростью—128 шагов в секунду.
Тогда импульсы с частотой 128 гц посту-
пают на блок от бортового хронизатора.
В режиме передачи изображения с высокой
четкостью оказалось более удобным исполь-
зовать внутренний источник импульсов —
щеточно-контактный коллектор, установ-
ленный на одной оси с кулачком строчной
развертки. Коллектор имеет две дорожки,
с которых снимаются соответственно 16 и
32 импульса за один оборот, т. е. шаговый
двигатель делает 16 или 32 шага за время
127
Фототелевизионные устройства для космических исследований	П
передачи одной строки. Первый случай со-
ответствует четкости 1100 строк в кадре,
а второй — 550. Такая дискретность про-
тяжки, конечно, никак не сказывается на
качестве изображения.
Привод лентопротяжного тракта прибо-
ра можно считать достаточно экономичным,
его потребление не превышает 3,5 вт.
В состав автоматики рассматриваемого
устройства входит большое число разнооб-
разных элементов, подробное описание ко-
торых заняло бы слишком много места.
Поэтому ограничимся лишь кратким пере-
числением основных функций, которые эта
автоматика выполняет.
В сеансе фотографирования:
а)	стабилизация температуры обрабаты-
вающих растворов и сушильного устрой-
ства;
б)	открытие и закрытие механизма гер-
метизации обрабатывающих устройств;
в)	обеспечение заданного программой
темпа съемки и количества экспонирован-
ных кадров;
г)	включение привода протяжки в за-
данное время и с заданной скоростью;
д)	программное управление другими
приборами — спектрографом, системой ори-
ентации станции и пр.;
е)	фиксация конца пленки и выключение
прибора;
ж)	телеметрический контроль исполнения
программы и работы механизмов и блока.
В сеансе передачи:
а)	исполнение управляющих команд по
выбору режимов развертки (переключе-
ние управляющих импульсов и пр.);
б)	двустороннее ограничение движения
пленки при перемотке с кассеты на
кассету;
в)	телеметрический контроль положения
пленки в фильмовом окне;
г)	исполнение управляющих команд по
выбору полутоновой характеристики ана-
лизатора.
Питание электронных блоков и устройств
автоматики происходит от бортсети, имею-
щей напряжение 14 ± 2 в. Часть электрон-
ных блоков питается от общего стабилиза-
тора. Средняя мощность, потребляемая
прибором в сеансе фотографирования, со-
ставляет 25 вт, в режиме передачи —
20 вт.
7. Результаты работы ФТУ
на автоматических станциях «Зонд-З»
и «Луна-12»
ФТУ, установленное на автоматической
станции «Зонд-З», передало изображения
той области невидимой стороны Луны, ко-
торая не снималась ранее. Таким образом
был получен материал, необходимый для
завершения лунного глобуса. Частично бы-
ла захвачена и видимая сторона Луны,
которая облегчила картографическую при-
вязку снимков.
Высокое качество полученных изображе-
ний, особенно в передаче структуры рель-
ефа и полутонов, позволило выявить не
только факт существования большого чис-
ла деталей, но и исследовать особенности
строения лунной поверхности [4].
ФТУ «Зонд-З», оснащенное объективом
И-24СА (/ = 106 мм) и светофильтром
ОС-14, произвело с расстояния 11 км от
поверхности Луны съемку 28 мелкомас-
штабных кадров, три из которых были
экспонированы от ультрафиолетового спек-
трографа, работающего в области длин
волн 2700 ~~ 1900 А. Исследование этих
спектров принесло ценную информацию
об отражательных свойствах лунной по-
верхности в ультрафиолетовых лучах, ко-
торые поглощаются земной атмосферой
[10].
Изображения, экспонированные с вы-
держкой 7юо сек, были лучшими, особенно
для зоны, близкой к терминатору. Они и
послужили основным материалом для об-
работки, что в общем не уменьшило полез-
ной информации, поскольку между ними
имелось очень большое перекрытие, и пере-
давались только те из них, которые замет-
но различались между собой.
Некоторые кадры, содержащие самую
ценную информацию, передавались неодно-
кратно. Предварительно пленка просматри-
валась в быстром режиме на низком стан-
дарте четкости со скоростью 1 кадр за
2 мин 15 сек. Это позволило оценить кад-
ры по плотности полученного на пленке
изображения, определить зоны поверхности
Луны, захваченные каждым кадром, и вы-
яснить тем самым, какие кадры наиболее
интересны по сюжету и подлежат передаче
в первую очередь.
Получению хороших изображений спо-
собствовало несколько факторов: выбор
128
12	Техника кино и телевидения, 1969, 7
оптимальных геометрических условий съем-
ки, позволяющих выявить рельеф поверх-
ности; высокое качество химико-фотографи-
ческой бортовой обработки пленки и соот-
ветствие показателей пленки характеристи-
ке объекта съемки; линейный режим пере-
дачи плотностей изображения; высокое
соотношение сигнал/шум в линии радио-
связи.
Работа ФТУ на борту космического ап-
парата «Зонд-З» контролировалась рядом
телеметрических датчиков. Каждое сраба-
тывание затвора вместе с метками време-
ни фиксировалось в бортовом запоминаю-
щем устройстве, что позволило после про-
ведения сеанса телеметрической информа-
ции получить необходимые данные по при-
вязке моментов фотографирования к траек-
тории полета. По телеметрическому каналу
передавались также номера кадров и тем-
пература обрабатывающих растворов.
Фотографии, полученные с «Зонда-З»,
обработаны и изданы в виде второго тома
«Атласа обратной стороны Луны» [11].
Аппаратура, установленная на низколе-
тящем искусственном спутнике Луны «Лу-
на-12», несущественно отличалась от ФТУ
«Зонда-З». Основная задача этого экспе-
римента состояла в получении фрагментов
экваториальной зоны видимой стороны
Луны с повышенным разрешением (до 4 м
на телевизионный элемент), недоступным
для наземных телескопов. Минимальная
высота полета станции «Луна-12» в зоне
съемки составляла около 100 км, Съемка
производилась с помощью двух ФТУ, осна-
щенных объективами с фокусом f = 106 мм
(И-24СА) и / = 500 мм (МТО-500СА).
В данном случае длиннофокусный при-
бор играл решающую роль в эксперименте,
а на короткофокусный была возложена за-
дача получения данных для привязки круп-
номасштабных изображений к имеющейся
карте Луны.
По сравнению с ФТУ «Зонда-З» количе-
ство снимаемых кадров было увеличено с
28 до 40, скорость передачи изображения
возросла в 2 раза и составила в основном
режиме 1 строка!сек, В несколько раз была
увеличена чувствительность пленки ввиду
того, что по освещенности объекта условия
работы были гораздо менее благоприятны-
ми, так как область съемки находилась
вблизи терминатора.
Заключение
Полученные результаты свидетельствуют
о том, что фототелевизионные устройства,
разработанные на основе изложенных
принципов, по своим конструктивным ха-
рактеристикам и качественным показате-
лям вполне удовлетворяют требованиям,
предъявленным к современной бортовой
аппаратуре, и достаточно надежно рабо-
тают в условиях космического полета.
Эти устройства имеют ограниченный
объем запоминаемой информации и наибо-
лее приспособлены для одноразовой съем-
ки с пролетных космических станций.
Однако они обладают определенной уни-
версальностью и гибкостью в части выбора
оптического оснащения, темпа съемки,
сенситометрических характеристик фото-
материала, а также скорости передачи и
четкости передаваемого изображения. Это
дает возможность использовать подобные
приборы для решения различных задач на
первых этапах исследования планет Сол-
нечной системы.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Брацлавец П. Ф., Росселевич И. А.,
Хромов Л. И., Космическое телевидение, «Связь»,
1967.
2.	Сообщение ТАСС о полете АМС «Марс-1»,
«Правда* от 2 ноября 1962 г.
3.	Селиванов А. С„ Алешин Г. М., Голен-
к о Г. А., Н а р a ee>a М. К.» С и н е л ьн<и ко в а
И. Ф„ Шабанов А. Г., Принципы построения фо-
тотелевизионных устройств для исследования планет.
Доклад на I научно-технической конференции по кос-
мической радиосвязи, Москва, февраль 1968 г.
4.	Материалы пресс-конференции АН СССР по по-
лету АМС «Зонд-З», «Правда» от 23 августа 1965 г.
5.	Сообщение ТАСС о полете ИСЛ «Луна-12»,
«Правда» от 27 ноября 1966 г.
6.	Сообщение ТАСС о полете АМС «Венера-3»,
«Правда» от 17 ноября 1965 г.
7.	Н а р а е в а М. К., Плоскостные развертывающие
устройства автоколлимацнониого типа и методы вы-
равнивания зонной характеристики, Доклад на I
научно-технической конференции по космической ра-
диосвязи, Москва, февраль 1968 г.
8.	Смирнов Ю. Л., Лентопротяжный механизм.
Авт. свид. № 146996 от 18 февраля 1961 г.
9.	Орловский Е. Л.» Теоретические основы фо-
тотелеграфирования, Связьиадат. 1957.
10.	Лебединский А. И., Краснопольскнй
В. А., Селиванов А. С., Алешин Г. М.» 3 а-
сецкий В. В., Ультрафиолетовый спектр Луны в.
области 2800—3550 А по данным, полученным с АМС
«Зонд-З», Space Research, VII, North Holland, PUPL
Co., Амстердам, 1967.
11.	Атлас обратной стороны Луны, т. 2, «Наука».
129
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
А. С. Селиванов, М. К. Нараева,
Г. М. Алешин, А. Г. Шабанов
Фототелевизионная система
Задачей автоматических станций «Марс-4» и
«Марс-5» было проведение комплексных исследова-
ний поверхности, атмосферы и околопланетного
пространства Марса. Такие станции оснащены
разнообразной научной аппаратурой, среди кото-
рой важное место занимают телевизионные системы,
состоящие из фототелевизионных устройств и опти-
ко-механических сканеров. В настоящей работе
рассматриваются фототелевизионные устройства
(ФТУ).
В отличие от американской станции «Маринер-9»,
основной программой которой являлось картогра-
фирование значительной части поверхности плане-
ты, на телевизионные системы станций «Марс-4»
и «Марс-5» возлагались ограниченные задачи по
обзорному и детальному фотографированию от-
дельных районов планеты с разрешением около
700 и 100 м, в том числе в различных зонах
оптического спектра.
Для этой цели два ФТУ, входящие в состав
телевизионной системы, оснащались объективами,
имеющими углы зрения и соответственно фокусные
расстояния, различающиеся в 7 раз. Оси визиро-
вания аппаратов параллельны, перед широкоуголь-
ным аппаратом устанавливался револьверный ме-
ханизм смены светофильтров.
При разработке программы эксперимента пред-
полагалась возможность выведения спутников Мар-
са на орбиты, имеющие сравнительно одинаковые
параметры и обеспечивающие в перицентре расстоя-
ния от планеты 1500—2000 км. Районы перицентра,
особенно зона вблизи терминатора, наиболее бла-
гоприятны для фотографирования. Здесь могут
быть получены наивысшее разрешение на местно-
сти и лучшая контрастность элементов рельефа.
Поэтому характеристики фототелевизионной си-
стемы, пространственное положение осей визиро-
вания в сеансах съемки, а также время проведения
этих сеансов выбирались, исходя из обеспечения
оптимальных условий съемки преимущественно
для зоны, смещенной в сторону вечернего термина-
тора (рис. 1).
Основной режим съемки в перицентре осущест-
вляется при постоянной солнечно-звездной ориен-
тации станции. При этом оси визирования съемоч-
ных аппаратов, которые неподвижно установлены
внутри герметичного отсека станции, смещаются
параллельно в процессе пролета станции вблизи
планеты. Учитывая условия такого рода съемки
и ограничение объема передачи, выделенного на
проведение фотографических исследований, был
установлен стандартный 12-кадровый цикл съемки.
Фотографирование можно было производить с раз-
личным темпом, выбираемым по команде с Земли,—
29 с и 35 с на один кадр. Первый темп обеспечи-
И. Ф. Синельникова, Б* А. Суворов, В. Я. Еленский,
для исследования Марса
вает съемку непрерывной полосы от лимба до тер-
минатора с небольшим перекрытием между широко-
угольными кадрами, в среднем 10—20% (рис. 2).
При втором темпе зона съемки существенно умень-
шается и перекрытие достигает 80% (см. рис. 1),
что принципиально позволяет при использовании
автоматически чередующихся светофильтров полу-
чать многоцветное и стереоскопическое изображе-
ние отдельных районов. Кадры, полученные узко-
угольным аппаратом не перекрываются в обоих
случаях.
Кроме съемки в режиме постоянной солнечно-
звездной ориентации станции, которая является
основным видом работы, возможно также про-
ведение фотографирования при программном раз-
вороте станции, когда оси визирования могут быть
направлены в любую точку пространства. Это
позволяет производить съемку не только в пери-
центре, но и с других точек орбиты. Однако такой
режим работы требует проведения ряда допол-
нительных операций по управлению станцией, что
накладывает ограничения на его применение.
Принцип действия
В фототелевизионных устройствах съемка объек-
та производится на фотопленку, которая затем
подвергается химико-фотографической обработке
Рис. 2
130
56	«Техника кино и телевидения», 1974, Не 9
Рис. 3
(проявлению, стабилизации). Изображение, полу-
ченное на пленке, телевизионным способом пере-
дается на Землю. Этот вид аппаратуры неоднократ-
но применялся в космических исследованиях
И, 2, 3].
ФТУ функционально подразделяются на ряд
блоков (рис. 3): фотосъемочную камеру /, блок
химико-фотографической обработки пленки 2, уст-
ройство передачи изображения 3, кассеты для хра-
нения пленки 4 и 5. Эти блоки конструктивно объ-
единены общим лентопротяжным трактом и управ-
ляются одним блоком автоматики 6. Автоматика
ФТУ построена на принципе комбинированного
программно-командного управления. При этом
работа ФТУ в таких режимах, как съемка, обра-
ботка и частично передача, осуществляется по
жесткой программе, задаваемой электронным про-
граммным устройством в соответствии со стандарт-
ным 12-кадровым циклом съемки. Различные ва-
рианты этих режимов устанавливаются по коман-
дам с Земли.
На рис. 4 схематично показан общий вид ФТУ
со стороны лентопротяжного тракта. При включе-
нии программы «Съемка» пленка, находящаяся
в подающей кассете /, с помощью ведущего вала 2
начинает перематываться в приемную кассету 3.
При этом неэкспонированный участок пленки по-
ступает на фотостол механизма прижима пленки 14
фотокамеры, где он с помощью затвора 5 экспони-
руется через объектив 6, выравнивающее стекло 4
и светофильтры 7. После съемки одного цикла
пленка автоматически перегоняется в такое поло-
жение, при котором первые кадры цикла устанав-
ливаются перед капсулой обрабатывающего уст-
ройства 8 блока химико-фотографической обработ-
ки 9. В соответствии с выбранной Скоростью обра-
ботки производятся ее проявление и стабилизация.
В процессе обработки пленка сушится на нагретом
барабане 10 и после окончания процесса автомати-
чески устанавливается таким образом, чтобы нача-
ло первого кадра снятого цикла находилось против
фильмового окна 11, через которое производится
считывание изображения в устройстве передачи
изображения 12. Считывание изображения может
производиться в различных режимах по скорости
передачи и четкости. Необходимые режимы уста-
навливаются по командам.
Фотографическая камера
В состав фотографической камеры (рис. 4) ши-
рокоугольного ФТУ входят: короткофокусный
объектив 6, револьверный механизм смены свето-
фильтров 7 и блок управления ими 13, затвор с
устройством для фотометрической калибровки 5,
фотостол с механизмом прижима пленки 14. ФТУ,
имеющее малый угол зрения, снабжается длинно-
фокусным объективом с неподвижно закрепленным
на нем светофильтром (габариты объектива пока-
заны на рис. 4 пунктиром).
В фототелевизионной системе используется ко-
роткофокусный объектив «Вега-ЗМСА» и длинно-
фокусный зеркально-линзовый объектив «Зу-
фар-2СА». Их параметры приведены в табл. 1.
Цветовые особенности поверхности Марса де-
лают интересной ее фотосъемку в различных зонах
спектра. Для этой цели револьверный механизм
широкоугольного ФТУ снабжен , четырьмя свето-
фильтрами: красным, зеленым, синим и оранже-
вым. Перед длиннофокусным объективом установ-
лен оранжевый светофильтр. Кратности фильтров
выбраны с учетом спектральных характеристик
используемой пленки, оптических элементов и
усредненной спектральной характеристики поверх-
ности Марса. На рис. 5 показаны спектральные
характеристики ФТУ.
Револьверный механизм может работать в раз-
личных режимах. В первом режиме цветные филь-
тры автоматически последовательно меняются при
каждом срабатывании затвора. При этом ячейка
с оранжевым фильтром пропускается. Во втором
режиме револьверный механизм неподвижен и
устанавливается в положение, когда перед объекта-
131
Фототелевизионная система для исследования Марса	57
ТАБЛИЦА 1
ФТУ	Тип объектива	Фокусное рас- стояние. мм	Относитель- ное отверстие	Размеры кад- ра. мм	Угол зрения	Масса, кг	Захват на поверхно- сти при высоте съем- ки Я—1700 км
I	«Вега-ЗМСА»	52	2,8	23x22,5	35°42'	0,1	735
II	«Зуфар-2СА»	350	4,5	23x22,5	5°40'	1,5	НО
вом красный или оранжевый светофильтр. Послед-
ний целесообразно использовать главным образом
в том случае, когда необходимо увеличить чув-
ствительность ФТУ.
Съемка производится на неперфорированную
аэрофотопленку типа 28 шириной 25,4 мм. Размер
кадра 23 X 22,5 мм ограничивается рамкой,
встроенной в шторный затвор, обеспечивающий
автоматически изменяющиеся выдержки: 1/во и
1/150 с. На время экспонирования пленка останав-
ливается, и подвижным столом с помощью соленои-
да прижимается к выравнивающему стеклу, фикси-
руясь в фокальной плоскости объектива. На стекло
нанесен ряд непрозрачных реперных марок в виде
крестов размером 0,5 X 0,5 мм и центрального
креста — 1X1 мм, совпадающего с осью визи-
рования (рис. 6). По этим крестам производится
геометрическая калибровка изображений. С целью
сквозной фотометрической калибровки ФТУ одно-
временно со срабатыванием затвора и через него
в межкадровый промежуток впечатывается 10-поль-
ный полутоновой клин, который засвечивается
от стабилизированного источника.
Блок химико-фотографической обработки пленки
Блок химико-фотографической обработки в
ФТУ обеспечивает проявление и сушку экспони-
рованных участков пленки. Этот блок, по существу,
представляет собой систему, состоящую из следую-
щих частей: собственно обрабатывающего устрой-
ства, эластичных камер для обрабатывающих рас-
творов и осушителя, которые связаны между собой
гидравлическими и пневматическими каналами и
элементами автоматики.
Система основана на использовании капсулы
для односторонней цикличной обработки свето-
чувствительных материалов [41.
В связи с применением в данном устройстве
двухстадийного процесса обработки в нем уста-
новлен модуль, состоящий из двух одинаковых
капсул 7, каждая из которых (рис. 7) имеет петле-
вой канал, образованный эластичными перегород-
ками, имеющими ножевидное сечение. На время
обработки пленка 2 при помощи прижимного сто-
ла 3 приводится в контакт с капсулой. Между
эмульсионным слоем пленки и дном капсулы
образуется герметично замкнутый канал, в который
нагнетается обрабатывающий раствор. Капсулы
имеют свои нагревательные элементы 4 и общий
терморегулятор 5, посредством которого темпера-
132
58	«Техника кино и телевидения», 1974, Не 9
тура поддерживается на уровне +39±1°С. Эта
температура контролируется по телеметрии.
Применение капсулы позволило обеспечить до-
статочно эффективное использование растворов в
ФТУ, их расход не превышает в основном режиме
обработки 2,2 мл на погонный метр пленки. На ос-
нове этого в устройстве реализована обработка
с одноразовым использованием растворов. Прохо-
дя через капсулу, свежий раствор практически
полностью истощается и сбрасывается в приемную
емкость, не принимая участия в последующих цик-
лах обработки. Этим достигается стабильность па-
раметров пленки при обработке от цикла к циклу.
Возвратно-поступательное (относительно дви-
жения пленки) перемещение раствора по петлевому
каналу в капсуле обеспечивает приемлемую рав-
номерность обработки пленки по ширине. В конце
каждого цикла обработки перед отводом пленки
производится осушение канала капсулы путем
подачи в нее порции воздуха.
Для достижения малых (0,1±0,01 мл/мин) ско-
ростей подачи растворов в капсулы применены
нагнетающе-отсасывающие микронасосы турникет-
ного типа. В устройстве три таких насоса. Два на-
соса с целью дублирования работают одновременно
и нагнетают в капсулы и отсасывают из них раство-
ры в режиме обработки. Третий насос обеспечивает
прокачку капсул воздухом.
Кинематическая схема обрабатывающего устрой-
ства построена так, что работа всех насосов,
прижим и отжим пленки от капсул производятся
автоматически двумя малогабаритными электро-
двигателями.
Свежие и отработанные растворы хранятся в
легкосъемном устройстве, крепящемся на корпусе
ФТУ. В устройстве имеются четыре эластичные
емкости, из них две — для свежих растворов и
две — для отработанных. С целью уменьшения габа-
ритов блока в нем обеспечено использование для от-
работанных растворов объема, освобождающегося
по мере расхода свежих растворов. Обработанная
пленка из капсулы поступает на сушильный бара-
бан, нагретый до температуры 67±2,5° С. Воздуш-
ный насос центробежного типа, расположенный
в осушителе, обеспечивает непрерывное отсасыва-
ние увлажняющегося во время сушки воздуха.
Отводной и вводный патрубки пневмоканала рас-
положены у торцов барабана.
В ФТУ применены специальные процессы обра-
ботки пленки. В основном режиме работы исполь-
зуются проявление и стабилизация пленки без
промывок. Предусмотрены два темпа обработки
пленки, обеспечиваемые разными скоростями ее
перемещения: 46 мм/мин и 11,5 мм/мин. Через
восемь месяцев полета при обработке на первой
скорости номинально обеспечиваются следующие
параметры пленки: чувствительность Sd0+o,85 »
50 ед. ГОСТ, контрастность у = 1,8±0,3.
Устройство передачи изображения
Считывание изображения, полученного на плен-
ке, производится путем просвечивания ее световым
пучком, который отклоняется с помощью оптико-
механического устройства. Это устройство произ-
водит построчную развертку изображения, строки
располагаются поперек пленки. Кадровая разверт-
ка происходит за счет перемещения пленки.
