"Yenisei" - ett foto -tv- system, med hjälp av vilket bilder av månens bortre sida först erhölls . Skapad vid All-Union Research Institute of Television (NII-380) på initiativ av S. P. Korolev . Yenisei-systemet installerades ombord på Luna-3 AMS , som cirklade runt månen i oktober 1959. Filmning gjordes på film , som utvecklades ombord på stationen. Sändningen av de fångade bilderna utfördes med hjälp av ett lågbilds -tv-system när stationen återvände till jorden, bilden togs emot av speciellt skapad utrustning installerad vid de mätpunkter som styrde stationens flygning.
Sedan 1956, även före lanseringen av den första satelliten , vid All-Union Research Institute of Television (NII-380) , på initiativ av S.P. Korolev , började forskning och utveckling för att skapa tv-utrustning för framtida rymdflyg. Hösten 1957, efter uppskjutningen av den andra satelliten , besökte S. P. Korolev och den första vice ordföranden för Leningrads ekonomiska råd S. A. Afanasyev (senare ministern för allmän teknik i Sovjetunionen ) NII-380. NII-380 fick i uppdrag att skapa tv-utrustning som skulle sända en bild av den osynliga sidan av månen. Arbetet skulle utföras i samarbete med institut och fabriker som arbetar med optiska, fotografiska och radiotekniska ämnen, huvudorganisationen på ämnet, som fick Yenisei-koden, utsågs till NII-380. Samtidigt pågick ett arbete på institutet med temat Seliger , vars syfte var att överföra en rörlig bild av ett försöksdjur, vars uppskjutning planerades på en prototyp av bemannad rymdfarkost [1] . I. L. Valik utsågs till chef för båda ämnena och P. F. Bratslavets , som senare blev chefsdesigner för Seliger , utsågs till hans ställföreträdare . Yu. P. Lagutin [2] blev den ledande ingenjören på Yenisei-temat .
I januari 1958 skickade M. V. Keldysh ett brev till S. P. Korolev med förslag om att börja utforska månen . Det första steget var att få raketen att träffa Månens synliga yta med registrering av dess rörelse med telemetrisk utrustning. Stationer skapade under detta program fick beteckningen "E-1" i OKB-1 . Den första rymdfarkosten som nådde månen var E-1A-stationen, känd som Luna-2 [3 ] . Som nästa steg föreslogs det att flyga runt månen med att fotografera dess baksida och sända de erhållna bilderna till jorden med hjälp av tv-utrustning när man närmar sig jorden [4] . Programmet för att flyga runt månen med fotografering av dess baksida kallades "E-2" och genomfördes under flygningen av stationen " Luna-3 ". Det valda schemat för att flyga runt månen inkluderade en gravitationshjälp , som ändrade stationens bana så att när den återvände till jorden skulle den vara ovanför norra halvklotet, där sovjetiska observationsposter var belägna . Ett sådant flygschema gjorde det möjligt att starta stationen endast på strikt definierade datum, som bestämde tidpunkten för dess skapelse [5] . Lanseringen var planerad till den 4 oktober 1959. Sommaren 1959 tillverkades det erforderliga antalet uppsättningar av både ombord- och markutrustning "Yenisei" [6] .
Yenisei-systemet var tänkt att skjuta månens bortre sida från en höjd av cirka 65 000 km under sin flygning i en elliptisk bana med en apogeum på 460 000 km och överföra den resulterande bilden till markstationer under dess närmande till jorden. Det var omöjligt att överföra den mottagna bilden i realtid, eftersom månen förhindrade passagen av radiosignalen. Dessutom säkerställde radiolänkens energiegenskaper inte överföringen av en TV-bild från månens avstånd. Det enda sättet att "komma ihåg" bilden för efterföljande sändning under en kommunikationssession var att fixa den på film med framkallning ombord på stationen och sedan sända filmen på en tv- kanal under inflygningen till jorden. I samarbetet ledd av NII-380 skapades således ett system som inkluderade en fotografisk kamera , medel för automatisk filmbearbetning , medel för att överföra filmmaterial över en radiokanal och markbaserade medel för att ta emot och spela in sända bilder [1] .