Оптическая схема данного устройства (рис. 8)
является дальнейшим развитием ранее использо-
ванной схемы плоскостной автоколлимационной
развертки [5, 6], которая отличается компакт-
ностью и повышенной светосилой. Лампа накалива-
ния 1 с цилиндрической нитью при псмсши много-
линзового конденсатора 2 создает пучок света,
равномерно освещающий фильмовое окно 3, по ко-
торому движется пленка 4. Изображение освещен-
ной части пленки проецируется при помощи объек-
тива 5, автоколлимационного зеркала 6 и вспомо-
гательных зеркал 7 и 8 в плоскость диафрагмы 9.
Диафрагма формирует развертывающий элемент,
вырезая из изображения элементарные световые
пучки, которые коллективной линзой 10 совместно
с зеркалом 11 направляются на фотоэлектронный
умножитель 12 и далее преобразуются в электриче-
ский сигнал.
Поворот автоколлимационного зеркала приводит
к перемещению изображения относительно диа-
фрагмы в строчном направлении. При этом в силу
особенностей автоколлимационной схемы расфо-
кусировки изображения не происходит. Апертур-
ная характеристика развертывающего устройства
приведена на рис. 9, а. Там же приведена частотно-
контрастная характеристика пленки типа 28
(рис. 9, б) и амплитудно-частотная характеристика
электрического фильтра на выходе ФТУ (рис. 9, в).
Осветитель мощностью 3 Вт создает световой
поток с неравномерностью вдоль строки не более
5%. В качестве светоприемника используется спе-
циально разработанный для ФТУ малогабаритный
фотоэлектронный умножитель ФЭУ-103 со встроен-
ным делителем напряжения. Он позволяет при
выбранных параметрах оптической системы считы-
вать изображения с оптической плотностью до 2,0.
Считывание может производиться в трех диапазо-
нах: AD2 ==0 4- 2,0; ДРХ = 0 4- 1; ДР3 = 0,84-
4- 2,0.
Контрастная чувствительность ФТУ составляет
десятые доли процента и ограничивается в основ-
ном шумовыми свойствами пленки, определяемыми
ее зернистостью.
Объектив 5 типа ОКС-4-75СА имеет параметры
f = 75 мм и 1 : п = 1 : 4,5. Строчная развертка
происходит за счет поворота автоксллимапионного
зеркала с помощью рычажно-кулачкового механиз-
ма на угол 8°40'. Развертка пилообразная, с обрат-
ным ходом 14 %. Во время обратного хода в видео-
133
Фототелевизионная система для исследования Марса	59
сигнал вводятся калибровочные уровни «черного»
и «белого». Нелинейность развертки имеет несколь-
ко составляющих и не превышает в сумме 3%.
Учитывая высокую стабильность механической раз-
вертки, остаточные геометрические погрешности
выбираются путем точной калибровки кадров по
реперным маркам.
Привод поворота автоколлимационного зеркала
осуществляется через двухступенчатый редуктор
синхронизированным двигателем постоянного тока.
Помимо основного режима передачи изображения
с номинальной четкостью 1000 строк в кадре
имеются также режимы передачи с четкостью 2000,
250 и 64 строки. Последний используется для гру-
бого просмотра и быстрой оценки получениях
снимков. Параметры ФТУ в этих режимах при-
ведены в табл. 2.
Передача изображения по каналу связи ведется
импульсным методом, поэтому изображение вдоль
строки дискретизируется на отдельные элементы.
Число активных элементов в строке (приходящихся
только на прямой ход развертки) также приведено
в табл. 2.
Конструктивные особенности
фототелевизионного устройства
В данном ФТУ используется схема лентопро-
тяжного тракта (ЛПТ), не содержащая промежу-
точных накопителей. Во всех режимах работы
устройства пленка перемещается при помощи еди-
ного привода, перематываясь из одной кассеты
Передача с номинальной
четкостью	1	940 440	880 15,6
Передача с номинальной
четкостью	0,5	940	880	1760	31,3
Передача с максималь-
ной четкостью	0,5	1880	880	1760	62,6
в другую. Кассеты связаны между собой пружин-
ным механизмом, который обеспечивает практи-
чески постоянный заданный момент натяжения
пленки в свободном лентопротяжном тракте, со-
храняющийся также и при реверсировании ее дви-
жения.
Приемная и подающая кассеты выполнены со-
вместно в виде легкосъемной конструкции, внутри
которой находится механизм натяжения пленки,
собранный на рулонных пружинах, и телеметриче-
ские датчики, определяющие положение пленки.
Кассета вмещает около 20 м пленки, обеспечивая
с момента зарядки съемку не менее 40 циклов.
Во время полета неэкспонированная часть пленки
находится в подающей кассете, которая с целью
защиты пленки от космической радиации окружена
слоем металлического сплава с большим удельным
Рис. 10
134
60
«Техника кино и телевидения», 1974, Н5 9
РИС. 11
весом. При этом суммарная радиационная защита
пленки составляет по толщине не менее 1,63 см
эквивалентной алюминиевой защиты.
Привод ЛПТ построен на основе шагового дви-
гателя (ШД), обеспечивающего работу лентопро-
тяжного тракта в широком диапазоне скоростей
— от 0,7 мм/мин до 92 мм/мин 17 ], изменяющихся
в соответствии с частотой запускающих импульсов,
подаваемых на схему управления ШД. Малогаба-
ритный двухфазный ШД через четырехступенчатый
редуктор приводит во вращение обрезиненный
ведущий вал сравнительно большого диаметра.
Сцепление пленки с ведущим валом обеспечивается
за счет большого угла охвата и постоянного натя-
жения пленки пружинным механизмом. Кроме
того, дополнительно, пленка прижимается к ве-
дущему валу двумя роликами. Это необходимо
в связи с тем, что привод работает в условиях не-
равномерной нагрузки, которая резко повышается
в режиме обработки пленки. Усилие протягивания
в этом режиме составляет около 1500 г, в осталь-
ных случаях — не более 500 г.
Конструктивно ФТУ оформлено в виде жесткого
корпуса прямоугольной формы, внутри которого
с одной стороны расположен лентопротяжный
тракт (рис. 10), с другой стороны — блок автома-
тики. С одной торцевой части крепятся сменные
объективы и револьверный механизм со светофиль-
трами, с другой—кассетный механизм, устрой-
ство с эластичными камерами для растворов и
осушитель.
Масса ФТУ с короткофокусным объективом и
Рис. 12
револьверным механизмом составляет 8,5 кг,
с длиннофокусным — 9,2 кг.
Работа фототелевизионных устройств на автома-
тических станциях типа «Марс» принесла много
информации, интересной как с научной, так и
с инженерно-технической точки зрения.
На рис. 11 и 12 в качестве примера приведены
изображения участков поверхности экваториальной
зоны Марса, полученные длиннофокусным
(рис. 12) и короткофокусным (рис. 11) ФТУ при
съемке 23.11.1974 г. с борта АМС «Марс-5». Съемка
велась через красный (рис. 11) и оранжевый
(рис. 12) светофильтры с высоты Н == 1700 км.
Разрешение на местности 780 м/тел. эл. для ко-
роткофокусного ФТУ и 120 м/тел. эл.— для длин-
нофокусного.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Селиванов А. С., Алешин Г. М., Голен-
ко Г. А., Нараева М. К-, Синельнико-
ва И. Ф., Шабанов А. Г., Техника кино и телеви-
дения, 1969, № 7.
2.	«Атлас обратной стороны Луны», т. 2, «Наука», 1967.
3.	Сообщение ТАСС о полете «Марс-2-3», «Правда» от 19 де-
кабря 1971 г.
4.	Алешин Г. М., Селиванов А. С., Авт. свид.
№ 297942 от 18 декабря 1970 г.
5.	Н а р а е в а М. К., Селиванов А. С., Авт. свид.
№ 221027 от 16 января 1967 г.
6.	Нараева М. К>, Кулакова Т. Л., Теле-
гин И. А., Оптико-механическая промышленность, 1972,
№ 7.
7.	Селиванов А. С., Шабанов А. Г. Авт. свид.
№ 314324 от 11 февраля 1971 г.
135
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Фрагмент панорамы поверхности Луны, полученной с КА “Луна-9”, 1966г.
А. С. СЕЛИВАНОВ, В. М. ГОВОРОВ, А. С. ТИТОВ, В. П. ЧЕМОДАНОВ
ПАНОРАМНАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ КАМЕРА
АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛУННЫХ СТАНЦИЙ.
3 февраля 1966 г. советская автоматиче-
ская лунная станция «Луна-9» впервые со-
вершила мягкую посадку на поверхность
нашего спутника. Одной из важных задач
этого космического эксперимента было те-
левизионное исследование микроструктуры
лунной поверхности, принципиально не раз-
личимой с помощью земных средств наблю-
дения. Изображение лунного ландшафта
передавалось с помощью панорамной теле-
визионной камеры /, установленной в цент-
ре верхней части автоматической лунной
станции (рис. 1), представляющей собой
сферический контейнер 2 с низкорасполо-
женным центром тяжести. Станция ориен-
тируется на поверхности при помощи четы-
рех раскрывающихся лепестков — антенн 3.
Рис. 1
В поле зрения панорамной камеры нахо-
дятся штыревые антенны 4 и узкие двугран-
ные зеркала 5, предназначенные для полу-
чения стереоскопических изображений в
ограниченном угле зрения.
Станция не имела солнечных батарей,
и ресурс ее работы целиком определялся
запасом энергии химических источников то-
ка, установленных на борту. В связи с этим,
естественно, к бортовой аппаратуре станции
предъявлялись весьма жесткие требования
по экономичности питания. Другое важное
требование — малых веса и габаритов при-
боров — диктовалось известными трудно-
стями доставки аппаратуры на поверхность
Луны.
Условия передачи изображения
Луна как объект телевизионной передачи
имеет целый ряд особенностей. Это учиты-
валось при разработке камеры. Характерной
чертой лунного ландшафта является его
неподвижность. Только тени от неровностей
поверхности меняют свою длину в зависи-
мости от высоты Солнца, но это происходит
относительно медленно: продолжительность
дня на Луне составляет примерно 14 земных
суток, и поэтому высота Солнца изменяется
лишь на 0,5° за час. Практически можно
говорить о передаче неподвижного изобра-
жения.
Условия освещенности на Луне достаточ-
но определенны. Луна не имеет атмосферы,
и поэтому падающий поток солнечного све-
та достигает ее поверхности не поглощаясь
и создает на перпендикулярной площадке
освещенность несколько менее 150000 л к
136
10 Техника кино и телевидения, 1968, 1
Рис. 2
В то же время отраженный световой поток
сильно меняется в зависимости от высоты
Солнца и направления наблюдения. По
астрономическим данным [1], характеристи-
ки отражения (индикатрисы рассеяния)
лунной поверхности имеют своеобразную
грушевидную форму, вытянутую в сторону
источника света (рис. 2). Такие индикатри-
сы характерны для сильно изрытых пород
и были получены путем наблюдения с Земли
площадок лунной поверхности, имеющих
значительные размеры. Хотя распростране-
ние этих данных на ранее не исследованный
микрорельеф представлялось спорным, их
необходимо было учитывать.
Имеется и другая фотометрическая осо-
бенность лунной поверхности. Вследствие
низкого коэффициента отражения лунных
пород, в среднем равного 0,1, а также по не-
которым другим причинам интервал ярко-
стей деталей лунного рельефа в большин-
стве случаев не превышает 3 5. Таким об-
разом, задача сводилась к передаче
изображения малоконтрастных объектов,
расположенных на фоне, средняя яркость
которого изменяется в значительной степе-
ни. Кроме того, необходимо было рассчи-
тывать на работу прибора в переходных
условиях раннего лунного утра при малых
высотах Солнца, когда характер освеще-
ния может быть весьма неопределенным.
Не исключалась также возможность попа-
дания станции в углубление па лунной
поверхности, где следовало ожидать очень
низкой освещенности.
Все это потребовало разработки телеви-
зионной камеры с достаточно высокой
максимальной чувствительностью и специ-
альной системой ее автоматической регули-
ровки (АРЧ), которая служила бы сред-
ством адаптации к переменным и заранее
неизвестным условиям работы.
Принцип действия
Камера «Луна-9» является оптико-меха-
ническим развертывающим (сканирующим)
устройством, которое по своей конструкции
может быть отнесено к приборам механиче-
ского телевидения или фототелеграфии.
Выбор механической системы для пере-
дачи изображения с поверхности Луны был
произведен после тщательного анализа и
сравнительных испытаний различных сис-
тем передачи изображений. В отличие от
электронных телевизионных систем оптико-
механическая — медленно действующая, она
не способна передать изображение быстро-
движущихся объектов. Однако в данном
случае это обстоятельство наиболее соот-
ветствует условиям передачи неподвижного
лунного ландшафта.
При медленной передаче изображения по-
лоса частот видеосигнала получается весь-
ма узкой и сигнал может быть передан
через экономичный канал радиосвязи,
использующий на борту станции маломощ-
ные передатчик и ненаправленную антенну.
По условиям работы был необходим кру-
говой или, во всяком случае, достаточно
широкоугольный обзор окружающей поверх-
ности. При решении такой задачи с по-
мощью камер электронного телевидения
последние снабжаются дополнительными
узлами, позволяющими управлять положе-
нием их осн визирования путем разворота
либо всей камеры, либо некоторого опти-
ческого элемента, например, зеркала, уста-
новленного перед объективом. Эти узлы
представляют, по сути дела, элементы меха-
нической развертки, зачастую, правда, не
слишком высокой точности. В полностью
механических системах обычно нет необхо-
димости возлагать функции обзора на ка-
кие-либо дополнительные узлы — они легко
выполняются одним развертывающим уст-
ройством, что приводит к существенному
упрощению аппаратуры и уменьшению её
веса.
Известно, что механические системы, в
которых не используется эффект накопле-
ния, имеют потенциально гораздо более
низкую чувствительность, чем электронные.
В то же время при работе с полосой видео-
сигнала, имеющего ширину спектра несколь-
ко сот герц, абсолютные значения чувстви-
тельности механических систем находятся
на уровне хороших широкополосных элект-
137
Панорамная телевизионная камера автоматических лунных станций П
ронных устройств, где применяются пере-
дающие трубки типа видикон.
В целом оптико-механическая система в
большей степени, чем электронная, может
удовлетворить тем жестким требованиям к
весу, габаритам, потреблению энергии и
надежности работы, которые предъявляются
к приборам автоматической лунной станции.
Передача изображения в этой камере
производится с помощью устройства, со-
стоящего из зеркала /, кулачка 2 и объек-
тива 3, в плоскости изображения которого
установлена вырезывающая диафрагма 4
(рис. 3). Непосредственно за диафрагмой
располагается светоприемник 5. Зеркало
совершает два движения: быстрое — кача-
ние по вертикали (строчная развертка) и
медленное вращение в горизонтальной плос-
кости — кадровая панорамная развертка,
•сканируя пространство так, как показано
на рис. 4.
Большое удобство этого типа разверты-
вающего устройства — независимость пара-
метров развертки от характеристик объек-
тива. В частности, угол обзора не связан с
углом зрения объектива и по крайней мере
в одном направлении может достигать 360°.
Он также не лимитирует выбора относи-
тельного отверстия и фокусного расстояния
объектива, который делается независимо,
исходя из необходимости получить задан-
ные чувствительность, глубину резкости или
габариты. диафрагмы,
Параметры развертывающего устройства
Вырезывающая диафрагма, располагается
в центре фокальной плоскости объектива,
где обеспечивается наилучшее качество изо-
бражения. Она формирует развертываю-
щий элемент и определяет угловую разре-
шающую способность устройства. Если F —
фокусное расстояние объектива, d — диа-
метр диафрагмы, то угловая разрешающая
способность может быть найдена из выра-
жения
Да=-^(ра<?).	(1)
Чувствительность камеры зависит в ко-
нечном счете от величины светового потока
/мин, попадающего в светоприемник от
объектов, имеющих минимальную яркость
В мин. Световой поток
г  d2ivtBMWlD2	/п\
1 мин — 42?» •	\*)
Здесь D — диаметр входного отверстия
объектива; т—его коэффициент пропуска-
ния.
При заданной величине Л а выражение
(2) преобразуется:
/нин = гД<х2Я ин-^.	(3)
Как видно, в данном случае основным
конструктивным параметром, определяю-
щим минимальный световой поток, являет-
ся площадь входного отверстия объектива.
Ограничения на размеры входного отвер-
стия объектива и, следовательно, на чув-
ствительность данной камеры накладывает
необходимость обеспечения определенной
глубины резко передаваемого пространства.
При нормальной ориентации станции
ближайшие участки лунной поверхности
должны находиться на расстоянии 1,5 м от
камеры. Поэтому объектив камеры, имею-
щий фокусное расстояние F==12,4 мм и
относительное отверстие 1 :3, отъюстирован
таким образом, чтобы обеспечить передачу
резкого изображения с расстояния от 1,5 м
до бесконечности. Как видно из полученных
изображений, достаточно резко передаются
и более близкие предметы — элементы кон-
струкции автоматической лунной станции.
Диаметр вырезывающей диафрагмы, опре-
деляющей угловую разрешающую способ-
138
12 Техника кино и телевидения, 1968, 1
ность прибора, рассчитан так, чтобы полу-
чить А а = 0,06°, при этом камера на
расстоянии 1,5 м позволяет различать дета-
ли микрорельефа размером 1,5—2 мм.
Выбор величины вертикального угла
зрения камеры является компромиссным
между стремлением к необходимой угловой
разрешающей способности и к обеспечению
обзора достаточно большой части поверх-
ности. Учет этих факторов, а также допол-
нительных соображений позволил остано-
виться на величине вертикального угла
зрения а с* 29°. Этот угол расположен не-
симметрично относительно плоскости, пер-
пендикулярной оси вращения камеры (18°
вниз, 11° вверх, см. схему на рис. 5), для
того чтобы обеспечить преимущественную
передачу изображения именно поверхности
Луны.
Особенностью станции является пред-
усмотренный конструкцией наклон ее на
некоторый угол. Основание станции и
механизм ее лепестков сделаны так, что при
их открытии ось станции, а с ней и ось
телевизионной камеры на достаточно ров-
ной горизонтальной поверхности наклоня-
ются примерно на 16° к местной вертикали.
Это обеспечивает попадание в поле зрения
камеры одного из близлежащих участков
лунной поверхности и создает благоприят-
ные условия для передачи изображения
микрорельефа с минимального расстояния
от камеры (см. рис. 5). Такой участок с
наилучшим разрешением на поверхности хо-
рошо заметен на всех полученных па-
норамах.
По изображениям видно, что выбранный
вертикальный угол обзора близок к опти-
мальному. Он дает необходимое представ-
ление об общей структуре ландшафта и
обеспечивает получение высококачественно-
го, хорошо дешифрируемого изображения
деталей микрорельефа.
В горизонтальной плоскости камера мо-
жет производить полный круговой обзор
(р = 360°), поэтому правильнее говорить о
получении кругорамных изображений. Од-
нако полный поворот камеры делался не во
всех сеансах связи, поскольку часть угла
зрения занимало небо. При выбранном спо-
собе обзора пространства изображение,
полученное на приемном пункте, имеет в
общем случае соотношение сторон
п=4-	<4>
Для рассматриваемой камеры, делающей
обзор пространства в угле 29 X 360°.
п==12,5. Иначе говоря, передаваемое пано-
рамное изображение состояло из 12,5 квад-
ратных кадров.
Четкость изображения при заданных
углах обзора и угловом разрешении состав-
ляла не менее 500 лин в строке и 6000 строк
в полной панораме. Она могла оцениваться
по стандартной испытательной таблице,
размеры которой вписывались в угол 293.
Кривая, характеризующая четкость в зави-
симости от расстояния до объекта, или, что
то же самое, глубину резкости прибора,
показана на рис. 6.
Привод механизма
Развертывающее устройство камеры при-
водится в движение от одного двигателя Д
через многоступенчатый редуктор Р (рис. 7).
Требование высокой экономичности и, сле-
довательно высокого к. п. д. привода обус-
ловили применение коллекторного двигате-
ля постоянного тока, в качестве которого
была использована малогабаритная маши-
на типа ДПТ-2, обладающая всеми нужны-
ми характеристиками. Высокая стабиль-
ность скорости вращения этого двигателя
139
Панорамная телевизионная камера автоматических лунных станций 13
обеспечивалась при помощи блока синхро-
низации БС, выполненного по простой схеме
фазовой автоподстройки.
Схема питает двигатель Д модулирован-
ными по ширине импульсами постоянного
тока, которые формируются как результат
сравнения импульсов, поступающих от дат-
чика оборотов ДО, установленного на валу
двигателя с опорными импульсами высоко-
стабильной частоты 200 гц, идущими от бор-
тового хронизатора. Блок синхронизации
питается от автономного стабилизатора
бортового напряжения СН1.
В синхронизированном режиме двигатель
вращается со скоростью 3000 об/мин, при
этом скорость развертки составляет 1 стро-
ка/сек. Нестабильность вращения вала дви-
гателя, обусловленная неточностью работы
блока синхронизации, не превышает
1/20 оборота.
Основной и, надо отметить, переменной
нагрузкой для двигателя служит кулачко-
вый механизм. Переменная нагрузка за-
трудняет работу блока синхронизации и
может стать источником нежелательных ко-
лебаний механической системы. Поэтому
были приняты меры для уменьшения нерав-
номерности момента прежде всего за счет
уменьшения перепада радиусов кулачка.
При среднем диаметре кулачка, равном
27 мм, перепад радиусов удалось довести
до 3 мм.
Поскольку обратный ход развертки со-
ставляет примерно 10% от оборота кулачка,
угол подъема его профиля на обратном ходе
значительно меньше угла заклинивания.
Это обстоятельство позволяет в свою оче-
редь без затруднений передавать изображе-
ние и при обратном вращении кулачка, за
счет реверсирования двигателя. В камере
была предусмотрена также возможность
несинхронного вращения двигателя, когда
он подключен непосредственно к источнику
бортового питания. В этом случае его
скорость увеличивалась примерно в четыре
раза. Выбор необходимой скорости и на-
правления развертки производился по ко-
мандам с Земли. Камера обеспечивала ра-
боту в следующих режимах:
1)	передача изображения со скоростью
1 строка/сек при обзоре в одном направле-
нии. Время, необходимое для полного кру-
гового обзора, 100 мин*,
2)	передача изображения с той же ско-
ростью при обзоре в обратном направлении;
3)	ускоренный режим передачи —
быстрый поворот в прямом или обратном
направлении. Время полного оборота
20 25 мин.
Наличие разных режимов позволяет уп-
равлять прибором, просматривая наиболее
интересные места изображения при мини-
мальной потере времени, что особенно цен-
но при ограниченных энергетических воз-
можностях станции. Третий режим является
служебным и предназначен не для получе-
ния изображения, а для оперативного выбо-
ра необходимого сектора панорамы по на-
блюдению видеосигнала. Включение этого
режима работы возможно и в те моменты,
когда идет передача телеметрической ин-
формации. При этом вообще не теряется
время на выбор интересующего места
панорамы.
Формирование сигнала
Светоприемником в камере служит фото-
электронный умножитель торцового типа
(ФЭУ-54), специально разработанный для
данной камеры. Он имеет жесткую жалюз-
ную конструкцию динодов и небольшие
габариты: длину 90 мм и диаметр 22 мм.
Данный ФЭУ отличается повышенной вре-
менной и температурной стабильностью, а
также малым временем, необходимым для
установления параметров после включения.
Большинство экземпляров ФЭУ-54 имеет
интегральную чувствительность не менее
50 а/лм при напряжении питания 1700 в,
максимум их спектральной чувствительно-
сти располагается в области 550 ммк.
В данной камере регистрируются малые
световые потоки, достигающие в предельном
140
14 Техника кино и телевидения, 1968, 1
случае величины порядка 10“10 лм. Соот-
ветственно и ток сигнала, генерируемого
ФЭУ, измеряется тысячными долями микро-
ампера. При таком малом токе сигнала
темновой ток ФЭУ может быть сравним с
ним по порядку величины и заметно влиять
на соотношение сигнал/шум и температур-
ную стабильность параметров, поэтому
были приняты специальные меры, позволяю-
щие уменьшить темновой ток ФЭУ. Они
оказались достаточно эффективными и дали
возможность работать на постоянном токе,
без модуляции сигнала.
Характеристика преобразования свет —
сигнал сделана в камере логарифмической
и, следовательно, обеспечивает линейную
передачу не яркостей объектов, а их опти-
ческих плотностей. Известно, что такой
способ передачи полутонов отличается улуч-
шенным качеством воспроизведения изо-
бражения. Логарифмирование видеосигна-
ла происходит за счет нелинейности двух
звеньев: ФЭУ и предварительного усилите-
ля видеосигнала (УС1).
Для этой цели ФЭУ специально ставится
в нелинейный режим работы путем подбора
напряжения питания его отдельных дино-
дов, однако степень нелинейности при этом
получается недостаточной. Поэтому «после-
дующее формирование логарифмической
характеристики передачи производится в
однокаскадном усилителе видеосигнала, ко-
торым служит электронная лампа прямого
накала — сверхэкономичный низковольтный
пентод, обладающий существенно нелиней-
ной анодно-сеточной характеристикой. Со-
четание ФЭУ — электронная лампа весьма
благоприятно для согласования их выходно-
го и входного сопротивлений и обеспечения
стабильного усиления постоянного тока в
широком диапазоне температур.
Узкая полоса частот видеосигнала, прости-
рающаяся номинально от Одо 250гц, и высо-
кое входное сопротивление усилителя позво-
лили поставить для ФЭУ сравнительно высо-
коомную (десятки мегом) нагрузку, на кото-
рой даже при малых токах сигнала разви-
вается напряжение до нескольких вольт.
Раствор анодно-сеточной характеристики
лампы при этом используется практически
полностью, и от нее не требуется большого
коэффициента усиления. На выходе лампы
создается напряжение видеосигнала, доста-
точное для управления последующим каска-
дом— частотным модулятором (ЧМ).
В этом каскаде производится модуляция
низкочастотной поднесущей, равной 1,5 кгц.
Для наилучшей настройки канала связи
было предусмотрено изменение величины
девиации поднесущей от 200 до 800 гц. Час-
тотно-модулированный сигнал с выхода ка-
меры поступает на радиопередатчик, где
производится фазовая модуляция радиочас-
тоты 185 Мгц.
Усилительный каскад выполняет и другие
функции. В нем производится замешивание
в видеосигнал фазирующего импульса об-
ратного хода, который получается с по-
мощью контактного датчика, расположен-
ного на одном валу с кулачком, и форми-
рующего устройства — кипп-реле (КР).
Рассмотренные блоки камеры питаются че-
рез стабилизатор напряжения СТ2.
Автоматическая регулировка
чувствительности
Неопределенные световые условия работы
прибора заставили разработать систему ав-
томатической регулировки чувствитель-
ности камеры. Действительно, весьма ши-
рокий, охватывающий более трех порядков
величины диапазон яркостей передаваемых
объектов, которые могут встретиться на
поверхности Луны, затруднял реализацию
командного управления чувствительностью
прибора, однако не это главное.
Командное управление неизбежно пред-
усматривает работу по методу проб и оши-
бок, а следовательно, и потерю определен-
ной части информации, что особенно непри-
ятно при ограниченных времени передачи и
объеме передаваемой информации.
Необходимо было учитывать также, что
камера ведет непрерывную передачу пано-
рамного изображения, при которой направ-
ление визирования развертывающего уст-
ройства изменяется в угле от 0 до 360°. При
этом в соответствии с индикатрисами рас-
сеяния изменяется и средняя яркость участ-
ков поверхности, передаваемых камерой.
Таким образом, возникает необходимость
в регулировке чувствительности в процессе
передачи одной панорамы и становится
ясно, что командное, обычно дискретное,
изменение чувствительности могло бы за-
метно ухудшить качество полученного пано-
рамного изображения.
В рассматриваемом устройстве автомати-
ческая регулировка производилась путем
изменения чувствительности ФЭУ в зависи-
141
Панорамная телевизионная камера автоматических лунных станций 15
мости от средней яркости передаваемых
предметов.
Для системы АРЧ была выбрана схема
классического экспонометра, датчиком кото-
рого служит фотосопротивление, снабжен-
ное блендой, ограничивающей его поле
зрения. Фотосопротивление находится в
верхней части оптико-механического раз-
вертывающего устройства и поворачивается
вместе с ним.
Из практической фотографии известно,
что формальное определение экспозиции по
экспонометру может иногда привести к су-
щественным ошибкам, называемым экспо-
нометрическими. Они возникают из-за не-
соответствия средней освещенности всего
кадра изображения и той его части, которая
представляет основную цель фотографиро-
вания. Космическое телевидение в некото-
рых своих приложениях особенно подвер-
жено экспонометрическим ошибкам. При
получении изображений небесных тел часть
кадра может занимать хорошо освещенная
поверхность, а часть — глубоко черный кос-
мос. Участок космоса оказывает сильное
влияние на среднюю освещенность кадра,
что при наличии автоматического экспоно-
метра вызывает «передержку» полезной час-
ти изображения.
В панорамной камере особое внимание
было обращено на отработку элементов
системы АРЧ, чтобы по возможности исклю-
чить или уменьшить экспонометрические
ошибки. Прежде всего после ряда экспери-
ментов был выбран оптимальный угол
зрения фотодатчика (см. рис. 5). Он не
охватывает всего угла зрения камеры, а
составляет лишь 10° X 10° и совмещается
примерно с нижней третью кадра. Выбран-
ное расположение помогает защититься как
от влияния черного «неба», так и от попада-
ния в датчик солнечных лучей и бликов
(при низкой высоте солнца).
Учитывая, что настройка системы АРЧ
происходит в земных условиях, которые,
естественно, отличаются от лунных, для
исключения возможных ошибок и повыше-
ния надежности работы было введено ко-
мандное управление режимом работы сис-
темы АРЧ. Одна из команд повышает
чувствительность прибора по сравнению
с номинальной, другая — понижает. Изме-
нение характеристики передачи при этом
иллюстрируется рис. 8 (кривые I, II, III).
Следует отметить, что логарифмическая
характеристика передачи прибора делает
его малочувствительным к неточности рабо-
ты системы АРЧ и в схемном отношении
упрощает ее построение.
Наиболее эффективный способ регули-
ровки чувствительности ФЭУ — это изме-
нение общего напряжения, питающего его
диноды. При этом имеет место степенная
зависимость коэффициента усиления ФЭУ
от напряжения питания. Если же характе-
ристика преобразования свет — сигнал яв-
ляется логарифмической, то между управ-
ляющим воздействием (напряжением на
ФЭУ) и выходным сигналом существует
линейная зависимость. В данном случае
так и происходит: фотосопротивление ФС
создает сигнал, примерно пропорциональ-
ный средней яркости, который через усили-
тель мощности постоянного тока УС2 питает
высоковольтный преобразователь ВП, отку-
да напряжение подается на ФЭУ.
Камера обеспечивает нормальную переда-
чу изображения в диапазоне освещенностей
80—150000 лк для поверхности, имеющей
характеристики лунного грунта. На рис. 9
показана кривая, описывающая работу
системы АРЧ. На ней изображена зависи-
мость амплитуды выходного видеосигнала
от освещенности объекта передачи Е.
Когда Е<500 лк, система АРЧ не рабо-
тает, но нормальная передача изображения
возможна при подаче команды на повыше-
ние чувствительности. Минимальная осве-
142
16 Техника кино и телевидения, 1968, 1
щенность, при которой еще обеспечивается
передача удовлетворительного по качеству
изображения, составляет примерно 80 лк.
Система АРЧ неизбежно исключает из
выходного сигнала информацию о средней
яркости передаваемых объектов, которая,
однако, может представить интерес. Поэто-
му в данной камере была предусмотрена
косвенная передача этой информации, носи-
телем которой служит фазирующий им-
пульс обратного хода, модулированный по
ширине. Для этой цели сигнал с фотосопро-
тивления, прошедший усилитель УС2, пода-
вался одновременно в цепь управления
шириной им*пульса кипп-реле КР.
Конструкция камеры
Телевизионная камера имеет цилиндри-
ческую форму (рис. 10). Нижняя часть
камеры представляет собой стакан из маг-
ниевого сплава с фланцем и герметическим
разъемом. Камера частично (до уровня
фланца) утапливается в корпусе станции,
причем фланец обеспечивает герметичное
уплотнение. Верхняя наружная часть каме-
ры, выступающая за отводы герметичного
корпуса станции, позолочена, что уменьша-
ет ее нагрев за счет тепла, излучаемого
лунной поверхностью и Солнцем. Кроме
того, для защиты от попадания прямых
солнечных лучей при больших высотах
Рис. 10
Солнца на верхней части телевизионной
камеры установлен теплоизолирующий
экран. Расчетный температурный режим, в
котором должна работать камера, лежит в
диапазоне температур f = — 20 — 4- 50°С.
Практические испытания показали, что нор-
мальная передача изображения может
происходить и при +80°С.
Внутренняя часть камеры содержит все
необходимые блоки и узлы, представленные
на блок-схеме. Через герморазъем в камеру
подаются напряжения источников питания,
синхронная частота и управляющие коман-
ды. Отсюда выходной частотно-модулиро-
ванный сигнал поступает на радиоблок
станции.
Таким образом, внутренняя часть камеры
не связана с герметичным объемом корпуса
станции. Подобное конструктивное решение
потребовало принятия необходимых мер
для обеспечения ее нормальной работы в
условиях космического вакуума.
Известно, что при очень глубоком ва-
кууме (ниже Р = 10~8 мм рт. ст.) возникает
ряд явлений, которые в конечном счете при-
водят к резкому повышению трения в дви-
жущихся механизмах, вплоть до их заклини-
вания и сваривания отдельных частей. Для
прибора, имеющего оптико-механическое
развертывающее устройство, приводимое от
коллекторного двигателя постоянного тока,
воздействие глубокого вакуума было осо-
бенно опасным. В настоящее время разра-
ботаны специальные смазочные и конструк-
ционные материалы, позволяющие создать
механизмы, надежно работающие в глубо-
ком вакууме. Однако в данном случае они
почти не применяются и вопрос защиты
здесь решен иначе. Несмотря на то, что
внутренний объем камеры практически не-
герметичен, ее конструкция выполнена
так, что давление внутри нее не может
упасть ниже 10“34- 10~5 мм рт. ст., т. е.
достичь тех значений, при которых прояв-
ляются вредные воздействия. Такой способ
защиты (он может быть назван вакуумным
экранированием) был предварительно испы-
тан в наземных условиях и при эсперимен-
тальных полетах камер на борту спутников,
где показал свою надежность.
Наружный экранирующий колпак камеры
имеет сложную конструкцию. Его основу
составляет жесткий металлический цилиндр
с окнами, обеспечивающими необходимый
угол обзора для развертывающего устрой-
143
Панорамная телевизионная камера автоматических лунных станций
Рис. 11
ства (рис. 11). Окна затянуты тонкой
(50 мк) прозрачной лавсановой пленкой,
которая не вносит никаких оптических
искажений в передаваемое изображение и
обеспечивает не только вакуумную экрани-
ровку, но и защиту от запыления и меха-
нических повреждений.
Все механические элементы развертываю-
щего устройства выполнены с высокой точ-
ностью, но не являются прецизионными.
В данной камере погрешности разверты-
вающего устройства не превышают 1/3 те-
левизионного элемента.
При разработке электронной части особое
внимание обращалось на достижение мак-
симальной простоты и надежности схемных
решений. Рациональная конструкция меха-
нической и электронной части прибора по-
зволила со значительным превышением
удовлетворить первоначальным техниче-
ским требованиям.
Вес камеры составляет 1300 а, а ее габа-
риты без фланца 80 X 205 мм. Потребля-
емая мощность не превышает 2,5 вт.
Результаты работы
Работа панорамных камер на борту авто-
матических лунных станций «Луна-9» и
«Луна-13» полностью подтвердила справед-
ливость расчетов и предположений, приня-
тых при их создании. Особенно следует
отметить оптимальность данной телевизион-
ной системы, ее соответствие условиям ра-
2 TK и т № 1, 1968 г.
17
боты на борту станции и поставленным
научным задачам. Хотя общий объем пере-
данной информации был сравнительно не-
большим (несколько панорам или более
40 квадратных кадров), он позволил полу-
чить качественно новые и весьма ценные
сведения о характеристиках лунной поверх-
ности. Телевизионная система американско-
го космического аппарата «Сервейор»,
ставшего второй после «Луны-9» станцией,
совершившей мягкую посадку на Луну, пе-
редала более 10000 кадров, но не добавила
существенно новой информации к уже полу-
ченным результатам.
Со станции «Луна-9» впервые были пере-
даны стереоскопические изображения доста-
точно мелких образований лунной поверх-
ности. Часть этих изображений была полу-
чена в соответствии с намеченной програм-
мой работы. Для этой цели в поле зрения
камеры устанавливались двугранные зер-
кала, обеспечивающие стереобазу для весь-
ма узких (примерно 4°) секторов панорамы.
Однако наиболее обширная стереоскопиче-
ская информация получена вследствие сдви-
га станции за время, прошедшее между
передачей первой и третьей панорамы. Этот
сдвиг, вызванный до сих пор не вполне
ясными причинами, привел к появлению
стереобазы, имеющей величину 9 см. Ко-
нечно, при этом первая и третья панорамы
не являются вполне точными стереопарами,
так как высота Солнца, и, следовательно,
длина теней при их передаче, была разной.
Тем не менее при рассматривании такой
стереопары глаз приспосабливается к ее
особенности, отдавая предпочтение по теням
одному из изображений, в то же время
объемность наблюдаемых объектов прояв-
ляется в полной мере. Стереоэффект значи-
тельно способствовал дешифровке и фото-
грамметрической обработке изображения,
результаты которой изложены в [2].
Панорамная камера «Луны-9» была пер-
вым высококачественным устройством ме-
ханического телевидения, практически ра-
ботавшим в космосе. Для таких камер могут
быть найдены и различные «земные» при-
менения, что открывает новые интересные
возможности в прикладном телевидении.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шаронов В. В., Природа планет, М., Физмат-
гиз, 1958.
2. «Первые панорамы лунной поверхности», М.,
«Наука», 1966.
144
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Панорамная съемка Марса
А. С. Селиванов, В. М. Говоров, В. П. Чемоданов,
М. К. Нараева, М. В» Гитлиц
В состав ТВ систем автоматических межпланетных
станций «Марс-4» и «Марс-5» помимо фототелеви-
зионных приборов [1] входил комплект аппара-
туры, состоящий из двух однострочных оптико-
механических сканирующих (сканеров) и магнит-
ных запоминающих устройств (МЗУ). В отличие от
покадровых фототелевизионных такие устройства
могут обеспечить непрерывный (панорамный) про-
смотр поверхности от лимба планеты до термина-
тора.
Панорамное изображение, получаемое путем ска-
нирования, несмотря на сложность его геометри-
ческой проекции и непостоянство разрешения на
поверхности, имеет ряд преимуществ: в части удоб-
ства глобальных (например, метеорологических)
наблюдений, привязки показаний научных при-
боров к исследуемой поверхности и т. д. Кроме
того, с помощью оптико-механических сканеров
возможно получение изображения в спектральных
диапазонах, к которым фотопленка не чувстви-
тельна.
При проведении данного эксперимента работа
осуществлялась в оранжевом, красном и красно-
инфракрасном диапазонах (рис. 1). Последний диа-
пазон особенно интересен тем, что в нем ранее не
были получены изображения Марса с близких рас-
стояний.
Сканирующие устройства
На каждой станции было установлено по два од-
нострочных сканера, отличающихся спектральны-
ми диапазонами. Сканирование производилось пер-
пендикулярно направлению полета, панорамная
развертка осуществлялась за счет движения по
Рис. I. Спектральные характеристики сканеров, работающих
в оранжевой (1), красной (2), красно-инфракрасной (3) об-
ластях спектра
2*
орбите самой станции, жестко ориентированной в
пространстве. Такой режим работы сканеров неод-
нократно использовался и ранее, например на
станциях «Луна-19», «Луна-22» [2]. В расчете на
получение дополнительной геометрической и фо-
тометрической информации оси визирования ка-
мер в плоскости орбит развернуты на 30° (рис. 2),
причем одна из них (а) совпадает с направлением
осей визирования научных приборов, в том числе
и фототелевизионных устройств.
По принципу действия и конструкции сканеры
близки к панорамным камерам луноходов и дру-
гих станций для исследования Луны [3 J. Отличие
описываемых приборов состоит в отсутствии ме-
ханизма поворота камеры вокруг оси панорами-
рования. Сканирование осуществляется только од-
нострочно по пилообразному закону.
В качестве светоприемников используются фото-
электронные умножители ФЭУ-112 и ФЭУ-114 в
сочетании со светофильтрами ОС-14 и КС-19.
Поскольку яркость наблюдаемой поверхности
от лимба до терминатора изменяется в широких
пределах, в камерах используется автомати-
ческая регулировка чувствительности (АРЧ),
которая обеспечивает постоянство сигнала
на выходе, сужение его динамического диа-
пазона, что существенно облегчает его реги-
страцию на бортовых аналоговых магнитофонах и
прием изображения на Земле. Работа системы АРЧ
контролируется по телеметрическому каналу, и
таким образом имеется возможность восстановить
реальное распределение яркости вдоль трассы
полета.
Световой динамический диапазон сканеров ус-
танавливается из расчета на передачу малоконтраст-
ных элементов, свойственных поверхности Марса.
Такая настройка возможна не только благодаря
работе системы АРЧ, но и вследствие характерного
145
36	Техника кино и телевидения, 1976, № 1
для данного типа сканеров отсутствия паразитных
сигналов, вызывающих неравномерность фона изо-
бражения и требующих расширения динамического
диапазона. Неравномерность фона вдоль строки,
вызванная изменением средней яркости самой по-
верхности, в рабочей зоне незначительна из-за
малого угла сканирования.
Основные характеристики сканеров
Скорость сканирования.......................
Угол сканирования ..........................
Обратный ход................................
Угловое разрешение..........................
Динамический диапазон.......................
Масса...............................
Потребляемая мощность.......................
Рис. 3. Структурная схема МЗУ
15%
7,2
20%
1,4 кг
5 Вт
Магнитные запоминающие устройства
Видеосигнал со сканеров регистрировался на
аналоговых МЗУ, установленных на орбитальных
станциях. Трансляция видеосигналов на Землю
производилась с понижением скорости в четыре ра-
за. В качестве МЗУ использовались приборы, ко-
торые предназначались для записи сигналов, пос-
тупающих с посадочных станций, сбрасываемых на
поверхность планеты.
В МЗУ (их два на каждой станции) используется
принцип записи частотно-модулированной подне-
сущей на магнитную ленту шириной 6,25 мм. Каж-
дое МЗУ имеет два канала записи-воспроизведения,
что дает возможность регистрировать информацию
с двух сканеров параллельно на одном приборе.
Имеется также режим последовательного исполь-
зования каналов.
Структурная схема МЗУ показана на рис. 3.
Видеосигнал со сканеров с полосой до 1000 Гц
поступает на вход ЧМ модулятора /, выполненного
на мультивибраторе, генерирующем удвоенную под-
несущую частоту, которая затем делится на два
в делителе 2. Этим достигается необходимая сим-
метрия формы ЧМ сигнала и уменьшаются комби-
национные искажения в процессе его демодуляции.
Далее сигнал поступает на универсальную головку
записи-воспроизведения 3, контактирующую с маг-
нитной лентой 4.
Во время воспроизведения сигнал демодулиру-
ется двух пол у периодным ЧМ детектором 5 и после
фильтра 6 поступает на выход МЗУ. В процессе
записи записанная ранее информация стирается при
помощи генератора 7 и отдельной головки 8.
Универсальная головка имеет четыре канала, два
из которых используются для записи видеосигна-
ла, а два — для регистрации в процессе записи
синхронизирующей частоты /синхР от бортового
кварцевого генератора.
Во время записи стабилизация скорости движе-
ния ленты производится с помощью сервосистемы,
в состав которой входит: ведущий двигатель 9
с тахогенератором 10, устройство сравнения 11 ам-
плитуды сигнала, пропорционального скорости с
некоторым опорным уровнем аоп и усилителя об-
ратной связи 12, управляющего напряжением пи-
тания двигателя.
Воспроизведение видеосигнала может быть осу-
ществлено в двух режимах: с той же скоростью, что
и при записи, и в четыре раза меньшей. При этом
лента движется синхронно с сигналом бортового
кварцевого генератора, причем стабилизация сред-
ней скорости пленки поддерживается той же систе-
мой, что и при записи (частотный контур), а точная
синхронизация производится вторым (фазовым)
контуром. Он выполнен на принципе релейного уп-
равления с помощью широтно-импульсной модуля-
ции питания ведущего двигателя через фазовый де-
тектор 13 и усилитель 14.