Det huvudsakliga kännetecknet för de skapade anläggningarna ombord var att det var nödvändigt att säkerställa driften av alla system under rymdflygningsförhållanden, med hänsyn tagen till viktlöshet , exponering för kosmisk strålning på fotografisk film , ändrade temperaturförhållanden, såväl som stränga restriktioner för dimensioner, vikt och energiförbrukning för utrustning ombord. All utrustning som ingick i Yenisei-systemets ombordkomplex var tvungen att arbeta tillsammans, fotografera med automatisk exponeringsmätning i 40-50 minuter från det ögonblick då stationen befann sig på en given sektion av banan och kamerorna skulle vara orienterade mot Måne. Efter att inspelningen stoppats skulle filmen automatiskt bearbetas och rullas tillbaka till en kassett, och efter att ha fått kommandot att överföra bilden drogs den framkallade filmen framför den inbyggda tv-kameran med en given hastighet. För första gången inom tv-teknik gjordes all inbyggd utrustning i Yenisei-komplexet, förutom själva katodstråleröret , helt på halvledarenheter med hjälp av tryckta ledningar . Massan av hela uppsättningen ombord TV-utrustning "Yenisei" var 24 kg [2] .
Fotokameran AFA-E1 för Yenisei-systemet designades och byggdes vid Krasnogorsks mekaniska anläggning . Kameran rymde 40 bildrutor av 35 mm perforerad film och hade två objektiv: ett med en brännvidd på 200 mm och ett bländarförhållande f/5,6, det andra med en brännvidd på 500 mm och ett bländarförhållande på f/9,5 [7] . Fotografering utfördes för två bilder med två objektiv samtidigt. En lins med en brännvidd på 200 mm ska ge en bild av Månens skiva i hela bilden, med en brännvidd på 500 mm - delar av skivan med bättre upplösning. Ett separat problem som skaparna var tvungna att lösa var skyddet av filmen från effekterna av kosmisk strålning [8] [9] .
Filmbearbetningstekniken ombord på rymdstationen och framkallnings- och fixeringsutrustningen skapades vid Forskningsfilm- och fotoinstitutet . Två varianter av processen övervägdes - den klassiska "tvålösningen" med separat framkallning och fixering , som ger den bästa bildkvaliteten, och "singellösningen", snabbare och mer ekonomisk, där båda processerna inträffade samtidigt [10] . På insisterande av NII-380-specialister valdes alternativet "enkellösning". Den fotografiska delen designades för användning av film "typ 17" på en lavsanbas , producerad av Shostka - företaget " Svema ". Enligt memoarerna från P. F. Bratslavts användes istället för den, utan samordning med ledningen, en film för flygfotografering, som var känsligare och strålningsbeständig, tagen från en NATO -spaningsballong som sköts ner över Sovjetunionens territorium . även om all användning av utländska komponenter i inhemsk rymdteknik var strängt förbjuden [11] . Skapandet av bearbetningskomplexet krävde en stor mängd vetenskaplig forskning och designaktiviteter. De största svårigheterna i dess skapande uppstod på grund av behovet av att säkerställa drift under förhållanden med viktlöshet och ökade vibrationer, begränsningar av lösningens volym (högst 1 liter), beräknade temperaturfluktuationer upp till 15 grader (i praktiken temperaturförändringar) visade sig vara mycket högre, medan standardprocessen krävde stabilitet inte sämre än +/- 0,5 grader), omöjligheten att torka filmen efter bearbetning. På filmen applicerades testmärken i förväg, utformade för att kontrollera kvaliteten på den resulterande bilden. Några av tecknen dök upp på jorden, den andra delen - ombord på stationen [12] .
För att skanna den tagna bilden användes en färdstrålekamera [13] , vars upplösning var ungefär 1000 linjer [8] [14] [komm. 1] . NII-380 utvecklade också Yenisei-3-systemet, som använder en vidicon för att fotografera och spelar in bilden på magnetband, men dess skapelse var inte klar när stationen lanserades. Senare tjänade denna utveckling som grunden för skapandet av TV-system för satelliter " Meteor " [15] .