В лентопротяжном механизме МЗУ использу-
ется кассета с бесконечной петлей 15, которая обес-
печивает компактность конструкции и малый уро-
вень неравномерности движения ленты, что об-
легчает построение сервопривода. Двигатель про-
тягивает пленку при помощи двух ведущих валов,
которые вращаются с незначительно различающей-
ся скоростью, чем обеспечивается необходимое на-
Рис. 4. Внешний вид сканера и МЗУ
146
10,6-10е тел. эл
2
45 мин
5,5 см/с
5,5 см/с
1,375 см/с
100
3 кг
10 Вт
тяжение пленки в зоне головок. В редукторе при-
вода используются лавсановые ремни. Внешний
вид сканера и МЗУ показаны на рис. 4.
Технические данные МЗУ
Объем записи.........................
Число каналов записи.................
Время записи по двум каналам параллель-
но ...................................
Скорость записи......................
Скорость воспроизведения.............
Отношение сигнал/шум.................
Масса................................
Потребляемая мощность................
Результаты
За активное время работы были получены две па-
норамы с АМС «Марс-4» и пять панорам с АМС
«Марс-5». Информация имела вполне удовлетвори-
тельное качество. На рис. 5 приведен фрагмент
одной из панорам, переданной с АМС «Марс-5»
сканером, работающим в оранжевом диапазоне
спектра.
Сравнительно узкий динамический диапазон ска-
неров в сочетании с системой автоматической ре-
гулировки чувствительности позволил получить
изображения малоконтрастных деталей марсиан-
ского рельефа, не требующие при приеме такого
вида обработки, как выравнивание средней яр-
кости по полю.
Панорамная съемка Марса	37
Рис. 5. Фрагменты панорамного изображения поверхности
Марса, переданного сканером с АМС «Марс-5» в оранжевом
диапазоне спектра
Необходимо отметить, что контраст изображения,
полученный со сканерами красного и красно-ин-
фракрасного диапазонов, был заметно выше, чем
со сканером оранжевого диапазона.
ЛИТЕРАТУРА
1.	С е л и в а н о в А. С., Н а р а е в а М. К, С и -
нельникова И. Ф., Суворов Б. А., Елен*
ский В. Я , Алешин Г. М., Шабанов А. Г.,
Фототелевизионная система для исследования Марса, Тех-
ника кино и телевидения, 1974, № 9.
2.	Говоров В. М., Засецкий В. В., Непо-
клонов Б. В., Селиванов А. С..Телегин И. А.
Панорамная съемка поверхности Луны с орбитальной стан-
ции «Луна-19», Техника кино и телевидения, 1972, № 5.
3.	Селиванов А. С., Говоров В. М., Чемо-
данов В. П., Оводкова С. Г., Телевизионные си-
стемы панорамного обзора автоматических лунных станций
второго поколения, Техника кино и телевидения, 1972, № 5.
147
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
А. С. СЕЛИВАНОВ, В. М. ГОВОРОВ, В. П. ЧЕМОДАНОВ,
С. Г. ОВОДКОВА
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПАНОРАМНОГО ОБЗОРА
АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛУННЫХ СТАНЦИЙ
ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
В течение шести лет, прошедших с мо-
мента первой успешной посадки советской
автоматической станции «Луна-9», прямые
эксперименты на поверхности Луны интен-
сивно продолжались с помощью как авто-
матических, так и пилотируемых космиче-
ских аппаратов. Новый этап в исследова-
нии Луны открылся запуском автоматиче-
ских станций второго поколения — «Лу-
на-16» и «Луна-17». Станция «Луна-16» и
аналогичная ей «Луна-20» обеспечили до-
ставку лунного грунта на Землю, а «Лу-
на-17» доставила на поверхность Луны пер-
вую передвижную лабораторию «Луно-
ход-1».
Эти станции имеют существенно боль-
ший вес, что позволило оснастить их слож-
ной аппаратурой управления, разнообраз-
ными научными приборами и в конечном
счете обеспечило решение новых, более
сложных задач. Особенность данных стан-
ций — унификация систем и оборудования:
посадочной платформы, радиотехнического
комплекса и других устройств, позволяю-
щая экономично и гибко компоновать стан-
ции различного назначения.
При разработке телевизионных систем
для новых станций учитывался большой
опыт, накопленный в процессе предыдущих
работ. Так, например, работа с «Луной-9»
и «Луной-13» показала, что панорамная те-
левизионная съемка является рациональ-
ным методом исследования окружающей
поверхности с борта посадочной станции.
Было подтверждено на практике высокое
качество изображения, обспечиваемое опти-
ко-механическими панорамными камерами
(иногда такие камеры неточно называют
телефотометрами), что позволяет считать
их достаточно эффективным научным ин-
струментом, превосходящим по своим па-
раметрам электронные телевизионные уст-
ройства. Поэтому такие камеры нашли
применение и в новых станциях. Новые
станции оснащены несколькими объединен-
ными в систему панорамными камерами.
Это, помимо дублирования аппаратуры с
целью повышения надежности, обеспечива-
ет получение стереоскопических снимков и
решение ряда дополнительных задач.
Первые стереоскопические снимки лун-
ной поверхности были переданы со станции
«Луна-9», несмотря на то, что она имела
одну камеру [1]. Для небольших участков
поверхности это достигалось при помощи
узких двугранных зеркал, установленных в
поле зрения камер. Однако наибольший
объем стереотелевизионной информации
был получен вследствие подвижки станции
на расстояние около 9 см, происходившей
между сеансами связи. В то время причины
подвижки были недостаточно ясны, но сей-
час, когда характеристики лунного грунта
хорошо изучены, особенно с помощью стан-
ции «Луноход-1», такая подвижка объясня-
ется наличием весьма непрочного, рыхлого
слоя грунта, сосредоточенного главным об-
разом внутри кратеров (станция «Луна-9»
находилась на внутреннем склоне кратера
и могла «сползать»). Как показала практи-
ка, стереоскопическая съемка лунной по-
верхности позволяет существенно улучшить
фотограмметрическую обработку и дешиф-
ровку изображений, особенно в зонах не-
благоприятного освещения, имеющих ма-
лый контраст рельефа.
Панорамные камеры «Луны-16», «Лу-
ны-20» и «Лунохода-1» имеют некоторые
конструктивные отличия от предыдущих
моделей [2], направленные на улучшение
их характеристик и на расширение воз-
можностей использования.
Основное назначение камер станций «Лу-
на-16» и «Луна-20» — дополнительный (к
телеметрическому) контроль за операцией
взятия пробы лунного грунта. Схема этих
станций в положении, когда грунтозабор-
ник (ГЗ) опущен на поверхность, показана
на рис. 1. В этом положении участок по-
верхности, на котором работает грунтоза-
борник, находится в поле зрения двух па-
норамных камер (№ 1 и 2), со стереоба-
зой 500 мм. Цель телевизионного контро-
ля— определение неровностей поверхности
148
Техника кино и телевидения, 1972, № 5
в зоне бурения, особенно наличия камней,
которые могут помешать взятию пробы.
Когда грунтозаборник ложится на камень,
по команде с Земли можно переместить его
внутри зоны бурения.
Оси панорамирования камер имеют на-
клон 50° к вертикали. При съемке круговой
Рис. 1. Схема установки камер на стан-
ции «Луна-16»:
а — вид сбоку; б — вид спереди
панорамы в их поле зрения попадает не толь-
ко участок.поверхности Луны с грунтозабор-
ником, но также элементы конструкции стан-
ции и обширные участки неба.
Станции этого типа могли работать как
лунным днем, так и ночью (посадка «Лу-
ны-16» произошла ночью, «Луны-20» —
днем. Освещенность поверхности Луны
ночью в полноземелие составляет 15-*-17 лк.
Если использовать искусственную подсвет-
ку рабочей зоны поверхности, то, учитывая
энергетические ограничения, можно под-
нять освещенность до нескольких сотен
люкс, но и подобная освещенность нахо-
дится на границе возможностей по чувстви-
тельности прежних моделей камер и не да-
ет запасов, необходимых для такого рода
аппаратуры. Поэтому обеспечение ночной
работы потребовало значительно увеличить
чувствительность камер.
Несмотря на то, что рассматриваемые
камеры неспособны передавать изображе-
ние движущихся объектов, однако благо-
даря отмеченным выше положительным
особенностям этих приборов было призна-
но целесообразным установить их и на
другой станции — первой передвижной лун-
ной лаборатории «Луноход-1». При этом
для передачи панорамных изображений ис-
пользуются предусмотренные программой
работы лунохода сеансы научных наблю-
дений, производимых на стоянках.
Текущая телевизионная информация, не-
обходимая для управления луноходом в
процессе его движения, передается с помо-
щью другой системы, построенной на прин-
ципах малокадрового электронного телеви-
дения [2].
«Луноход-1» оснащен не двумя, как «Лу-
на-16» и «Луна-20», а четырьмя камерами,
осуществляющими как горизонтальный, так
и вертикальный обзор. Камеры расположе-
ны попарно по левому и правому борту
лунохода в приливах его герметичного кор-
пуса. Их установка видна на схеме рис. 2
Рис. 2. Схема установки камер иа
станции «Луноход-1» (вид сверху)
(вид сверху): пунктиром даны обводы верх-
ней крышки лунохода, № 1 и 3 — камеры
вертикального обзора, № 2 и 4 — камеры
горизонтального обзора, № 5 и 6 — камеры
малокадровой телевизионной системы.
Ось панорамирования камер № 1 и 3
наклонена к вертикали на 15° с целью пере-
дачи изображения более близких к лунохо-
ду участков рельефа. Угол панорамирова-
ния— около 180°, остальная часть угла
экранируется корпусом лунохода. Пано-
рамные снимки камер № 1 и 3 служат ос-
новным материалом для топографической
съемки местности, исследования структур-
ных особенностей рельефа и выбора гене-
рального курса движения. При этом значи-
тельная часть съемок делается стереоскопи-
ческой со стереобазой в несколько метров.
149
Телевизионные системы панорамного обзора автоматических лунных станций	45
получаемой за счет перемещения лунохода
в выбранном направлении (поля зрения ка-
мер № 1 и 3 практически не перекрыва-
ются) .
Камеры, дающие вертикальные панора-
мы (№ 2 и 4), предназначены в основном
для навигационных определений по угло-
вому положению Солнца и Земли. В поле
зрения этих камер находится шкала опти-
ческого датчика лунной вертикали (ДЛВ,
рис. 3), информация от которого также ис-
пользуется для навигации.
Камеры № 2 и 4 выполняют еще одну
немаловажную функцию — наблюдение за
передними и задними колесами лунохода,
Рис. 3. Схема установки ка-
мер на станции «Луноход-1»
(вид сбоку)
давая представление о их состоянии и ха-
рактере взаимодействия с грунтом. Эти уча-
стки не попадают в поле зрения других ка-
мер. Камеры № 2 и 4 обеспечивают пере-
дачу стереоскопических изображений (сте-
реобаза 2,3 м) участков поверхности, нахо-
дящихся на расстоянии 4,5 м впереди и
сзади лунохода.
Панорамные камеры лунохода не рассчи-
тывались на работу в ночное время, поэто-
му достигнутая ранее величина чувстви-
тельности была вполне достаточна для нор-
мальной работы, однако для улучшения ка-
чества передаваемого изображения потре-
бовалось увеличить глубину резкости при-
боров и глубину модуляции сигнала от мел-
ких деталей. В конечном счете это привело
к необходимости увеличения чувствитель-
ности светоприемника, что было необходи-
мо и для «ночных» камер «Луны-16».
Рис. 4. Апертурные характеристики пано-
рамных камер:
/-«Луна-9»; 2 — «Луна-16»; 3 — «Луноход-1»
Первоначально повышение чувствитель-
ности светоприемника ФЭУ-54 велось пу-
тем отбора экземпляров, удовлетворяющих
более жестким требованиям при одновре-
менном совершенствовании технологии их
производства.
Затем был разработан новый светоприем-
ник — ФЭУ-96, имеющий повышенную ста-
бильность и гарантированную пороговую
чувствительность не хуже 5*10-18 лм-Гц-1/*.
По основным габаритам и присоединитель-
Автоматичес- кая станция	Число камер	Параметры	[ оптической системы		Угол зрения, градусы	Номиналь- ная четкость, эл/стр	Глубина мо- дуляции при номинальной четкости	Число строк в полной па- нораме	Скорость пе- редачи, стро- ка/с	Время пере- дачи полной панорамы, мин
		F, мм	D/F	расстоя- ние фоку- сировки ,м						
«Луна-9»	1	12,5	1:4	1,54-00	29 <11 + 18)	500	0,3	6000	1	100
«Луна-16»	2	12,5	1:1,9	2.5	30 (15+15)	300	0,3	6000	4; 1	25; 100
«Луноход-1»	4	12,5	1:6	1,54-00	30 (15+15)	500	0,8	6000	4; 1	25; 100
150
46	Техника кино и телевидения, 1972, № 5
ным размерам ФЭУ-96 аналогичен ФЭУ-54,
но рабочая площадь его фотокатода умень-
шена до 3 мм (что сопрягается с парамет-
рами оптической системы).
Дальнейшее повышение чувствительно-
сти «ночных» камер производилось за счет
раскрытия входного отверстия объектива до
максимального и некоторого увеличения
диаметра вырезывающей диафрагмы. Ка-
меры фокусировались на расстояние 2,5 м,
где расположена зона бурения.
В камерах для дневной передачи, наобо-
рот, уменьшились входное отверстие и диа-
метр вырезывающей диафрагмы, что замет-
но улучшило их апертурные характеристи-
ки (рис. 4).
В новых панорамных камерах использу-
ется автоматическая регулировка чувстви-
тельности (АРЧ) «по сигналу» вместо при-
менявшейся ранее АРЧ «по свету» экспоно-
метрического типа. Постоянная времени си-
стемы АРЧ — 5-?-10 с. Кроме того, введен
дополнительный режим работы с отключе-
нием АРЧ и понижением чувствительности
за счет установки соответствующего напря-
жения питания ФЭУ. Этот режим исполь-
зуется для передачи изображения Солнца
главным образом камерами вертикального
обзора лунохода.
Унифицированная радиосистема новых
космических станций может передавать ви-
деосигнал методом ЧМ одновременно с
двух камер на поднесущих 190 и 130 кГц.
Скорость передачи изображения 4 строка/с
(основная) и 1 строка/с (резервная).
Основные параметры новых камер пред-
ставлены в таблице.
ЛИТЕРАТУРА
1.	«Первые панорамы лунной поверхности», «Нау-
ка», 1966.
2.	Селиванов А. С., Говоров В. М., Ти-
тов А. С., Ч е м о д а н о в В. П., Техника кино и те-
левидения, 1968, № 1.
3.	«Первая передвижная лунная лаборатория «Лу-
ноход-1», «Наука», 1971.
151
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
В. М. Г О В О Р О В, В. В. 3 А С Е Ц К И И, Б. В. НЕПОКЛОНОВ,
А. С. С ЕЛ И В А Н О В, И. А. Т ЕЛ ЕГИН
Панорамная съемка поверхности Луны
с орбитальной станции «Луна-19»
Одним из эффективных методов исследо-
вания поверхности Луны является ее теле-
визионная съемка. Для такой съемки ис-
пользуются пролетные космические аппара-
ты, искусственные спутники Луны и поса-
дочные станции. Наибольший объем инфор-
мации при этом может быть получен со
спутников Луны. Материалы съемки можно
использовать не только для изучения топо-
графии, геологии и морфологии поверхности
и исследования ее физических характери-
стик, но и для навигации спутников, вклю-
чающей как определение координат, так и
ориентацию.
Требования к получаемым в результате
съемки изображениям, в основном по раз-
решению на поверхности, определяются за-
дачами съемки. Так, для детального изуче-
ния топографии и геологии отдельных участ-
ков лунной поверхности необходимы изобра-
жения с разрешением от нескольких деци-
метров до нескольких метров. В целях гло-
бального изучения Луны достаточно иметь
изображения с разрешением от десятков до
сотен метров. Разрешением такого же по-
рядка должны обладать изображения, ис-
пользуемые для навигации спутников Луны.
Для решения последних двух задач весь-
ма перспективно применение оптико-механи-
ческих телевизионных камер. Известно, что
такие камеры успешно использовались на
автоматических лунных станциях «Луна-9»,
«Луна-13», «Луна-20» и самоходных аппара-
тах «Луноход-1», «Луноход-2» [1, 2]. Пер-
вым опытом применения оптико-механиче-
ской телевизионной камеры на искусствен-
ном спутнике Луны является работа станции
«Луна-19».
«Луна-19», запущенная в октябре 1971 г.,
относится к лунным станциям второго поко-
ления. Основная ее задача — исследование
гравитационного поля Луны и окололунного
пространства.
Для уточнения навигационных определе-
ний станции, а также изучения физических
характеристик поверхности на «Луне-19»
установлены панорамные камеры с одно-
строчной разверткой. В режиме ориентации
станции относительно^ местной вертикали Н
и вектора скорости и строчная развертка
телевизионной камеры производится в плос-
кости, перпендикулярной плоскости орбиты.
Панорамная развертка происходит за счет
орбитального движения станции. Плоскость
строчной развертки может проходить через
местную вертикаль Н либо отклоняться от
нее на некоторый угол К в плоскости орбиты
(рис. 1). В первом случае осуществляется
плановая панорамная съемка, во втором —
перспективная.
Рис. 1. Схема развертки по-
верхности
В соответствии с поставленной задачей
камера должна делать «засечку» горизонта
по обе стороны от линии полета. При этом
с учетом малой высоты полета станции.
(~ 100 км) угол зрения камеры в строчном
направлении должен быть <*>150° при ско-
рости строчной развертки — 4 строка/с, раз-
решение вдоль линии полета составляет око-
ло 400 м. Разрешение в строчном направле-
нии несколько выше и достигает 100—150 м
в подспутниковой точке. Ширина полосы за-
хвата лунной поверхности около 1000 км.
152
153
42 «Техника кино и телевидения», 1973, Не 8
Панорамные камеры «Луны-19» проекти-
ровались на конструктивной основе ранее
разработанных камер [2], у которых была
видоизменена оптико-механическая схема
развертывающего устройства. Она показана
на рис. 2.
Развертка производится путем вращения
куб-призмы 1, установленной перед объекти-
вом 2, в фокусе которого находится вырезы-
вающая диафрагма 3 и за ней светоприем-
ник 4 (ФЭУ). Круговое вращение куб-приз-
мы в принципе позволяет осуществлять раз-
вертку на 360°. Практически она ограничена
углом 180° с помощью бленды (рис. 3). Та-
ким образом время передачи изображения
лунной поверхности составляет 50% от дли-
тельности строки. Остальной промежуток
времени используется для передачи слу-
жебной информации.
На рис. 4, 5, 6 показаны фрагменты сним-
ков лунной поверхности, полученных с по-
мощью описанной телевизионной системы:
на рис. 4 — панорама района Залива Зноя с
кратером Эратосфен диаметром более
100 км; на рис. 5 — панорама с кратерами
Годен и Агриппа; на рис. 6 — участок по-
верхности в районе кратера Петавий, снятый
вблизи линии терминатора при небольшой
высоте Солнца над местным горизонтом.
На последнем снимке могут быть дешифро-
ваны отдельные детали поверхности, плохо
просматриваемые с Земли.
ЛИТЕРАТУРА
1. Селиванов А. С., Говоров В. М.» Ти-
то в А. С., Чемоданов В. П., Техника кино и те-
левидения, 1968, № 1.
2. Селиванов А. С., Говоров В. М., Чемо-
данов В. Пм О в о д к о в а С. Г., Техника кино и
телевидения, 1972, № 5.
154
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Телевизионные устройства для передачи панорамных
изображений на станциях «Венера-9» и «Венера-10»
А. С. Селиванов, В. fl. Чемоданов, М. К. Нараева, А. С. Панфилов, А. С. Титов,
И. Ф. Синельникова, А. Г. Шабанов, М. А. Герасимов, И* И. Кобзева
22 и 25 октября 1975 г. со спускаемых аппаратов
(СА) станций «Венера-9» и «Венера-10» были полу-
чены первые панорамные изображения поверхности
ближайшей к нам планеты.
Поверхность Венеры скрыта от земного наблю-
дателя толстым облачным слоем и освещается рас-
сеянным солнечным излучением. Условия на по-
верхности, непосредственно изученные ранее совет-
скими автоматическими станциями, сильно отли-
чаются от земных: температура — около 500°С,
давление — порядка 100 ата, состав газа — прак-
тически чистый СО8. Величина освещенности, за-
меренная аппаратурой станций «Венера-8» в 1972 г.
[1,21, составляла несколько сотен люкс у поверх-
ности, однако структура поверхности и ее оптиче-
ские характеристики оставались неизвестными.
Имелись веские основания считать, что микрорельеф
Венеры сильно сглажен и контрасты на поверх-
ности очень малы [3, 4]. Не исключалась сильная
замутненность приповерхностного слоя атмосферы.
Таким образом, при проектировании станций
«Венера-9» и «Венера-10» условия передачи изобра-
жения были весьма неопределенными и поэтому по-
лученные результаты оказались во многом неожи-
данными как для разработчиков аппаратуры, так
и для планетологов.
Передача видеосигнала была возможна только
путем ретрансляции, так как во время посадки от-
сутствовала прямая видимость между СА и Землей.
Для ретрансляции использовались впервые создан-
ные искусственные спутники Венеры. По сравне-
нию с прямой связью метод ретрансляции позволил
также значительно повысить скорость передачи
сигнала.
Принцип действия аппаратуры
Сравнительный анализ различных средств пере-
дачи изображения показал, что наилучшим обра-
зом условиям работы на СА и требованиям к опти-
ческим и электрическим характеристикам удовлет-
воряют оптико-механические панорамные камеры.
Имеется большой положительный опыт их исполь-
зования на лунных аппаратах как неподвижных
(«Луна-9», «Луна-13»), так и подвижных («Луно-
ход-1», «Луноход-2») [5, 6]. В отличие от лунных
аппаратов создание панорамных камер, работаю-
щих непосредственно во внешней среде, в данном
случае не представлялось возможным. Поэтому
была предусмотрена защита камер от особо жестких
климатических воздействий на Венере конструк-
тивными средствами.
В оптико-механической панорамной камере ис-
пользуется известный принцип сканирующего те-
лефотометра. Основные элементы камеры и их
установка на СА схематично показаны на рис. 1
(вид сбоку). Камера 1 расположена внутри герме-
тичного и теплоизолированного корпуса 2. Съемка
поверхности производится через цилиндрический
иллюминатор 3, внутри которого установлено ска-
нирующее зеркало 4 и элементы его привода.