TV-utrustningen var tänkt att tillhandahålla signalöverföring genom den smalbandiga radiolänken till rymdstationen, utvecklad vid NII-885 och även använd för att överföra telemetrisk information och bana mätningar. Detta dikterade behovet av att minska bandbredden för den överförda videosignalen till 400 Hz . Drift i ett så smalt band gjorde det också möjligt att erhålla högsta möjliga signal-brusförhållande i signalen som tas emot av markbundna radioanläggningar [16] . Standardlösningar som användes i tv-sändningar lämpade sig inte för smalbandsöverföring, medan det var omöjligt att installera utrustning för att sända en separat tv-kanal ombord på grund av stränga vikt- och energibegränsningar. P. F. Bratslavets föreslog att man skulle använda tekniken " småbilds -tv ", vars principer föreslogs av S. I. Kataev 1934 för att överföra bilder via kortvågskommunikationskanaler . Ett sådant system har en mycket låg överföringshastighet, men kan arbeta i ett smalt frekvensband och har hög brusimmunitet. Två driftsätt valdes för Yenisei-systemet [17] :
- "snabb", med sändning av en bildruta per 10 sekunder i taget när stationen kommer att vara på ett avstånd nära jorden ( 40 000 - 50 000 km) och nivån på signalen som tas emot av jordstationer kommer att vara ganska hög, - "långsam", med sändning av en bildruta per 30 minuter, för förhållanden med svag signal från stationen och hög störningsnivå.Om mänskligheten i tusentals år inte kunde se på månens bortre sida, då kan en halvtimme vänta.P. F. Bratslavets [11]
Markkomplex för att ta emot bilder från Luna-3-stationen skapades i två versioner. Yenisei-I-komplexet var avsett för mottagning i "snabbt" läge och "Yenisei-II" i "långsamt" läge, men det tillät också att ta emot det "snabb" läget [15] . För att säkerställa tillförlitligheten inkluderade alla marksystem två samtidigt fungerande identiska uppsättningar av utrustning ("halvuppsättningar"). Komplexen byggdes både i en stationär version och i en bilversion, belägen i KUNGs . Huvudpunkten för mottagning bestämdes av Krim NIP-16 , dupliceringen - Kamchatka NIP-6 . De sammansatta och felsökta stationära komplexen levererades till NII-885 och därefter till OKB-1 för gränssnitt med kommandoradiolänken och rymdfarkosten. Bilkomplex under egen kraft gick till Krim NIP, och stationära komplex levererades till Kamchatka demonterade med flyg och installerade, monterade och felsökta där [16] .
Vid Krim-forskningsprojektet i Yenisei-I-komplexet användes en fotografisk inspelningsenhet (FRU) för att spela in den resulterande bilden, som fångade bilden av den resande strålkameran på en 35 mm film , och Yenisei-II, i förutom FRU, var utrustad med en videokontrollenhet på skiatronen , videosignalinspelningsanordningar på magnetband och utskrift på elektrokemiskt papper. Vid Kamchatka Research Institute visades bilden på skärmen av en videostyrenhet byggd på katodstrålerör med en lång efterglöd och inspelad på film av fotoinspelare [6] . Alternativet att fixa bilden med hjälp av fototelegrafiteknik övervägdes, men det avvisades i utvecklingsstadiet på grund av en möjlig förändring av parametrarna för tv-signalen och behovet av operationell synkroniseringsjustering, vilket är omöjligt för en fototelegrafanordning [2] .
Den 7 oktober 1959 nådde Luna-3-stationen månens område. Med hjälp av orienteringssystemet "Seagull", utvecklat i OKB-1 av teamet av B. V. Raushenbakh , för första gången inom rymdteknik, utfördes orienteringen av en rymdfarkost i rymden. Efter att stationen vridits av foto-tv-systemets linser följde kommandot att börja fotografera mot månen. Flygbanan och inspelningstiden beräknades på ett sådant sätt att inte bara månens bortre sida, utan också en del av dess del som var synlig från jorden, registrerades i fotografierna, så att när man analyserade bilderna var det möjligt att " binda” föremålen på månytan som observerades för första gången till de redan kända. Skjutningen utfördes enligt kommandon från mjukvaruenheten som var en del av Yenisei-komplexet i 40 minuter. Avståndet från stationen till månens mitt var i intervallet 65 200 - 68 400 km [6] . Under den fotografiska sessionen fotograferades ungefär hälften av månens yta, två tredjedelar av bilderna föll på månens bortre sida och en tredjedel på kantzonen som var synlig från jorden [10] . 29 bilder togs, varefter kameraslutaren misslyckades [18] .
Efter att markstationerna fått information via telemetrikanalen om slutet av filmframkallningen och mottagandet av bilden av miran installerad framför kameran , beslutades det att slå på bandenheten. Från ett avstånd av cirka 470 000 km fick Krimforskningsstationen i det "långsamma" läget en bild av en testram präglad på jorden på film, överförd av en rymdfarkost. På grund av det långa avståndet var signal-brusförhållandet lågt, och bildkvaliteten var motsvarande låg, men systemets grundläggande funktionsförmåga bekräftades. Under nästa kommunikationssessioner, när stationen närmade sig jorden, förbättrades kvaliteten på bilden som togs emot av forskningsstationerna Krim och Kamchatka. Mottagandet av bilden från Luna-3 genomfördes dagligen fram till den 18 oktober 1959 [komm. 2] . Den 18 oktober, när stationen befann sig på ett avstånd av cirka 50 000 km från jorden, slogs det "snabba" överföringsläget på. Enligt deltagarnas minnen var kvaliteten på de överförda bilderna högre än i det "långsamma" läget. Alla överförda bilder spelades in på film av fotoinspelare. Denna kommunikationssession visade sig vara den sista, stationen lämnade markstationernas synlighetszon, och efter att ha lämnat skuggorna vid utsatt tid var det inte möjligt att ta emot dess signaler, förmodligen på grund av fel på den inbyggda sändaren eller strömförsörjningen leverans [16] .
Kopior av de första bilderna, erhållna i det "långsamma" läget av "Yenisei-II"-komplexen från Krim Scientific Research Institute, skickades till Vetenskapsakademin och efter deras studier och lite retuschering dök de upp i pressen. Alla filmer från de fotografiska enheterna i Yenisei-I- och Yenisei-II-komplexen överfördes till Pulkovo-observatoriet för studier och blev de primära dokumenten för att sammanställa Atlas of the Far Side of the Moon och världens första karta över den bortre sidan av månen, som sammanställdes och publicerades i Sovjetunionen [19] . Fotografering med fotografiska enheter visade sig vara det enda sättet att få gråskalebilder av acceptabel kvalitet. Återgivning av inspelningar på magnetband var inte alltid framgångsrik, och i slutändan krävde det fortfarande ombilder på fotografisk eller filmfilm för vidare användning, och direkt utskrift på elektrokemiskt papper, såväl som försök att fotografera skärmarna på videoövervakningsanordningar , gav bilder av för låg kvalitet och läsbarhet [16] [20] .
Jag satt bredvid Boguslavsky vid apparaten för öppen inspelning på elektrokemiskt papper. Från mottagningsplatsen rapporterade de:
- Räckvidd - femtio tusen. Signalen är stabil. Det finns ett välkomnande!
Ett kommando gavs för att spela upp bilden. Återigen ligger ansvaret hos FTU. En grå bild visas rad för rad på papperet. En cirkel för att särskilja detaljerna är möjlig med en tillräckligt stor fantasi. Korolev stod inte ut och brast in i vårt trånga rum.
- Ja, vad har du där?
"Vi fick månen att vara rund," sa jag.VARA. Chertok [21]
Luna 3-programmet inkluderade fotografering av ungefär två tredjedelar av månens bortre sida. Många områden förblev avtäckta. Det var planerat att fortsätta programmet på följande automatiska stationer, som fick indexet "E-2F" (sedan ändrat till "E-3"). Två stationer "E-3" tillverkades, utrustade med ombordsystem "Yenisei" med förbättrade kameror. För att ta emot bilder skulle ADU-1000- antennerna i Pluton-komplexet, vars konstruktion höll på att färdigställas vid Krim NIP-16, användas. Användningen av nya antenner förbättrade energin i radiolänken avsevärt och skulle göra det möjligt att få en högre bildkvalitet. Lanseringen av E-3 station nr 1 skedde den 15 april 1960. På grund av den förtida avstängningen av motorn i det tredje steget av Vostok-L- raketen nådde inte enheten den beräknade banan och hamnade i omloppsbana med en apogee på cirka 200 000 km . I maj 1960 upphörde station "E-3" nr 1 att existera och gick in i atmosfärens täta lager. 16 april 1960 lanserades station "E-3" nr 2 . En sekund efter uppskjutningen föll "paketet" av det första steget av bärraketen isär, raketen föll nära uppskjutningen. I dessa två lanseringar gick alla färdiggjorda kit ombord av Yenisei förlorade. Vid detta stängdes E-3-projektet, dess kameror ansågs vara för komplexa och opålitliga [5] [22] . Nästa undersökning av månens bortre sida genomfördes i juli 1965 från en höjd av cirka 10 000 km av den interplanetära stationen Zond-3 , som hade en ny generations radiolänk och ett nytt foto-tv-system, vilket gjorde det möjligt för att överföra bilder av hög kvalitet. Fotografierna tagna av "Luna-3" och "Zond-3" användes av Statens astronomiska institut. P.K. Sternberg för att skapa "Atlas of the Far Side of the Moon" med en katalog som innehåller beskrivningar av cirka 4000 föremål som upptäcktes för första gången [23] .