Другие элементы камеры — объектив 5, поворот-
ное зеркало 6, диафрагма 7 и светоприемник 8,
а также электромеханические и электронные бло-
ки, не показанные на рис. 1, находятся внутри
корпуса камеры. Обзор окружающей СА поверх-
ности в номинальном угле 40x180° осуществляет-
ся за счет двух движений сканирующего зеркала —
вращения вокруг оси панорамирования и качания
в плоскости, проходящей через эту ось. Чтобы
обеспечить передачу как близлежащих, так и уда-
ленных участков поверхности (вплоть до горизонта
на краях угла обзора), ось панорамирования на-
клонена на 50° к вертикальной оси СА. При этом
в поле зрения камеры в центральной части панора-
мы попадает край посадочной платформы Р, имею-
щей индикаторную раскраску.
Для повышения надежности получения изобра-
жения в неблагоприятных условиях (пониженная
освещенность, очень малые контрасты и др.) на СА
снаружи были установлены два источника искус-
ственного света 10, освещающие локальные зоны
поверхности в двух секторах панорамы. Эти зоны,
а также след полосы обзора на поверхности пока-
заны пунктиром на рис. 2 (вид СА сверху, обозна-
155
ТВ устройства для передачи изображений на станциях «Венера-9» и «Венера-10» 27
Рис. 2. Вид на спускаемый аппарат сверху. Зоны искусствен-
ной подсветки и след полосы обзора на поверхности показаны
пунктиром
чения те же, что и на рис. 1). На этом же рисунке
видно, как выполнена раскраска платформы, и
показано рабочее положение радиационного плот-
номера //.
Основные параметры и функциональная
структурная схема камеры
Основные параметры панорамной камеры были
выбраны на основании значительного объема ис-
следований по моделированию условий работы и
оптимизации системы передачи, что было особенно
необходимо при большой неопределенности исход-
ных данных. Передача видеоинформации с СА ве-
лась семиразрядным двоичным кодом (один разряд
служебный) со скоростью 256 дв. ед. в секунду или
36,6 ТВ элементов в секунду. Допустимая ско-
рость передачи и номинальное время существования
СА на поверхности (30 мин) определили параметры
разложения изображения в установленном угле
панорамного обзора.
Основные параметры камеры
Число элементов в строке (без обратного
хода)................................... 115
Число строк в панораме..................... 517±13
Число элементов в обратном ходе.........	13
Время передачи строки........................ 3,5	с
Время передачи панорамы................. 30±0,9 мин
Диапазон рабочих освещенностей (белая
поверхность............................. 15—15000 лк
Диапазон передаваемых плотностей. . . .	0—1,2(1,5)
Число уровней квантования видеосигнала 64
Масса камеры............................ 5,8 кг
Потребляемая мощность................... 5 Вт
Функциональная структурная схема камеры да-
на на рис. 3. Она состоит из:
оптико-механической части, включающей опти-
ческую систему /, привод развертывающего устрой-
ства 2, устройства калибровки светоприемника 3;
схемы, формирующей видеосигнал, в которую
входят: светоприемник 4, видеоусилитель 5, блок
питания светоприемника 6, система автоматической
регулировки чувствительности (АРЧ) 7;
управляющей схемы в составе блока автоматики 8
и блока синхронизации развертки Р.
Все приборы СА, в том числе и панорамная ка-
мера, работают в автоматическом режиме и управ-
ляются программно-временным устройством, кото-
рое после посадки подает на камеру включающую
команду. После этого собственная автоматика ка-
меры производит включение и выключение осве-
тителей в заданных секторах обзора и реверсирова-
ние развертки по достижении камерой крайних
положений угла панорамирования.
С выхода камеры видеосигнал подается на коди-
рующее устройство и далее на передатчик. Каждые
4 мин видеосигнал прерывается и в канал связи
поступает телеметрическая информация со всех

Рис. 3. Функциональная структурная схема камеры
научных приборов СА. Панорамная развертка в
это время не прекращается, что приводит к потере
4,5 строк изображения на каждый цикл измерений.
В это же время передается следующая информация
о работе камеры:
изменение уровня автоматической регулировки
чувствительности;
изменение азимутального угла;
наличие строчной развертки;
наличие видеосигнала;
моменты включения и выключения осветителей;
температура камеры.
Кроме того, такие параметры, как уровень ка-
либровочного сигнала, потребляемый осветителя-
ми ток и др., передаются во время обратного хода
каждой строки.
156
28 Техника кино и телевидения, 1976, № 5
Оптико-механическая часть
Оптическая схема камеры приведена на рис. 4.
Камера работает через иллюминатор /, имеющий
цилиндрическую форму с толщиной стекла (кварц)
10 мм. Пучок лучей от поверхности, проходя через
иллюминатор, становится расходящимся в сагит-
тальном сечении, так как иллюминатор представляет
собой цилиндрическую линзу. Расходящийся пу-
чок падает на сканирующее зеркало 2 и, отражаясь
от него, попадает на компенсирующую цилиндри-
ческую линзу 3, передний фокус которой совпадает
с задним фокусом иллюминатора. После линзы 3
пучок снова становится параллельным и, отражаясь
от поворотного зеркала 4, проходит через объектив
5 с фокусным расстоянием 28 мм и относительным
отверстием 1:2. В плоскости изображения стоит
диафрагма 6, которая является развертывающим
элементом, формирующим апертурную характери-
стику прибора. После диафрагмы пучок попадает
на светоприемник 7. На время обратного хода
строчной развертки световой поток перекрывается
гребешком обтюратора 8. В это же время фотодиод
9 засвечивается лампой накаливания 10 через
отверстие в обтюраторе и формирует электриче-
ский импульс начала обратного хода. Во время об-
ратного хода происходит калибровка прибора.
Для этой цели свет от лампы 10, яркость которой
стабилизирована, с помощью световода 11 подает-
ся на светоприемник.
Сканирующее зеркало совершает колебательное
движение (строчная развертка), отклоняя световые
пучки на угол ±20° по пилообразному закону с
линейной угловой скоростью и обратным ходом,
составляющим 10% от периода строки. Одновре-
менно сканирующее зеркало поворачивается вокруг
оси панорамирования (оптическая ось системы).
Конструкция камеры позволяет производить пол-
ный панорамный обзор в угле 360°, однако поле
зрения, не закрытое элементами СА, составляет
величину примерно в два раза меньшую, поэтому
панорамная развертка ограничена углом 180±4 .
Приводом оптико-механической части служит
двигатель постоянного тока, скорость вращения
которого стабилизирована с помощью сервосисте-
мы по опорной частоте, подаваемой от бортового
хронизатора.
Апертурные характеристики двух камер показа-
ны на рис. 5 (/ — «Венера-9», 2—«Венера-10»).
Номинальная угловая разрешающая способность
2Г, соответствующая четкости 115 элементов в
строке, ограничивается, как это видно, не апертур-
ной характеристикой камер, а частотой дискрети-
зации видеосигнала (в строчном направлении)
и заданным шагом панорамной развертки. В то же
время большая глубина модуляции от мелких де-
талей, которая обеспечивается данными апертур-
ными характеристиками, дает возможность полу-
чить изображение наиболее резкое для выбранных
параметров разложения.
При угловом разрешении 2 Г в ближней зоне
могут быть обнаружены детали поверхности разме-
ром около 10 мм. Достоверно будут различаться де-
тали, имеющие размеры в несколько раз большие.
Объективы камер настроены на гиперфокальное
расстояние, благодаря чему можно получить резкое
изображение предметов, находящихся на расстоя-
нии от 800 мм до оо от иллюминатора, т. е. во всех
зонах панорамного обзора, включая край посадоч-
ной платформы.
Рис. 5. Апертурные характеристики камер «Венера-9» (1)
и «Венера-10» (2). Пунктир — характеристики, снятые для
расстояния 1 м от иллюминатора; сплошная линия — дл я рас-
стояния 2 м и более; М — глубина модуляции; N — число
ТВ элементов в строке
Формирование видеосигнала
Для преобразования светового потока в элект-
рический сигнал используется фотоэлектронный
157
ТВ устройства для передачи изображений на станциях «Венера-9» и «Венера-10» 29
Рис. 6. Спектральная характеристика светоприемника
ФЭУ-114
Рис. 7. Амплитудные характеристики камер «Венера-9» (1)
н «Венера-10» (2). Dоптическая плотность
умножитель типа ФЭУ-114. Его спектральная ха-
рактеристика (рис. 6) удовлевторительно сочетает-
ся с предполагаемым спектральным составом ес-
тественного (солнечного) освещения на поверхности
Венеры 12]. При этом спектральном составе с
учетом всех характеристик камеры на ее выходе
обеспечивается отношение сигнал/шум ф^280
при освещенности 45 лк на белом. Эта величина
освещенности взята в виде контрольного параметра
при настройке камеры» поскольку она близка к
ожидаемому минимальному значению-
При этом контрастная чувствительность системы
определяется в основном каналом передачи» в
котором производится квантование выходного виде-
осигнала на 64 уровня.
Ожидаемые контрасты на поверхности Венеры
в основном должны были лежать в диапазоне от
десятых долей до единиц процентов. Но несмотря
на общую тенденцию к пониженному контрасту
деталей, возможно было появление и высококонт-
растных объектов. Ими могли быть камни или дру-
гие образования с крутыми стенками (контрастность
до 0,5 и более даже при рассеянном освещении),
участки поверхности, подсвеченные искусственно
(констраст до ~ 1 при условии низкой естественной
освещенности), элементы конструкции спускаемого
аппарата (контраст 0,3—0,9).
Для компромиссного удовлетворения требова-
ниям возможно более высокой контрастной чувст-
вительности и широкого динамического диапазона
системы при 64 уровнях квантования видеосигнала
была использована неравномерная, близкая к ло-
гарифмической шкала квантования. Заданная не-
равномерность формируется за счет установки ФЭУ
в нелинейный режим преобразования свет — сиг-
нал и дополнительно нелинейностью видеоусилите-
ля. Кодирующее устройство системы работает в ли-
нейном режиме. Камеры настраивались с некото-
рым отличием (рис. 7). Эти характеристики обес-
печивают неравномерную контрастную чувстви-
тельность по диапазону. Например, для камеры
«Венеры-10» при максимальном передаваемом конт-
расте Кмакс=0,94 (DMaitc=l,2) контрастная чувстви-
тельность на уровне черного составляет КПч=0,2,
на уровне белого Кпб=0»09» а на уровне 0,2 от
максимального сигнала Кпо,2=О,О2.
С целью адаптации камеры к заранее неизвест-
ным реальным условиям освещения, а также к из-
менению ее внутренних параметров под воздейст-
вием различных факторов используется автомати-
ческая регулировка чувствительности. Она осу-
ществляется путем изменения высоковольтного
питания и, следовательно, коэффициента усиле-
ния ФЭУ пропорционально средней составляющей
видеосигнала, идущей через цепь обратной связи
от выходного усилителя камеры.
Основываясь на работе 12], освещенность поверх-
ности Венеры в точке посадки принималась ле-
жащей в диапазоне 960—4000 лк, а альбедо —
0,05—0,5. Однако диапазон работы системы АРЧ
должен быть шире, поскольку, например, альбедо
поверхности было точно неизвестно. Возможны были
и другие отклонения от исходных данных. Практи-
чески, как показали эксперименты, АРЧ обеспе-
чивает постоянство выходного сигнала в диапазоне
освещенности 15—15 000 лк на белом.
Конструкция камеры
Внешний вид камеры показан на рис. 8, разрез
ее конструкции — на рис. 9. Конструктивно ка-
мера разбивается на две части: основной корпус 1
и перископическое устройство 2. Перископическое
устройство 2 выносит за пределы теплоизоляцион-
ных оболочек СА сканирующее зеркало 3 и распо-
лагается внутри цилиндрического иллюминатора
в зоне, где температура достигает 475° С. Основной
корпус 1 и входящие в него электронные блоки
4, 5, элементы оптики 6, 7 и механические узлы
8, 9 (на рис. 9 показаны не все блоки и элементы)
находятся в более благоприятной зоне, где тем-
пература за время работы СА на поверхности не
превышает 40—50° С. Для защиты основной части
158
30 Техника кино и телевидения, 1976, М® S
Рис. 8. Внешний вид камеры
камеры от теплового потока, проникающего через
иллюминатор, принят ряд конструктивных мер:
перископическое устройство 2 выполнено в виде
тонкостенной трубы из материала с низкой тепло-
проводностью. Качание зеркала 3 от кулачка 8
и толкателя 9 производится через проволочную
тягу 10 длиной 250 мм;
труба перископического устройства 2, вращаю-
щаяся при панорамном обзоре, устанавливается
на шарикоподшипниках 11, между которыми имеется
радиатор 12, обеспечивающий передачу тепла на
корпус камеры 1:
в корпусе камеры по периметру сделаны герметич-
ные полости, заполняемые солями лития 13, об-
ладающими большой теплоемкостью при темпера-
туре плавления 25+3° С.
Масса прибора 5,8 кг, включая заправку солями
лития (2,1 кг).
Устройства подсветки поверхности
Осветители выполнены в виде параболических
отражателей с лампой накаливания в качестве ис-
точника света. Здесь используются высокоэффектив-
ные лампы с галогенным циклом типа КГМ-27-100.
Важной для данного применения особенностью га-
логенных ламп накаливания является высокая
Рис. 9. Разрез конструкции камеры
рабочая температура их кварцевого баллона, не-
обходимая для осуществления галогенного цикла
регенерации нити, а также повышенная механи-
ческая прочность баллона, имеющего малые раз-
меры.
Это позволило создать осветители, работающие в
незащищенном виде в условиях Венеры.
Внешний вид осветителей приведен на рис. 10.
Их основные характеристики:
Номинальное напряжение	питания............. 27	В
Потребляемая мощность....................... 100	Вт
Световой поток............................. 3400	лм
Масса......................................... 2x300	г
Распределение освещенности, даваемое прибо-
рами, замеренное на площадке, перпендикулярной
их оси и установленной на расстоянии 1 м, дано
на рис. 11,12. Учитывая неопределенность внешних
условий, фокусировка светильников в паре про-
изводилась неодинаково.
Осветители включаются от программного уст-
ройства, механически связанного с осью вращения
панорамной камеры. Угловая диаграмма их вклю-
чения дана на рис. 13.
Результаты
Со станций «Венера-9» и «Венера-10» были по-
лучены панорамы [7]. Исходное положение пер-
159
ТВ устройства для передачи изображений на станциях «Венера-9» и «Венера-10»
Рис. 10. Внешний вид осветителя
Рис. 11, Распределение освещенно-
сти» даваемое осветителями стан-
ции «Венера-9»:
/ — левый осветитель; 2 — правый
(по панораме)
Рис. 12. Распределение освещенно-
сти» даваемое осветителями стан-
ции «Венера-10»:
1 — левый осветитель; 2 — пра-
вый (по панораме)
вой камеры было сдвинуто на 6° от нулевого зна-
чения угла панорамной развертки, поэтому пер-
вая панорама охватывала угол 174° и передава-
лась 29,3 мин. Затем панорамная развертка ревер-
сировалась и была повторно передана часть поверх-
ности в угле 124°. Общее время ТВ передачи со
станции «Венера-9» составило 50 мин.
Со станции «Венера-10» сигнал изображения
передавался 44,5 мин. Была передана одна полная
панорама (около 184°) и повторно два участка в
начале и конце: 63° и 17°.
Контраст изображений значительно превысил
ожидаемый вследствие больших уклонов элемен-
тов поверхности и разности в альбедо отдельных
участков, попавших в поле зрения камер. Сигнал
от наиболее ярких объектов, таких, как небо
и светлые элементы конструкции СА, вышел за
пределы динамического диапазона.
На обеих панорамах действие искусственной
подсветки проявляется слабо вследствие весьма
высокой естественной освещенности.
ЛИТЕРАТУРА
1.	А иду ев ск ий В. С., Маров М. Я., Мош-
ки н Б. Е., Экон омов А. П., ДАН СССР, 210, 4,
77, 1973.
2.	Б и р ю ко в Ю. Л., П а и ф и л о в А. С., Косми-
ческие исследования, 1974, 12, № 6.
Рис. 13. Угловая диаграмма включения осветителей
3.	Панфилов А. С., Расчет оптических характери-
стик объектов съемки. Пример съемки поверхности Венеры.
Препринт ИКИ АН СССР, Д-121, 1972.
4.	Панфилов А. С., Космические исследования, 1975,
13, № 4.
5.	С е л и в а н о в А. С., Говор ов В. М., Ти-
то в А. С., Ч е м о д а н о в В. П., Техника кино и теле-
видения, 1968, № 1.
6.	Селиванов А. С., Говоров В. М., Чемо-
данов В. П., О в о д к о в а С. Г., Техника кино и те-
левидения, 1972, № 5.
7.	Техника кино и телевидения, 1976, № 2.
160
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
УДК 771.3:523.42
А.С. Селиванов, Ю.М.Гектин, М. А. Герасимов,
Б. И. Носов, М. К. Нараева-, А. С. Панфилов,
А. С. Титов, А. Б. Фокин, В. П. Чемоданов
ПРОДОЛЖЕНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
ПОВЕРХНОСТИ ВЕНЕРЫ СО СПУСКАЕМЫХ АППАРАТОВ
Первые панорамы поверхности Венеры были переданы в 1975 г. со
спускаемых аппаратов автоматических межпланетных станций (АМС)
«Венера-9 и 10» [1, 2]. Полученная видеоинформация вызвала большой
интерес. Поэтому телевизионное исследование поверхности Венеры было
продолжено на станциях «Венера-13 и 14» в 1982 г.
Анализ первых изображений поверхности Венеры дал необходимые
для продолжения исследований сведения об освещенности, альбедо,
контрастах элементов рельефа, что сделало реальной постановку задачи
получения цветного изображения. Оценки спектрального состава падаю-
щего излучения у поверхности были проведены во время полета станций
«Венера-11 и 12» [3] и учитывались при планировании эксперимента
в 1982 г. При этом, хотя общие конструктивные принципы построения
телевизионных камер (телефотометров) и их установки на СА остались
без изменения (рис. 1), были сделаны существенные аппаратурные усо-
вершенствования, позволившие повысить в целом качество информации.
Эти усовершенствования прежде всего были направлены на обеспече-
ние возможности передачи по радиоканалу большего объема информации,
что необходимо как для повышения четкости изображения, так и для по-
лучения цветоделенных составляющих. Работа двух телефотометров,
установленных симметрично с противоположных сторон каждой станции,
также способствовала получению большего, чем со станций «Венера-9 и
10», объема видеоинформации и позволила осуществить полный круговой
обзор. Искусственная подсветка не использовалась, так как предыдущий
эксперимент показал, что в ней нет необходимости. Тестовая раскраска
на посадочном кольце СА была видоизменена (рис. 1). Помимо этого
были введены раскрываемые в поле зрения каждой камеры после посад-
ки СА цветные испытательные таблицы.
Основные характеристики камеры представлены в табл. 1. Как видно
из сравнения параметров камер станций «Венера-9 и 10» и «Венера-13
и 14», в последних увеличено угловое разрешение, повышена скорость
передачи и обеспечена работа в более узких, чем ранее, спектральных
диапазонах.
В оптико-механическую схему камеры был введен револьверный
механизм с набором светофильтров, имеющий восемь фиксированных по-
ложений, изменяемых по сигналу программного устройства. Каждому
положению соответствовало прохождение светового потока основного
и калибровочного каналов через одинаковые светофильтры: красный (к),
зеленый (з), синий (с) или через бесцветное стекло. Полная автоматиче-
ская программа работы камер включала последовательную передачу
176
161


Черное полеЗ
Серое 2
Синее С
белое 7
Зеленое б
СероеZ
Красное 4
Зеленое К
Синее 3
Рис. 1. Схема установки камер и тестовой раскраски на СА
1 — камера, 2 — герметичный теплоизолирующий контейнер, 3 — иллюминатор, 4 — скани-
рующее зеркало, б — корректирующая линза, в — поворотное зеркало, 7 — объектив, 8 — цвет-
ные светофильтры, 9 — диафрагма, 10 — светоприемник, 11 — посадочная платформа
сначала черно-белой панорамы в режиме автоматического регулирования
чувствительности (АРЧ), затем трех цветоделенных в режиме постоянной
чувствительности (ПЧ). После окончания программа повторялась, но при
одинаковом порядке операций временные диаграммы работы камер бы-
ли разными (табл. 2). Это вызывалось необходимостью учета большого
разброса расчетного времени устойчивой связи с СА, зависящего от мно-
жества факторов полета и посадки столь сложной космической системы.
Программа камеры I предусматривала передачу одной полной черно-
белой панорамы и ее фрагмента за тремя светофильтрами в секторе
60°±3°, что укладывалось в минимальное расчетное время работы, состав-
ляющее ~30 мин.
Таблица 1
Основные параметры камер
Параметр	«Венера-9,10»	«Венера-13, 14»
Разрешающая способность, мпп	21	11
Число элементов в активной части строки	115	211
Число элементов в служебной части строки	13	41
Число строк в полной панораме (номинал)	517	1000
Номинальный угол панорамирования, град	180	180
Номинальный угол строчной развертки, град	40	37
Время передачи полной панорамы, мин	30	14
Время передачи строки, с	3,5	0,82
Число уровней квантования видеосигнала Отношение сигнал/шум при освещенности 6000 лк источником типа А (среднее зна- чение) :	64	512
без фильтра	1000	1000
синий фильтр		200
зеленый фильтр		300
красный фильтр		300
Тип фотоприемника	ФЭУ-114	ФЭУ-114
Глубина модуляции при номипальпой четко- сти, не менее, %	70	70
Глубина резкости, м	0.8 -	0,8- ~
2 Космические исследования, Ка 2
177
164
Таблица 2
Время начала и окончания передачи панорамы (мин, с) и угловое положение строки
в начале и конце панорамы (град)
Wпано- рамы	Светофильтр	«Венера-13»			
		I камера		II камера	
1	ч/б	00-13.08	8—178	00-13.12	8-178
2	к	13.08-17.48	178-120	13.12-26.02	178-12
3	8	17.48-22.28	120-178	26.02-38.52	12-178
4	с	22.28-27.08	178-120	38.52-51.41	178- -12
5	ч/б	27.08-36.17	120-1	51.41-52.42	12-1
6	ч/б	36.17-50.07	1-178	52.42-66.36	-1-178
7	к	50.07-54.47	178-120	66.36-79.26	178-12
8	3	54.47—59.27	120-178	79.26-87.01	12-112
9	с	59.27-64.07	178-120		
10	ч/б	64.07—73.16	120-1		
И	ч/б	73.16-87.06	1-178		
12	к	87.06-91.46	178-120		
13	8	91.46-96.26	120-178		
14	с	96.26-100.00	178-132		
№ пано- рамы	Светофильтр	«Венера-14»			
		I камера		II камера	
1	ч/б	00-13.10	7—176	00-13.12	8-177
2	к	13.10-17.41	176-118	13.12-26.08	177-10
3	3	17.41-22.12	118-176	26.08-39.04	10-177
4	с	22.12-26.43	176-118	39.04-52.00	177-10
5	ч/б	26.43-35.52	118—0,5	52.00-52.46	10—+0,5
6	ч/б	35.52-49.32	-0,5-176	52.46—59.45	+0,5-90
7	к	49.32-54.03	176-118		
8	3	54.03-58.34	118-176		
9	с				
10	ч/б				
11	ч/б				
12	к				
13	3				
14	с				
Примечание. Рекомендуемая форма обозначения панорам следующая: В—13—1—3, — пано-
рама Л» 3, переданная AMG «Венера-13» камерой I.
Таблица 3
Число переданных изображений
Вид изображения	«Венера-13»	«Венера-14»
Черно-белые панорамы	5	3
Черно-белые фрагменты	3	1
Цветоделенные панорамы	5	3
Цветоделенные фрагменты	9	3
Камера II имела сектор обзора за светофильтрами в 165°±3°, и ее пол-
ная программа занимала —56 мин.
Как видно из табл. 2, угловая величина секторов обзора при повторе-
нии программы несколько изменяется, что вызвано технологическими
причинами.
Результаты работы. Передача телевизионной информации с СА «Вене-
ра-13 и 14» с поверхности осуществлялась в течение 100 и 59,5 мин со-
ответственно. Большую часть времени связь с СА, которая велась в ре-
178
165
Рис. 2. Спектральная характеристика черно-белого канала камер
Рис. 3. Амплитудная характеристика черно-белого канала камер
Рис. 4. Структура видеосигнала
жиме непосредственной передачи через орбитальный аппарат (ОА), была
устойчивой.
Поскольку время работы станций значительно превысило минимально
расчетное, обе программы на обоих СА были выполнены, а для камер I
типа перевыполнены (см. табл. 2 и 3). Качество полученных изображений
(см., например, четыре черно-белые панорамы на вклейке) можно оценить
как высокое. Приведенные панорамы — результат обработки исходной ви-
деоинформации на ЭВМ специалистами Центра дальней космической
связи (ЦДКС) и Института проблем передачи информации (ИППИ)
АН СССР. Процедура обработки в основном соответствовала ранее при-
нятой [2] и сводилась в первую очередь к устранению врезок телеметри-
ческой информации, занимающих 8 строк и повторяющихся периодически
через каждые 384 и 192 с. Производилась также апертурная коррекция
и ряд вспомогательных операций для подготовки синтеза цветных изо-
бражений.
Интегральная фотометрия. Синтез первых цветных изображений по-
верхности Венеры представляет особый интерес и заслуживает
отдельного рассмотрения \ Поэтому в настоящей работе рассмотрены
предварительные результаты фотометрической обработки черно-белых
изображений. Усредненная спектральная характеристика чувствительно-
сти камер для этого случая представлена на рис. 2.
При фотометрической обработке определялись следующие параметры:
яркости, контрасты, альбедо для характерных естественных образований.
Использовалась с некоторой модификацией та же методика обработки,
что и для первых панорам поверхности Венеры [4]. Необходимая для
этого усредненная амплитудная характеристика черно-белых каналов
представлена на рис. 3, а значения интегральных альбедо А эталонных
поверхностей при температуре 750 К (точность ±0,02) в соответствии
с обозначениями рис. 1 — в табл. 4. Дополнительный контроль значений
средней по нескольким строкам яркости поверхности (помимо телеметри-
ческих данных о работе системы АРЧ камер, как в 1975 г.) осуществлял-
ся по положению внутреннего фотометрического клина, введенному в но-
вых камерах и передаваемому во время обратного хода. На рис. 4
показана структура видеосигнала, где в — видеосигнал, ф. к,— сигнал от
1 На цветных вклейках представлены результаты предварительного синтеза
цветных изображений поверхности Венеры.
2*	179
166
Таблица 4
Альбедо эталонных поверхностей
JM* эталонной
поверхности
Цвет
А %
Белый
38
Серый
23
Черный Красный Зеленый
5	5	9
Синий
7
Таблица 5
Диапазоны яркости
X» камеры	«Венера-13»		«Венера-14»	
	Вт/м2ср	лк	Вт/м2ср	лк
I	1,5*4	135*360	4*6	360*540
II	5*6	450*540	4*5.2	360*470
внутреннего фотометрического клина, Тстр — длительность строки, ТИ0Х“
длительность импульса обратного хода. Штриховыми линиями показаны
положения клина при изменении яркости на входе камеры и соответст-
венно чувствительности камеры. Приведение клина к одному положению
использовалось при обработке видеосигнала на ЭВМ для устранения
влияния системы АРЧ и получения неискаженных по яркости панорам.
Кроме того, наличие сигналов при постоянной чувствительности камер
дает возможность сравнивать яркости деталей по всей панораме, а не
только в пределах одной строки. Это применялось при определении аль-
бедо избранных деталей методом сравнения их яркости с яркостью эта-
лонных поверхностей.
Использование двух способов измерения яркости в черно-белом кана-
ле позволяет увеличить точность абсолютных измерений по сравнению
с 1975 г. [4], но в данной статье будут приведены предварительные ре-
зультаты без взаимного уточнения. Погрешность относительных измере-
ний яркости, характеризующая точность определения контрастов и аль-
бедо поверхности, существенно уменьшена за счет перехода от 64 к 512
уровням квантования видеосигнала. Погрешность квантования в сочета-
нии с нелинейностью амплитудных характеристик в основном определяет
потенциальную точность измерения в пределах одной строки и состав-
ляет 0,4-М %.
При сопоставлении же сигналов, принадлежащих различным строкам,
удаленным друг от друга, основной вклад в погрешность относительных
измерений дают различного рода нестабильности камер, которые состав-
ляют от ~4% вверху динамического диапазона до ~10 % внизу.
Предварительные результаты измерения яркости поверхности, осред-
ненной в пределах строки, в черно-белом канале камер представлены
в табл. 5 в абсолютных единицах, там же даны освещенности в люксах
белой поверхности в спектре тарировочного источника [4]. Аналогичные
освещенности, полученные АМС «Венера-9 и 10», составляли 65-^-210 лк.
Такие существенные различия в освещенности, выходящие за пределы
ошибок измерений, при близких зенитных углах Солнца в местах посад-
ки станций («Венера-9»—33°, «Венера-10»—27°, «Венера-13 и 14»---35°)
требуют объяснения. В качестве возможной причины можно предполо-
жить наличие в атмосфере планеты над местом посадки локальных не-
однородностей, которые могут приводить как к общему изменению
освещенности, так и к перераспределению освещенных и затемненных
180
167
участков на поверхности, о чем говорится ниже. Это явление было отме-
чено и при обработке первых панорам поверхности Венеры [4].
Для объяснения отличия в яркостях с разных сторон СА можно пред-
положить азимутальную неоднородность условий освещения. Представ-
ленные в табл. 5 диапазоны яркостей по каждой панораме на протяжении
всего времени функционирования характеризуют ее изменения, опреде-
ляемые присутствием в части строки участков неба на краях панорамы,
элементов конструкции СА в центре, наличием затененных участков по-
верхности, а также геометрической тенью в непосредственной близости
от СА (излучение приходит из меньшего телесного угла нежели на
открытых участках). Как отмечалось, может также сказываться неравно-
мерность яркости небосвода.
Общим для всех четырех панорам, полученных с АМС «Венера-13
и 14», является характерное падение яркости от краев к центру. Макси-
мальная величина падения (до 2 раз) достигается непосредственно у по-
садочного кольца СА. Имеются две причины этого явления: 1) геометри-
ческое затенение поверхности вблизи СА и 2) посветление поверхности
к горизонту, зафиксированное и на первых панорамах поверхности Вене-
ры и приписанное влиянию атмосферы.
Как указывалось выше, благодаря превышению расчетного времени
работы тремя камерами была проведена повторная съемка в черно-белом
канале. Это позволило надежно зафиксировать временное изменения
яркости поверхности до 25%, дающие свой вклад в представленные
в табл. 4 диапазоны яркостей [5].
Оценка контрастов по всем четырем панорамам показывает, что их
величины лежат в пределах 04-0,8 и соответствуют величинам контрастов
на первых панорамах поверхности Венеры [4].
Определение альбедо производилось путем сравнения яркости иссле-
дуемого участка с яркостью эталонных поверхностей, в первую очередь
синего, зеленого и серого полей выносных тестовых таблиц. Кроме того,
для контроля использовались красное поле таблиц и эталонные поверх-
ности, размещенные на посадочном кольце СА. Но применять их можно
с известной осторожностью, так как они частично засыпаны грунтом
и запылены, посадочное кольцо находится в зоне максимального влияния
СА на условия освещения и подвергалось воздействию атмосферы на про-
тяжении всего спуска. В связи с отмеченным выше распределением ярко-
сти по панорамам вначале производилось определение отражательных
характеристик элементов поверхности в областях, удаление которых от
камер близко к расстоянию до эталонной поверхности. Затем, используя
полученные данные, переходили к исследованию более удаленных эле-
ментов. При этом в основном были исключены из рассмотрения области
поверхности у горизонта и в непосредственной близости у посадочного
кольца СА. В табл. 6 представлены полученные значения альбедо в про-
центах для избранных элементов панорам с указанием их координат (см.
панорамы на вклейке).
Проанализируем эти данные, сопоставляя их с характером рельефа на
панорамах. В местах посадки АМС «Венера-13» и «Венера-14» он отли-
чается. В первом случае наряду с коренными породами, выглядящими как
светлые монолитные плиты местами ровные, местами шероховатые и при-
сыпанные мелкодисперсным материалом, присутствуют более темные
участки, которые можно характеризовать как грунт. В месте посадки АМС
«Венера-14» поверхность менее раздробленная и представляет собой
совокупность плит, ровные верхние поверхности которых имеют светлый
тон, а промежутки между плитами, отдельные ровные участки их, а так-
же шероховатые области отличаются более темным тоном. Но, несмотря
на указанные различия рельефа, по данным табл. 6 отражательные ха-
рактеристики поверхности в обоих местах посадки очень близки. Так,
верхние поверхности монолитных плит имеют альбедо 54-7%, причем
181
168
Таблица 6
Альбедо элементов поверхности
«Венера-13»						«Венера-14»					
I камера			II камера			I камера			П камера		
Г.к. *	Вл. **	А, %	Г.К.	В.к.	А, %	Г.к.	В.к.	А, %	Г.к.	Вл.	А, %
25	5	5,2	32	4,5	5	40	73	63	22	2,5	11
30	3,5	6,7	43	5	3,5	49	73	юз	34	7,5	6.6
45	9	4,7	56	2	3,7	55	9	7	54	3	7
50	3,5	5,7	67	9	8,5	80	9	6,3	57	2	5
92	9	53	75	8	4.7	96	4	4,7	58	1	7
103	73	53	92	4,5	3,3	143	3	4	66	9,5	5
124	8	5,3	106	5,5	5	155	0,8	6	73	2,5	6,1
129	8	3,7	120	73	3,1	152	13	8	105	63	6,1
157	5.5	4,8	143	3	5	152	2,5	4,4	120	43	5,1
			152	6	6,3	156	5	7,5	150	53	63
			158	4	6,7				168	2	юз
* Г. к.— горизонтальная координата.
** В. к.— вертикальная координата.
нижнее значение характерно для шероховатых участков, а верхнее — для
ровных. Альбедо присыпанных грунтом плит на панораме, переданной
камерой II АМС «Венера-13», и раздробленного материала на панораме,
переданной камерой I АМС «Венера-14», снижается до 4%. Там же, где
есть затененные участки и углубления, условная в данном случае вели-
чина альбедо понижается до 2*4-3%. Наиболее светлые участки на пано-
рамах АМС «Венера-13» имеют альбедо до 8,5%, а альбедо отдельных
светлых образований на панорамах АМС «Венера-14» достигает 11%.
Грунт, который наблюдается в месте посадки АМС «Венера-13», имеет
альбедо 3*4-5%. Полученные отражательные характеристик поверхности
близки аналогичным характеристикам в местах посадки АМС «Венера-9
и 10» и свойственны темным горным породам.
В заключение отметим, что величины контрастов и альбедо соответст-
вуют значениям, определенным в результате обработки первых панорам
поверхности Венеры в 1975 г.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Селиванов А, С., Чемоданов В, В., Вараева М. К. и др. Телевизионный экспери-
мент на поверхности Венеры.-Космич. исслед., 1976, т. 14, № 5, с. 674.
2.	Первые панорамы поверхности Венеры /Под ред. Келдыша М. В. М.: Наука, 1979.
3.	Экономов А. В., Мошкин Б. Е.> Головин Ю. М. и др. Спектрофотометрический
эксперимент на спускаемых аппаратах «Венера-11» и «Венера-12».—Космич.
исслед., 1979, т. 17, № 5, с. 714.
4.	Селиванов А. С., Панфилов А. С., Вараева М. К. и др. Фотометрическая обработ-
ка панорам поверхности Венеры.-Космич. исслед., 1976, т. 14, № 5, с. 678.
5.	Селиванов А. С., Гектин Ю. М., Вараева М. К. и др. О динамических явлениях,
зарегистрированных на панорамах поверхности Венеры, переданных АМС «Ве-
нера-13, 14».- Космич. исслед., 1983, т. 21, наст. вып.
Поступила в редакцию
27.Х.1982
169
ПРИЛОЖЕНИЕ 9
А. С. СЕЛИВАНОВ, В. А. ТИМОХИН, В. И. СЕРЕГИН
Телевизионная система для управления
движением луноходов
В состав радиотелевизионного комплекса
передвижных лунных лабораторий «Луно-
хода- 1» и «Лунохода-2» входит малокадро-
вая телевизионная система, предназначен-
ная для дистанционного управления их дви-
жением с наземного пункта [1]. Использо-
вание малокадровой узкополосной телевизи-
онной системы вызвано прежде всего общи-
ми для связи на больших расстояниях огра-
ничениями, которые приводят к уменьше-
нию объема и скорости передачи информа-
ции с космических аппаратов. Кроме того,
при движении лунохода по местности со
сложным, меняющимся рельефом положе-
ние его остронаправленной антенны, через
которую осуществляется передача изобра-
жений, может резко измениться, что допол-
нительно ухудшит условия передачи изобра-
жения. Технически осуществимая возмож-
ность передачи широкополосного видео-
сигнала с лунохода потребовала бы услож-
нения передающих устройств, что для пер-
вых аппаратов такого типа было признано
нецелесообразным. Пригодность малокадро-
вой системы для управления луноходом
объясняется тем, что скорость его движения
ограничивается большой задержкой сигна-
ла в контуре управления движением. Поми-
мо времени передачи кадра изображения
эта задержка включает в себя время рас-
пространения сигнала от Луны и обратно,
время анализа поступающей видоинформа-
ции, принятия решения, подачи управляю-
щих команд и отработки этих команд ис-
полнительными органами.
Испытания системы на лунодроме, имити-
рующем лунную поверхность, показали воз-
можность вождения лунохода при задан-
ных скоростях (несколько сотен метров в
час по пересеченной местности) по изобра-
жению, передаваемому в узкой полосе час-
тот при времени передачи кадра, изменяю-
щемся от единиц до десятков секунд. Эти же
данные были подтверждены в лунных усло-
виях.
1.	Принцип построения системы
Одним из ключевых моментов при проек-
тировании телевизионной системы лунохода
было обеспечение ее работы в нескольких
режимах по скорости передачи кадра, кото-
рую можно было изменять в диапазоне 1 :8
по командам с Земли, приспосабливаясь
тем самым к пропускной способности кана-
ла связи и рельефу местности. При этом
должны быть обеспечены одинаковые и не
зависящие от режима работы условия
предъявления изображения водителю луно-
хода, например, на экране видеоконтроль-
ного устройства со стандартными вещатель-
ными параметрами разложения.
Удовлетворить указанным требованиям
адаптивности и совместимости оказалось
возможным при использовании стробоско-
пического преобразования видеосигнала [2],
формируемого в бортовой телевизионной ка-
мере, имеющей стандартное чересстрочное
разложение.
Передача видеосигнала по узкополосному
каналу связи без потерь возможна только
при условии, что изображение не меняется
за время передачи. В случае управления
движением лунохода непрерывная переда-
ча изображения по узкополосному каналу
привела бы к недопустимому смазыванию
изображения. Поэтому телевизионные каме-
ры работают в режиме короткого экспони-
рования и обеспечивают длительное хране-
ние изображения, что позволяет осущест-
вить поэлементную выборку и последова-
тельную передачу всех элементов «статиче-
ского» кадра.
На рис. 1 показана структура растра при
стробоскопическом преобразовании.
Число элементов разложения на каждой
строке определяет четкость передаваемого
изображения и выбрано равным 512.
Во время каждого стандартного кадра
производятся выделение и передача части
элементов разложения с каждой строки
растра с помощью так называемых импуль-
сов «опроса», образующих на растре верти-
кальные ряды отсчетов.
При этом весь растр разбивается на зо-
ны, число которых равно числу импульсов
опроса на строке (см. рис. 1). После пере-
дачи первого ряда отсчетов каждой зоны
импульсы опроса сдвигаются относительно
предыдущего положения на величину дли-
тельности одного элемента разложения Д/
и происходят выделение и передача следую-
170
Телевизионная система для управления движением луноходов
Рис. 1. Структура растра при
стробоскопическом преобразова-
нии:
1 — направление дискретизации; 2 — зо-
ны опроса; 3 —отсчеты, выделяемые в
течение 1-го стандартного кадра
щей группы отсчетов. После передачи по-
следнего ряда отсчетов каждой зоны изо-
бражение стирается, срабатывает затвор и
на мишень видикона записывается новый
сюжет.
2.	Блок-схема
На рис. 2 показана электрическая блок-
схема телевизионной системы (для одного
полукомплекта). Она состоит из передаю-
щей камеры, формирователя импульсов оп-
роса, блока преобразования видеосигнала,
блока формирования команд, синхрогенера-
тора, частотного модулятора и оптико-меха-
нического устройства.
Телевизионная камера «Лунохода-1» вы-
полнена на видиконе с регулируемой па-
мятью (ВРП) диаметром 13,5 мм [3]. Ос-
новное отличие этого видикона заключается
в способности длительного и регулируемо-
го хранения сигналов изображения (до
1 мин) при условии непрерывного считыва-
ния сигнала в стандартном режиме разло-
жения. Электромеханический затвор, уста-
новленный перед видиконом, номинально
обеспечивает экспонирование слоя мишени
в течение 0,04 с; такая выдержа исключает
заметное смазывание изображения при дви-
жении лунохода.
Время срабатывания затвора, длитель-
ность экспонирования, стирание переданно-
го изображения с мишени видикона задают-
ся блоком формирования, управляемого по
командам с Земли. Командное управление
используется и для переключения револь-
верной головки с набором нейтральных све-
тофильтров, расположенной перед видико-
ном, регулировки амплитуды видеосигнала
и установки дополнительных выдержек: бо-
лее короткой — 0,02 и более длинных — до
20 с; последние резко повышают чувстви-
тельность системы и могут быть использова-
ны на стоянках для проведения ряда науч-
ных экспериментов. Циклограмма работы
системы показана на рис. 3.
управления телевизионной системой:
/ — импульс подготовки мишени видикона; 2—им-
пульс стирания; 3 —импульс запирания электрон-
ного луча видикона; 4 — импульс экспонирова-
ния I; 5 — импульс экспонирования II
Рис. 2. Блок-схема телевизионной си-
стемы:
1 — затвор; 2 — объектив; 3 — передающая те-
левизионная камера; 4 — блок преобразования
видеосигнала; 5 — частотный модулятор; 6 —
формирователь импульсов опроса; 7—-синхро-
генератор; 8 — блок формирования команд
Камера «Лунохода-1» снабжена одним
широкоугольным объективом с f=6,7 мм и
D/f=\ :4. Угол зрения камеры в горизон-
тальной плоскости составляет около 48°,
а в вертикальной — 36°, причем ось визиро-
вания камер наклонена вниз на 15° (рис. 4
и 5).
Опыт создания телевизионной системы
«Лунохода-1» позволил в передающей каме-
ре «Лунохода-2» перейти на видикон диа-
метром 26 мм, что повысило качество изо-
бражения без существенного изменения ве-
171
Рис. 4. Расположение телевизионных ка-
мер на корпусе лунохода (вид сбоку)
Рис. 5. Расположение телевизионных ка-
мер на корпусе лунохода (вид сверху):
/ — телевизионные камеры. Штриховой линией
показан обвод верхней крышки корпуса
совых и габаритных характеристик системы.
В камере установлен объектив с f = 13,5 мм
и 1:2. Освещенность на мишени види-
кона изменяется с помощью командного
управления диафрагмой объектива. Углы
зрения камеры и ось визирования такие же,
как у «Лунохода-1», но камеры «Лунохо-
да-1> располагались в горизонтальной плос-
кости, а камеры «Лунохода-2»— в верти-
кальной, по оси лунохода.
Вторая камера приподнята на 600 мм и
выдвинута вперед на расстояние около
400 мм.
Это позволило улучшить опознавание пре-
пятствий (особенно кратеров) в процессе
движения лунохода.
Выделение последовательности отсчетов
видеосигнала с каждой строки без пропус-
ков и повторений обеспечивается схемой
электронной задержки.
Существует ряд аналоговых схем элек-
тронной задержки, позволяющих в принци-
пе осуществить дискретизацию статического
видеосигнала с периодическим сдвигом вы-
деляемых отсчетов на элемент разложения
[4, 5]. Однако они не обеспечивают требуе-
мой простоты при изменении скорости пе-
Рнс. 6. Блок электронной дискрет-
ной задержки импульсов опроса:
/ — задающий генератор; 2 —схема за-
прета; 3 — делитель /; 4 — делитель 2;
5 — схема формирования импульсов за-
прета; 6 — формирователь импульсов
опроса; 7 — синхрогенератор
редачи кадра и стабильности временного
положения отсчетов во времени.
Формирование последовательности им-
пульсов опроса, дискретно изменяющих
свое временнбе положение относительно
строчных синхроимпульсов на элемент раз-
ложения с частотой кадров, осуществляется
в блоке электронной задержки, схема кото-
рого показана на рис. 6.
Принцип дискретного изменения времен-
ного положения импульсов опроса основан
на сравнении фаз двух последовательностей
импульсов: строчных импульсов, образую-
щих телевизионный растр, и импульсов оп-
роса, образующих на растре вертикальные
строки, число которых может изменяться в
широких пределах. Последнее обеспечивает
изменение времени передачи кадра, т. е. сте-
пень адаптивности узкополосной телевизион-
ной системы.
Изменение временнбго положения им-
пульсов опроса обеспечивается введением
дискретной задержки сигнала, идущего на
делитель 1 (см. рис. 6) с приходом импуль-
са запрета. Длительность импульса запрета
гдеТ8Г —период коле-
баний задающего генератора.
Период следования импульсов кратен Тк
(периоду кадровой развертки стандартного
разложения). С приходом каждого импуль-
са запрета сигнал, поступающий на дели-
тель 1, теряет один период частоты Тзг и
задерживается таким образом на это же
время относительно строчных синхроимпуль-
сов с выхода синхрогенератора.
Сигнал с выхода делителя 1 служит в
дальнейшем для формирования импульсов
опроса. Схема, кроме того, обеспечивает
различные варианты пространственной
«укладки» импульсов опроса на телевизион-
172
Телевизионная система для управления движением луноходов
а	б
Рис. 7. Варианты пространственной ук-
ладки импульсов опроса на телевизи-
онном растре:
а — сдвиг импульсов опроса на элемент раз-
ложения А/ с частотой кадров (Тк —40 мс);
б — сдвиг импульсов опроса на половину эле-
мента разложения-ус частотой полей (Тп «=
—20 мс); / — строки четных полей; 2 —стро-
ки нечетных полей
Приемный наземный комплекс узкополос-
ной телевизионной системы включает в себя
аппаратуру демодуляции, синхронизации,
восстановления видеосигнала и регистрации
изображения. Узкополосный телевизионный
сигнал, передаваемый стробоскопической
телевизионной системой, после преобразо-
вания в стандартные параметры разложе-
ния подается на пульты управления для во-
дителей лунохода.
3.	Основные характеристики системы
Кроме вышеуказанных, система имеет
следующие характеристики (данные систе-
мы «Лунохода-2» приведены в скобках):
Время экспонирования . .0,04; 0,02(0,08; 0,04) с
Четкость изображения:
для высококонтрастных
объектов............. 350-?400 лин
для малоконтрастных объ-
ексов................ 3004-350 лин
Рис. 8. Внешний вид си-
стемы
ном растре, что позволяет маскировать по-
меху дискретизации, неизбежно присутству-
ющую на восстановленном изображении
(рис. 7).
После дискретизации амплитудно-модули-
рованные импульсы расширяются до перио-
да их следования, за счет чего и достигается
сужение спектра частот видеосигнала. Узко-
полосный видеосигнал передается на под-
несущей частоте 750 кГц. В подмодуляторе
к сигналу ЧМ подмешивается опорная час-
тота бортового генератора, необходимая для
синхронизации наземных устройств.
Число передаваемых града-
ций яркости................... 6
Потребляемая мощность
(один полукомплект)...	25 (32) Вт
Масса системы (два полу-
комплекта) ................... 12	(13,6) кг
Время передачи кадра и полосы частот,
занимаемые видеосигналом, сведены в таб-
лицу.
На рис. 8 показан внешний вид системы
«Луноход-1».
173
12	Техника кино и телевидения, 1973, № 7
Изображения, получаемые с помощью
стробоскопической телевизионной системы,
используются не только для вождения луно-
хода. По ним с учетом показаний других
приборов строятся топографические схемы
движения и изучаются особенности рельефа
вдоль трассы лунохода.
За время работы «Лунохода-1» с помощью
стробоскопической телевизионной системы
было передано 20 000, а «Лунохода-2» —
80 000 кадров изображения.
На рис. 9 показаны типичные фотографии
лунной поверхности, переданные телевизи-
онной системой «Лунохода-1» и «Лунохо-
да-2».
ЛИТЕРАТУРА
1.	Передвижная лаборатория на Луне «Луноход-1»,
М., «Наука». 1971.
2.	Катаев С. И., Селиванов А. С.. Сере-
г и н В. И., Тимохин В А., А в а носов Г. А. Тех-
ника кино и телевидения. 1972, № 9.
3.	Л а п у к А Г., Тимохин В. А.. А д а с -
кин II. Б., Хол о мое в а Л. М, Техника кино и
телевидения, 1973, № 7.
•1. Aites S. К., Reed И 1'., Slow-Scan Adapter
for Conventional TV Signals Electronics, 1957, 30,
Xo. 6, pp. 153--155
5. Важен и н a 3. П., В о л к о в а Н. Н , Ч а л о -
вин И. И., Методы и схемы времен ioh задержки
импульсных си: палов. М, «Советское ратио», 1971.
174
ПРИЛОЖЕНИЕ 10
УДК 551.507.362
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ БОРТОВОЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ
КОМПЛЕКС ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ЗЕМЛИ
СЕЛИВАНОВ А. С., ТУЧИН Ю. М., КАРАЕВА М. К.,
НОСОВ Б. И.
Совершенствование многозональных средств наблюдения Земли, ис-
пользуемых для исследования природных ресурсов (ИПР), идет по пути
повышения измерительных свойств, разрешающей способности аппара-
туры, а также внедрения новых способов передачи и обработки инфор-
мации.
На основании опыта, накопленного в процессе эксплуатации радио-
телевизионного комплекса (РТВК) спутника «Метеор» [1] для исследо-
ваний природных ресурсов Земли был сделан следующий шаг в развитии
средств дистанционного зондирования в виде экспериментального борто-
вого информационного комплекса (БИК-Э), обладающего качественно
новыми параметрами и соответственно более широкими возможностями
практического использования. Целью этой разработки была проверка
аппаратурных решений и методов наблюдения для перспективных си-
стем ИПР.
Опыт работы подтвердил целесообразность использования широко-
угольных средств наблюдения в системе ИПР. В БИК-Э также применено
широкоугольное сканирующее устройство среднего разрешения, имеющее
более узкую (до 600 км) по сравнению с ранними конструкциями полосу
обзора и в то же время в 1,5 раза бо-
лее высокое пространственное разре-
шение; увеличено до четырех число
спектральных каналов, и обеспечена
высокая точность измерения свето-
вых потоков.
Для решения задач, требующих
разрешения на сравнительно неболь-
ших наблюдаемых участках, разрабо-
тано трехканальное сканирующее
устройство.
Аппаратура БИК-Э была установ-
лена дополнительно к штатной аппа-
Рис. 1. Функциональная блок-схема
бортового информационного комплекса
ратуре РТВК спутника «Метеор», за-
пущенного 18.VI.1980г. [2].
Бортовая аппаратура. В состав
БИК-Э (рис. 1) входят два устрой-
ства передачи спектрозональных изображений: оптико-механический ска-
нер среднего разрешения с конической разверткой МСУ-СК (I) и оптико-
электронный сканер высокого разрешения с плоскостной разверткой
МСУ-Э (2), параметры которых приведены в таблице. Сигналы от этих
устройств последовательно поступают на блок восьмиразрядных аналого-
цифровых преобразователей и формирования цифрового потока (5), ра-
диопередатчик (4) и антенну (5) спутника. Синхронизация устройств
комплекса осуществляется от высокостабильного опорного генератора
2*	35
175
Рис. 2. Внешний вид приборов БИК-Э
(6). Управление комплексом, сбор телеметрических параметров от при-
боров производится блоком автоматики (7). Блоки 5, 4, 6 имеют холод-
ный резерв. Все приборы комплекса работают вне герметичного отсека
спутника. Внешний вид приборов БИК-Э представлен па рис. 2, где со-
лранены те же обозначения.
Сканирующие устройства работают неодновременно, их включение
производится по командам с Земли. Параметры системы подобраны так,
что при работе каждого из этих устройств информативность цифрового
Параметры сканирующих устройств
Параметры	МСУ-СК	МСУ-Э
Полоса обзора (км) для высоты полета 650 км Размеры проекции полевой диафра1мы (эле-	600	28
менты структуры) на земную поверхность в надире, м:	175	28
по строке		
по кадру	243	28
Угол сканирования, гргд	66,5	2,5
Угол наклона липин визирования, г ред	38,9	0
Скорость сканирования, строк/с	48	218
Эффективность развертки	0,74	0,91
Число элементов в активной части строки	3614	1000
Число спектральных каналов	4	3
Диаметр входного зрачка объектива, мм	200	87,5
Масса, кг	47	17
потока составляет 7,68 Мбит/с. Передача осуществляется па несущей
частоте 466,5 МГц методом двойной относительной фазовой манипуляции
(ДОФМ). Указанная частота выбрана из соображений максимального
использования приемной аппаратуры существующих в системе Госком-
гидромета наземных пунктов для космической метеорологической систе-
мы «Метеор», позволяющих вести наблюдение практически всей терри-
тории СССР в режиме непосредственной передачи. Обзор поверхности
Земли сканирующими устройствами производится по схеме рис. 3.
Повышение точности измерения световых потоков требует повышения
отношения сигнал / шум на выходе сканирующего устройства, что дости-
гается применением более совершенных фотоприемников и необходимым
увеличением эффективного диаметра выходного отверстия оптической
системы, которое в случае МСУ-СК составляет 200 мм. При таком диа-
метре широкоугольное сканирование уже не может быть осуществлено
36
176
Рис. 3. Схема обзора по-
верхности Земли скани-
рующими устройствами:
А - прибор МСУ-СК, Б -
прибор МСУ-Э
Рис. 4. Схема построения
МСУ-СК
Рис. 4
традиционными способами [3]. Сравнительная оценка совокупности фак-
торов при создании сканера среднего разрешения МСУ-СК привела к ис-
пользованию в нем принципа конического сканирования, несмотря на
известные трудности приема изображений, передаваемых такими устрой-
ствами. Немаловажным аргументом в пользу конического сканирования
служат свойственные ему постоянство геометрических и фотометрических
условий наблюдения, постоянство разрешения по строке.
МСУ-СК, согласно упрощенной схеме (рис. 4), работает следующим
образом: излучение от подстилающей поверхности под углом 39° к верти-
кали собирается сферическим зеркалом (1) и направляется на одну из
четырех оптических ветвей (2). расположенных на вращающемся вокруг
вертикальной оси сканирующем колесе (3). В оптической ветви поток
излучения с помощью ряда оптических узлов фокусируется, из него вы-
деляется поток, соответствующий одному телевизионному элементу, и
направляется к оси вращения сканирующего колеса, преломляется и да-
лее расщепляется в спектроделительной системе (4). Фотоприемники (5)
преобразуют его в видеосигнал, который после формирования в усилите-
лях (6) поступает на выход прибора.
За один оборот сканирующего колеса «прочерчиваются» четыре стро-
ки изображения, причем ось визирования описывает в пространстве ко-
ническую поверхность, а след ее на поверхности Земли (строка) пред-
ставляет дугу окружности с центральным углом ~66°.
Калибровка каналов производится как по внутреннему эталону, так
и по Солнцу. Спектральные характеристики МСУ-СК приведены на рис. 5.
Многоканальное сканирующее устройство высокого разрешения
(МСУ-Э) построено по наиболее перспективному для таких устройств
принципу использования линейных приемников излучения на основе
приборов с зарядовой связью (ПЗС) с 1024 элементами в строке. На
рис. 6 показан основной принцип построения МСУ-Э. Изображение по-
37
177
Рис. 7
Ц Ц Ц
Рис. 6
Рис. 5. Спектральные ха-
рактеристики МСУ-СК
Рис. 6. Схема построения
МСУ-Э
Рис. 7. Спектральные ха-
рактеристики МСУ-Э
верхности Земли с помощью объектива (2) через спектроделительную
систему (2) проектируется на три линейки ПЗС (5), каждая из которых
работает в своем спектральном диапазоне (рис. 7). После линейных фо-
топриемников видеосигнал поступает на канальные блоки усиления и
формирования сигналов (4). Все линейки располагаются перпендикуляр-
но направлению полета. Развертка по строке осуществляется электрон-
ным способом, по кадру — за счет движения спутника. Необходимым эле-
ментом устройства является радиационный холодильник, обеспечивающий
температуру в области ПЗС 7т=—30-----50° С, что позволяет значительно
снизить структурный шум приемников на ПЗС. В данном экземпляре
МСУ-Э калибровка в полете не предусматривалась.
Прием информации от БИК-Э осуществляется на экспериментальной
системе выделения и приема информации (СВПИ-Э) с использованием
штатной антенны системы «Метеор», которая дооснащается малошумя-
щим приемником. Принятый сигнал в цифровой форме (в виде четырех-
рядного четырехуровневого кода) ретранслируется по радиорелейной
линии на пункте приема в главный центр приема и обработки данных
(ГЦПОД).
Регистрация получаемой информации осуществляется на двух типах
аппаратуры. Информация от прибора МСУ-СК регистрируется на аппа-
ратуре для приема изображения газет с форматом негатива 600X480 мм.
Изображения от МСУ-Э воспроизводятся на фототелеграфных устройст-
вах «Волга» с форматом негатива 240X300 мм. Так как регистратор
«Волга» работает со скоростью развертки не более 8 строк/с, то сопряже-
ние скоростей производится через магнитное запоминающее устройство,
работающее в режиме понижения скорости воспроизведения в 8 раз.
38
178
Испытания БИК-Э в полете показали устойчивую работу радиотех-
нической части комплекса и перспективность выбранного канала переда-
чи для территориальных пунктов приема информации.
Качество изображения МСУ-СК было высоким, и специальные изме-
рения подтвердили, что рассчитанные точности измерений практически
реализуются. Наклонное зондирование поверхности, свойственное методу
конического сканирования, способствовало получению интересной инфор-
мации и о водных поверхностях. Работа прибора на ПЗС (МСУ-Э) под-
твердила эффективность этого средства наблюдения для природных и
народнохозяйственных объектов, требующих повышенного разрешения,
например, сельскохозяйственных угодий. Ограниченные возможности это-
го устройства, вызванные малой полосой захвата на местности (~30 км),
в дальнейшем могут быть преодолены увеличением числа элементов в ли-
нейке ПЗС, введением дистанционного управления положением линии
визирования и разработкой методик, позволяющих распространить ре-
зультаты дешифрирования и интерпретации участков, захватываемых
МСУ-Э, на большие площади, обзор которых обеспечивает МСУ-СК.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Селиванов А. С,, Тучин Ю. №. Радиотелевизионный комплекс спутников «Метеор»
для исследований природных ресурсов Земли,- В этом номере журнала.
2.	Новый эксперимент по исследованию Земли из космоса,— Исслед. Земли из кос-
моса, 1981, № 1, с. 5-6.
3.	Селиванов A. С., Чемоданов В. Л., Суворов Б. А. и др. Оптико-механические ска-
неры для наблюдения Земли,- Техника кино и телевидения, 1978, № 6, с. 18-22.
Поступила в редакцию
22.V.1981
179
ПРИЛОЖЕНИЕ 11
Оптико-механические сканеры для наблюдения Земли
А. €. Селиванов, В. П. Чемоданов, Б. А. Суворов,
М. К. Нараева, И. Ф. Синельникова, Р. С. Бондаренко, В. И. Серегин
Принцип действия и основные параметры
Основными источниками информации в радиотеле-
визионном комплексе экспериментальных спутни-
ков типа «Метеор» (получивших название «Мете-
ор-Природа» [1]), предназначенных главным обра-
зом для наблюдения поверхности Земли, служат
многоканальные сканирующие устройства малого
(МСУ-М) и среднего (МСУ-С) разрешения [2]. Они
передают изображения в видимом и ближнем ИК
диапазонах спектра с разрешением на местности
порядка километра (МСУ-М) и сотен метров
(МСУ-С). Аппаратура первых двух спутников этой
серии рассчитывалась на номинальную высоту ор-
биты 950 км, при которой обеспечивалась полоса
захвата около 3000 км и 2000 км соответственно.
Третий спутник [3] был выведен на синхронно-
солнечную орбиту со средней высотой 650 км,
обеспечивающей постоянные временные условия
наблюдения за счет поворота (прецессии) плос-
кости орбиты синхронно с годовым движением
Земли вокруг Солнца. При этом пропорционально
уменьшились полосы захвата на местности.
По принципу действия эти сканирующие устрой-
ства (сканеры) — оптико-механические системы с
однострочной разверткой и с одноэлементными
приемниками, кадровая развертка у которых осу-
ществляется за счет движения спутника. МСУ-М
работает в четырех спектральных диапазонах,
МСУ-С— в двух (рис. 1 и 2). Более точные пара-
метры сканеров приведены в табл. 1. Радиолиния
обеспечивает одновременную передачу сигналов
ТАБЛИЦА 1
Параметры	МСУ-М	МСУ-С
Номинальная высота орбиты» км Разрешение на местности в на- дире, км	650	650
по направлению полета	1,7	0,142
вдоль строки	1	0,24
Угол сканирования, град.	106	90
Полоса захвата, км	1930	1380
Число элементов в активной части строки	1880	5700
Служебная часть строки	0,25	0,25
Скорость сканирования, стр/с	4	48
Число спектральных каналов	4	2
Масса с приводом, кг	4,5	5,5
2 Техника кино и телевидения № 6
четырех каналов МСУ-М и одного канала (по вы-
бору) МСУ-С. Возможна одновременная передача
сигналов двух каналов МСУ-С с коммутацией видео-
сигнала через строку и понижением четкости по
кадру. В однострочных сканерах разрешение по
кадру определяется отношением скорости полета к
скорости сканирования.
Особенностью широкоугольных сканирующих ус-
тройств с фиксированным мгновенным полем зре-
ния является непостоянство разрешения на мест-
ности вдоль строки, обусловленное перспективными
искажениями и кривизной поверхности Земли. Так
в МСУ-М разрешение на краю строки почти в че-
тыре раза хуже, чем в центре; в МСУ-С— в 2,5.
Для выравнивания разрешения по кадру и строке
целесообразно иметь в надире некоторое превыше-
ние разрешения вдоль строки, что и сделано в
в МСУ-М. В МСУ-С оптимальные соотошения вы-
полняются только для режима одновременной пе-
Рис. 1. Спектральные характеристики МСУ-М
Рис. 2. Спектральные характеристики МСУ-С 1977 г. (сплош-
ная) и МСУ-С 1976 г. (штриховая)
180
18	Техника кино и телевидения, 1978, № 6
редачи двух каналов с коммутацией через строку.
Для МСУ-М приняты скорости сканирования
4 стр/с, для МСУ-С—48 стр/с.
Существенное различие скоростей привело к
необходимости выбора различных принципов ска-
нирования. В МСУ-М сканирование производится
с помощью зеркала качания, приводимого в дви-
жение кулачковым механизмом, в МСУ-С — с
помощью вращающейся зеркальной пирамиды, од-
нако ввиду сходства многих элементов конструкции
приборов ниже дается их единое описание.
Оптическая схема
Основным элементом схемы, формирующим изо-
бражение, является объектив ОКС-4-75СА с фо-
кусным расстоянием /'=75 мм и диаметром зрачка
входа 18,75 мм. В фокальной плоскости объектива
установлены диафрагмы, формирующие мгновен-
ное поле зрения сканеров в соответствии с требу-
емым разрешением на местности. Оптическая схема
сканеров представлена на рис. 3.
Поток излучения, отразившись от зеркала 1
(МСУ-М) либо от одной из граней пирамиды V
и зеркала Г' (МСУ-С) и пройдя через объектив 2,
направляется зеркалом 3 на интерференционное
зеркало 4. Последнее отражает поток излучения в
видимом диапазоне на диафрагму 5, а излучение
в инфракрасном диапазоне пропускает на диафраг-
му 6. Пройдя через нее, этот поток собирается
линзой 7 и с помощью зеркала 8 с интерференци-
онным покрытием направляется на фотоэлектрон-
ный уможитель (ФЭУ) 9. Видимое излучение после
диафрагмы 5 и собирающей линзы 10 интерферен-
ционными зеркалами /7, 12 направляется на ФЭУ
13.
В приборе МСУ-С устанавливаются лишь оп-
тические элементы для двух каналов и ФЭУ (9
и 13).
Для разделения излучения видимого диапазона
на три канала в оптическую схему МСУ-М введены
дополнительные оптические элементы: интерферен-
ционные фильтры 14, 15 и интерференционное
зеркало 16. Они же осуществляют разводку излу-
чения на ФЭУ (17, 18). В качестве приемников
излучения в сканерах используются ФЭУ! 14 и
ФЭУ 112 (табл. 2). На спутнике, запущенном 24
июня 1977 г., в качестве светоприемников МСУ-С
использованы опытные образцы ФЭУ с фотокато-
дом из арсенида галлия, что позволило улучшить
отношение сигнал/шум. Одновременно были изме-
нены спектральные диапазоны. Ширина спектраль-
ных каналов дана в табл. 2 на уровне 0,5 с точ-
ТАБЛИЦА 2
Прибор	Спектральный диа- пазон, мкм	Тип фотопркемни- ка	Отношение сигнал/шум
	0,5—0,6	ФЭУ 114	67
МСУ-М	0,6—0,7	ФЭУ 114	70
	0,7—0,8	ФЭУ 112	23
	0,8—1,02	ФЭУ 112	30
МСУ-С	0,43—0,75	ФЭУ 114	6
(1976)	0,77—1,02	ФЭУ 112	3
МСУ-С	0,46—0,67	Опытный	19
(1977)	0,7—0,82	Опытный	8
Рис. 3. Оптические схемы
и МСУ-С (б)
МСУ-М (а)
181
Оптико-механические сканеры для наблюдения Земли	19
ностью ±0,01 мкм. В табл. 2 приведены измерен-
ные величины отношения сигнал/шум, соответ-
ствующие объекту с максимальной яркостью (ко-
эффициент отражения— 1, солнце в зените). Фо-
тометрическая калибровка приборов осуществля-
ется путем перекрытия основного светового по-
тока с помощью «гребешка» на обтюраторе /9,
при этом на ФЭУ поступает световой пучок калиб-
ровочного канала через окно 20, закрытое опти-
ческим клином. Обтюратор вращается синфазно
со строчной разверткой. Калибровочный канал
состоит из лампы накаливания СМН-10-50 (21),
диафрагмы 22, линзы 23, поворотной призмы 24,
собирающей линзы 25 и световодов 26, направля-
ющих калибровочный поток на ФЭУ.
Кинематическая схема
Приводы обоих сканеров строятся на синхронных
гистерезисных двигателях типа Г-227м и редукто-
рах с высокоточными цилиндрическими колесами с
люфтовыбирателями и прецизионными шарико-
подшипниками.
Кинематическая схема кулачкового меха-
низма МСУ-М представлена на рис. 4. Движение
от двигатля 1 через понижающий редуктор
передается на кулачок 2 и далее через рычаг 4
на зеркало 7. Для обеспечения силового замыка-
ния в схеме предусмотрена пружина 6. Кулачок 3
предназначен для компенсации неравномерности
нагрузки на двигатель, возникающей при вращении
кулачка 2. Точность разложения, обеспечиваемая
данным приводом, не хуже двух угловых минут.
Привод пирамиды 1 МСУ-С (рис. 5) состоит из
двигателя 2 и понижающего редуктора. В нем для
обеспечения необходимой точности развертки по-
Рмс. 4. Кинематическая схема МСУ-М
2*
Рис. Б. Кинематическая схема МСУ-С
мимо мер, принятых в МСУ-М, было подобрано
оптимальное передаточное отношение редуктора,
введена система автоматического регулирования
(САР) мгновенной скорости вращения пирамиды.
Датчиком САР служит оптический диск 3 с нане-
сенным штриховым растром, установленный на
валу пирамиды.
В обоих приборах период каждой строки делит-
ся на активную часть Та=75%, где передается
информация о поверхности, и служебную часть
Те—25%, где передается служебная информация.
В МСУ-М последняя соответствует возврату зеркала
в исходное положение. В это время световой по-
ток, поступающий на ФЭУ от поверхности, преры-
вается обтюратором 19 (рис. 3), который вращается
двигателем 1 (рис. 4) через редуктор Zb Z5, Ze,
Z7, Z8.
В МСУ-С вращение от двигателя 1 (рис. 5) пе-
редается обтюратору 5 через сильфонную муфту 4.
Обтюратор прекрывает световой поток при пере-
ходе развертки с одной грани пирамиды на дру-
гую.
Электронная часть МСУ-М
Укрупненная блок-схема электронной части
МСУ-М показана на рис. 6, где представлены
основные блоки устройства, относящиеся к одному
из спектральных каналов. Сканирующее зеркало 1
приводится в движение синхронным приводом 2,
питание привода осуществляется электронной схе-
мой управления 3. Световой поток через оптическую
систему 4 попадает на светоприемник 5. В каждом
канале видеосигнал, попадающий от светоприем-
ника, логарифмируется в усилителе 6, в него за-
мешивается служебная информация в смеси-
182
20 Техника кино и телевидения, 197S, N* 4
Рис. 6. Блок-схема МСУ-М
теле 7 и сформированный сигнал со всех четырех
каналов с выхода прибора одновременно переда-
ется в устройство уплотнения и затем на передат-
чик дециметрового диапазона [2]. При этом полоса
частот видеосигнала ограничивается лишь апер-
турными характеристиками прибора (рис. 7) и
не фильтруется в бортовой аппаратуре в связи с
большим запасом по отношению сигнал/шум линии
передачи. Каждый канал может работать в режиме
автоматической регулировки чувствительности
(АРЧ) и в двух режимах постоянной чувствитель-
ности Р1 и Р2. Выбор режимов осуществляется
по командам с Земли. Управление чувствитель-
ностью ФЭУ идет путем изменения напряжения
на его блоке питания 8. АРЧ производится по уров-
ню выходного сигнала через устройства сравнения 9.
Кроме того, в МСУ-М имеется фильтр нижних
частот 10 (Af—2 кГц) и модулятор 11, через кото-
рый видеосигнал от любого канала (по выбору)
может быть передан по линии связи метрового
диапазона в режиме амплитудной модуляции, под-
несущей частоты 2,4 кГц. Прием этого сигнала
осуществляется станциями с использованием стан-
дартной фототелеграфной аппаратуры.
Форма передаваемого сигнала показана на рис. 8.
В отрезок времени, соответствующий служебной
части строки Тс, вводится информация, состоящая
из двух групп (тх и т3) прямоугольных импульсов
определенной частоты, соответствующей номеру
канала (/— 2,4 кГц, II — 1,2 кГц, III— 0,6 кГц).
В IV канале эта информация не вводится. В ин-
Рис. 7. Апертурная характеристика МСУ-М
Рис. 8. Форма сигнала, передаваемого МСУ-М и МСУ-С
тервале т8=0,6 Тс осуществляется передача опти-
ческого калибровочного сигнала. Периодически
на место Tj замешивается информация отображения
телеметрии, которая воспроизводится на изображе-
нии в виде цифр, сменяемых ступенчатым сигналом,
сформированным электрическим путем и служа-
щим для сквозной электрической калибровки ам-
плитудной характеристики системы. Далее (7*а)
идет передача видеосигнала.
Электронная часть МСУ-С
Блок-схема для одного канала МСУ-С показана
на рис. 9. Схема содержит пирамиду /, которая
вращается синхронным приводом 2, управляемым
электронным блоком <?. С целью повышения точ-
ности вращения используется система автоматиче-
ского регулирования фазы синхронизирующей ча-
стоты fc. Для этого на оси пирамиды устанавли-
вается высокоточный датчик положения 4, сигнал
12
1
0.8
0,6
Off
0,2
0	40	80	120	160 200 frity
Рис. 10. Апертурная характеристика МСУ-С:
/ — апертурного корректора; 2 — сквозная
183
Оптико-механические сканеры для наблюдения Земли
21
от которого после формирования в блоке 5 посту-
пает на устройство сравнения 6, вырабатывающее
управляющее воздействие.
Максимальная величина остаточных колебаний
пирамиды относительно идеального положения при
равномерном вращении составляет ±20 угловых
секунд и вызывается в основном редуктором.
Отразившись от пирамиды /, световой поток
через оптическую систему 7 попадает на светопри-
емник 8, после которого идет предварительный
усилитель видеосигнала 9, фильтр 10 и логариф-
мический усилитель 11. Фильтр обеспечивает не-
большую апертурную коррекцию (рис. 10, кривая
/). Сквозная характеристика имеет вид, показан-
ный на рис. 10, кривая 2 (для спутника 1977 г.)
Форма видеосигнала МСУ-С также соответствует
рис. 8. Отличие от МСУ-М заключается в том,
Рис. 11. Внешний вид МСУ-М (слева) и МСУ-С (справа)
что в интервалы тх и т3 вводятся импульсы других
частот, соответствующих номеру канала (I —
9,6 кГц, II— 19,2 кГц) и не используется отобра-
жение телеметрических параметров. С целью ком-
пенсации дрейфа нуля усилителя и темнового тока
ФЭУ в служебное время осуществляется автомати-
ческая подстройка нуля.
При одновременной передаче сигнала от двух
каналов их построчная коммутация производится
вне прибора.
Конструкция
Конструктивно приборы оформлены в виде двух
блоков: основного, кудавходятоптико-механические
узлы, светоприемники и связанные с ними элек-
тронные блоки, и дополнительного блока электрон-
ного привода гистерезисных двигателей. Внешний
вид основных блоков показан на рис. 11. Они ус-
танавливаются вне герметичного отсека спутника
и закрыты легкими кожухами, сохраняющими в
приборах небольшое давление. На рис. 12 и 13
показаны приборы со снятыми кожухами.
Рис. 12. Кснструкция МСУ-М
Рис. 13. Конструкция МСУ-С
ЛИТЕРАТУРА
1.	Александров Л. А. Погодный дозор планеты. —
«Известия», 1977, 28 сентября.
2.	Селиванов А. С., Тучин Ю. М., Обод-
ков С. Г., С е р е г и н В. А. Телевизионный комплекс
экспериментальных спутников. — «Техника кино и телевиде-
ния», 1977, № 3, с. 43—45.
3.	В полете «Метеор», сообщение ТАСС. — «Правда, 1977,
1 июля.
184
ПРИЛОЖЕНИЕ 12
Исследование
Земли
из космоса
№ 1 • 1985
УДК 551.46.0:528.7
МНОГОЗОНАЛЬНЫЙ СКАНЕР С КОНИЧЕСКОЙ РАЗВЕРТКОЙ
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
СЕЛИВАНОВ А. С., НАРАЕВА М. К., НОСОВ Б. И.,
ПАНФИЛОВ А. С., СИНЕЛЬНИКОВА И. Ф., СУВОРОВ Б. А.
В космических системах для исследования природных ресурсов Земли
(ИПРЗ) и контроля природной среды нашли применение различные те-
левизионные системы, обеспечивающие съемку поверхности Земли в не-
скольких спектральных зонах. Разнообразие народнохозяйственных и на-
учных задач, для решения которых используется получаемая такими си-
стемами информация, привело к необходимости разработки нескольких
классов телевизионных устройств, различающихся полосой обзора мест-
ности, пространственным разрешением, числом используемых спектраль-
ных зон. Относительно устойчивым типом аппаратуры, информация от ко-
торой пользуется спросом у многих потребителей, являются многозональ-
ные сканирующие устройства среднего разрешения (МСУ-С), практиче-
ская разрешающая способность которых, определяемая размером проекции
полевой анализирующей диафрагмы па поверхность, составляет 140—
240 м. Так, в составе радиотелевизионных комплексов спутников системы
«Метеор-Природа» нашли применение несколько модификаций приборов
такого типа, имевших широкий, около 90°, угол обзора, что обеспечивало
с номинальной высоты орбиты, равной 650 км, полосу обзора на местно-
сти шириной 1380 км [1, 2].
Совершенствование приборов данного класса идет по пути увеличения
числа спектральных зон и повышения радиометрической точности. На
спутнике «Метеор», запущенном 18.VL 1980 г. [3], был испытан новый
прибор со следующими параметрами:
Ширина полосы обзора, км Размеры проекции полевой диафрагмы на	600*
земную поверхность, м по строке	175*
по кадру	243*
Угол сканирования, град	66,5
Угол наклона оси визирования, град	38,9
Скорость сканирования, строк/с	48
Эффективность развертки	0,74
Число элементов в активной части строки	3614
Число спектральных каналов	4
Диаметр входного зрачка объектива, мм	200
Масса, кг	47
* Для высоты полета 650 км.
Спектральные характеристики прибора приведены на рис. 1, модуля-
ционная характеристика — на рис. 2.
Особенностью этого прибора, получившего название МСУ-СК, явля-
ется использование принципа конического сканирования, заключающе-
гося в перемещении визирного луча по поверхности конуса с осью MTV,
являющейся земной вертикалью и перпендикулярной вектору скорости
полета спутника (рис. 3, а), в отличие от плоскостного сканирования, ко-
66
185
Рис. 1. Спектральные характеристики МСУ-СК (I—IV) и лавин-
ного фотодиода (ФД)
торое осуществляется в плоскости, проходящей через земную вертикаль
(рис. 3, б).
В случае конического сканирования и регистрации изображения стан-
дартной аппаратурой для исключения возникающих геометрических иска-
жений необходима предварительная обработка видеосигнала. Тем не менее
выбор этого принципа оправдан многими конструктивными сообра-
жениями, а также свойственными ему постоянством геометрических и фо-
тометрических условий наблюдения и постоянством разрешения по стро-
ке. В процессе работы МСУ-СК дополнительно было установлено, что
наклонное зондирование оптимально для наблюдения некоторых важных
видов природных объектов, и прежде всего водных поверхностей [4].
Принцип действия и оптическая схема прибора. Сравнительно боль-
шой диаметр входного отверстия объектива при широкоугольном скани-
ровании делает трудноосуществимой высокоэффективную развертку с по-
мощью колебательного, либо вращательного, движения плоского зеркала,
установленного перед объективом, как это делается в сканерах с плос-
костной разверткой типа MSS [5] или МСУ-С [1], а также в некоторых
сканерах с конической разверткой [6]. В связи с этим интерес представ-
ляют сканеры, в которых коническое сканирование осуществляется за
счет перемещения по окружности или по дуге сканирующих элементов,
расположенных за объективом. Эти схемы нашли применение в сканере
S-192 [7] и в одном из первых проектов тематического картографа (ТМ)
[8]. В МСУ-СК используется оригинальная схема зеркально-линзового
типа, состоящая из неподвижного большого зеркала и вращающихся ма-
логабаритных линзовых сканирующих элементов [9].
Упрощенная оптическая схема МСУ-СК показана на рис. 4. Поток
излучения, вошедший в сканер, собирается сферическим зеркалом 1 на
его фокальной поверхности (также сферической). На этой же поверхно-
сти располагается полевая (анализирующая) диафрагма 2, формирующая
элемент разложения изображения. Перед диафрагмой установлен двух-
линзовый корректор 5, компенсирующий сферическую аберрацию боль-
шого зеркала. В целом зеркало 1 вместе с корректором 3 в квазистати-
ческом состоянии образует объектив, построенный по схеме Чуриловско-
го В. Н. [10] с относительным отверстием 1:1 и полем зрения 43".
Поток излучения, прошедший через диафрагму, с помощью оптиче-
ских элементов 4, 5, 6 направляется на систему стабилизации изображе-
ния 7, 8 и далее, на спектроделительную систему 9 и приемник излу-
чения 10.
Развертка по строке осуществляет за счет вращения диафрагмы вме-
сте с корректорами, установленными на колесе 17, имеющем полый вал.
3*	67
186
Рис. 2. Модуляционная характеристика
Рис. 3. Геометрия сканирования
Ось вращения ОО проходит через центр кривизны зеркала 2. На колесе
установлено равномерно четыре диафрагмы (рис. 4, а) и, таким образом,
за один оборот колеса формируются четыре строки изображения. Габа-
ритные размеры сферического зеркала выбраны в соответствии с углом
сканирования в проекции на поверхность Земли, равным 66,5°. Фокусное
расстояние зеркала 198,6 мм.
Перед спектроделительной системой 9 на пути светового потока уста-
навливается обтюратор 22, который в определенный момент времени, со-
ответствующий переходу со строки на строку, пропускает на светоприем-
ники калибровочный сигнал от внутреннего источника излучения 25, либо
от Солнца 14. В качестве источника излучения использована светоизме-
рительная лампа накаливания ТРШ, обладающая высокостабильными
яркостными характеристиками.
Привод развертывающего устройства. Вращение сканирующего колеса
осуществляется приводом, к стабильности которого предъявляются жест-
кие требования. Допустимое максимальное отклонение положения линии
визирования от номинального не должно превышать в любой точке стро-
ки 10—15 угловых с. Для обеспечения требуемой стабильности в контур
регулирования скорости привода включена система автоматического ре-
гулирования (САР), работающая в режиме фазовой коррекции [11].
Сканирующее колесо 2 вращается тремя двигателями 2 типа Г227-М1
через одноступенчатый шестеренчатый редуктор 3 (на рис. 5 показано
два двигателя). Установка трех двигателей симметрично вокруг вала ко-
леса способствовала уменьшению ошибок привода и компенсации момен-
та вращения колеса. На валу колеса жестко установлен оптический дат-
чик 4, который состоит из двух растровых дисков 5 и б, излучателя 7
и фотоприемника 8. При работе привода вращается диск 5 оптического
датчика, что вызывает прерывание светового потока от излучателя и па
фотоприемнике вырабатывается сигнал переменной частоты и фазы, ко-
торые определяют параметры работы привода. Полученный сигнал после
усилителя 9 преобразуется в меандр и подается на фазовый детектор 10.
В качестве опорного сигнала в САР используется сигнал с выхода квар-
цевого генератора 22. Разность фаз сигналов, соответствующая отклоне-
ниям скорости вращения привода от заданной, выделяется в виде ошиб-
ки, усиливается в усилителе мощности 12 и подается на двигатели 2
привода.
68
187
Рис. 4. Оптическая схема
Введение системы САР само по себе не гарантирует получения задан-
ных параметров. Для достижения заданной стабильности одновременно
решался комплекс вопросов, связанных с технологическими проблемами
сопряжения механических элементов привода (подшипники, зубчатые ко-
леса, выбор смазки и т. п.), а также минимизацией потерь, вносимых
отдельными элементами системы.
В результате проведения указанных работ привод сканера обеспечи-
вает стабильность скорости вращения с заданной точностью.
Видеоканал. В качестве приемников излучения используются крем-
ниевые лавинные фотодиоды, работающие в спектральном диапазоне от
0,5 до 1,1 мкм (рис. 1) и имеющие пороговую чувствительность порядка
10~14 Вт/Гц,/а. Сигнал с выхода фотодиода 1 (рис. 6) поступает на пред-
усилитель 2, который преобразует фототок в напряжение и усиливает
последнее примерно в 100 раз. Сигнал проходит через регулируемый ат-
тенюатор 3 и фильтр Баттерворта 4. формируется требуемая частот-
ная характеристика. Далее сигнал поступает на линейный 5 и логариф-
мический 6 усилители, выходы которых по команде могут подключаться
к выходному каскаду 7 прибора.
69
188
Рис. 5. Схема контура регулирования скорости приводя
Существенным фактором, снижающим радиометрическую точность, яв-
ляется нестабильность характеристики преобразования видеотракта за
счет дрейфа нуля и изменения коэффициентов передачи усилителей. Эти
ошибки обусловлены температурными изменениями, старением, измене-
нием уровней напряжений и т. п. Для их устранения используются схе-
мы автокоррекции, являющиеся характерными устройствами всех высо-
коточных сканеров [5, 8].
Схемы коррекции МСУ-СК, введенные в усилитель каждого канала,
состоят из двух контуров обратной связи. Один из них предназначен для
коррекции дрейфа нуля усилителя, второй —для изменения коэффициен-
та передачи (рис. 6). Автокоррекция осуществляется в период подачи
на приемники потока от калибровочных источников излучения. При этом,
в момент полного перекрытия светового потока, на фотодиоде формиру-
ется сигнал «уровня черного» (С^ч), в момент подачи максимального по-
тока — «уровень белого» (£7б) (рис. 7). Кроме того, в момент полнот
перекрытия в синхронизаторе 12 формируется импульс, под действием
которого в компараторе 14 производится сравнение сигнала с выхода уси-
лителя с электрическим эталоном (17TO), соответствующим нулевому уров-
ню. Сигнал ошибки подается на устройство выборки и хранения (УВХ)
13, где он запоминается на время строки и подается в качестве смеще-
ния на предусилитель 2, Аналогично работает схема коррекции измене-
ний коэффициента передачи. В компараторе 11 производится сравнение
сигнала с выхода канала, соответствующего уровню «белого» с электри-
70
189
Рис. 7. Структура видеосигнала
Рис. 8. Конструкция МСУ-СК
ческим эталоном (/7б;)). Сигнал ошибки запоминается УВХ 10 и подается
далее на регулируемый аттенюатор 3, Указанные циклы коррекции по-
вторяются в каждой строке. Параметры схем коррекции выбраны так,
чтобы при существующих отношениях сигнала к шуму в каналах ошибка
коррекции уровней «черного» и «белого» не превышала одного уровня
АЦП, т. е. 0,4% при 256 уровнях квантования.
Конструкция. Конструктивно прибор выполнен (рис. 8) в виде жест-
кого основания 7, па котором установлены: сферическое зеркало 2, раз-
вертывающее устройство 3, спектроделительная система 4, блоки элек-
троники 5, 6, 7, узел калибровки от внутреннего источника 8. Остальные
оптические элементы: корректоры, диафрагмы, призмы и другие в зави-
симости от назначения установлены либо на колесе, либо внутри корпуса
развертывающего устройства.
Снаружи прибор закрывается легким кожухом, имеющим два входных
отверстия — для потока излучения от поверхности Земли и солнечного
излучения. Последнее вводится в прибор с помощью световода, соединен-
ного с шарообразной линзой — объективом. Липза-объектив устанавлива-
ется па освещенной стороне космического аппарата.
Для обеспечения сохранения фокусировки прибора в условиях экс-
плуатации потребовалось поддерживать температуру прибора в диапазоне
20±10° С. С этой целью в нем предусмотрены средства активного и пас-
сивного терморегулирования: нагреватели, включаемые по команде и ра-
ботающие в автоматическом режиме; специальная окраска и теплоизоля-
ция отдельных участков сканера.
71
190
Ряд конструктивных мер принят для обеспечения достаточной жест-
кости прибора в целом при минимальной его массе. Используется облег-
ченное главное зеркало из ситалла, специальная конфигурация и подбор
материалов корпуса и других элементов конструкции.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Селиванов А. С,, Тучин Ю. М. Радиотелевизионный комплекс спутников «Мете-
ор» для исследования природных ресурсов Земли,— Исслед. Земли из космоса,
1981, № 5, с. 28—34.
2.	Трифонов Ю. В. Комплекс технических средств эксперимента по дистанционно-
му зондированию Земли из космоса. — Исслед. Земли из космоса, 1981, № 5,
с. 21-27.
3.	Селиванов A. С., Тучин Ю. М., Нараева М. К., Носов Б. И, Экспериментальный
бортовой информационный комплекс для наблюдения Земли.— Исслед. Земли из
космоса, 1981, № 5, с. 35—39.
4.	Селиванов А. С., Гектин Ю. М., Панфилов А. С., Фокин А. Б. Исследование усло-
вий съемки поверхности океана в спектральном диапазоне 0,4—1,1 мкм.—Ис-
след. Земли из космоса, 1981, № 5, с. 82—89.
5.	Lansing J. C.t Cline R. W. The Four- and Fiveband Multispectral Scanners for Lan-
dsat.— Opt. Eng., 1975, v. 14, p. 312—324.
6.	Изнар A. H., Павлов А. В., Федоров Б. Ф. Оптико-электронные приборы космиче-
ских аппаратов. М.: Машиностроение, 1972. 368 с.
7.	Abel J. R., Reynolds В. R. Skylab Multispectral Scanner (S-192) — Optical Design
and Operational Inragery.— Opt. Eng., 1974, v. 13, № 4, p. 292—297.
8.	Bates J. C., Dumas H. J. High Efficiency Conical Scanner for Earth Resources Ap-
plications.— Proc, of the Soc. at Photo-Optical In^trum. Eng., 1974, № 51, p. 50—
56.
9.	Михельсон H. H. Оптические телескопы. M.: Наука, 1976. 295 с.
10.	Чуриловский В. Н. Теория хроматизма и аберрации третьего порядка. Л.: Маши-
ностроение, 1968. 312 с.
11.	Танский Е. А. Прецизионные системы стабилизации скорости двигателя. Л.:
Энергия, 1975. 88 с.
Поступила в редакцию
7.VIIL1984
191
Селиванов Арнольд Сергеевич
Очерки истории и техники
космического телевидения
Воспоминания разработчика
Редактор Дорошкевич О, В,
Корректор Маркарова К.Ю,
Предпечатная подготовка Дымкова С, С,
На лицевой и тыльной сторонах обложки
изображен фрагмент панорамы Луны,
полученный с Лунохода-1, (1970 г.)
Подписано в печать 20.10.2010. Формат 60x90/8
Печать офсетная. Усл. печ. л. 24. Тираж 600 экз.
Издательский дом “Медиа Паблишер”
111024, Москва, ул. Авиамоторная, д.8, корп.1
www.media-publisher.ru
Отпечатано в ордена Трудового Красного Знамени
типографии им. И.И. Скворцова-Степанова
ФГУП Издательство "Известия” УД П РФ
Генеральный директор Э.А. Галумов
127994, ГСП-4, г. Москва, К-6, Пушкинская пл. д.5
E-mail: izd.izv@ru.net, www.printmoscow.ru
Заказ 0602
•*