"Yenisei" : un sistema de televisión fotográfica , con la ayuda de la cual se obtuvieron por primera vez imágenes del lado oculto de la luna . Creado en el All-Union Research Institute of Television (NII-380) por iniciativa de S. P. Korolev . El sistema Yenisei se instaló a bordo del Luna-3 AMS , que dio la vuelta a la Luna en octubre de 1959. El rodaje se realizó en película , que se desarrolló a bordo de la estación. La transmisión de los cuadros capturados se realizó mediante un sistema de televisión de cuadro bajo cuando la estación regresó a la Tierra, la imagen fue recibida por equipos especialmente creados e instalados en los puntos de medición .que controlaba el vuelo de la estación.
Desde 1956, incluso antes del lanzamiento del primer satélite , en el All-Union Research Institute of Television (NII-380) , por iniciativa de S.P. Korolev , se inició la investigación y el desarrollo sobre la creación de equipos de televisión para futuros vuelos espaciales. En el otoño de 1957, después del lanzamiento del segundo satélite , S. P. Korolev y el primer vicepresidente del Consejo Económico de Leningrado S. A. Afanasyev (más tarde Ministro de Ingeniería General de la URSS ) visitaron NII-380. NII-380 se dio a la tarea de crear un equipo de televisión que se suponía iba a transmitir una imagen del lado invisible de la luna. El trabajo se llevaría a cabo en cooperación con institutos y fábricas que trabajan en temas de ingeniería óptica, fotográfica y de radio, la organización principal sobre el tema, que recibió el código Yenisei, fue nombrada NII-380. Al mismo tiempo, se estaba trabajando en el Instituto sobre el tema Seliger , cuyo objetivo era transmitir una imagen en movimiento de un animal de experimentación, cuyo lanzamiento estaba previsto en un prototipo de nave espacial tripulada [1] . I. L. Valik fue nombrado jefe de ambos temas , y P. F. Bratslavets , quien más tarde se convirtió en el diseñador jefe de Seliger , fue nombrado su adjunto . Yu. P. Lagutin [2] se convirtió en el ingeniero principal del tema Yenisei .
En enero de 1958, M. V. Keldysh envió una carta a S. P. Korolev con propuestas para comenzar a explorar la luna . El primer paso fue hacer que el cohete golpeara la superficie visible de la Luna con el registro de su movimiento por un equipo telemétrico . Las estaciones creadas bajo este programa recibieron la designación "E-1" en OKB-1 . La primera nave espacial en llegar a la Luna fue la estación E-1A, conocida como Luna-2 [3 ] . Como siguiente paso, se propuso volar alrededor de la Luna fotografiando su reverso y transmitiendo las imágenes obtenidas a la Tierra utilizando equipos de televisión al acercarse a la Tierra [4] . El programa para volar alrededor de la luna con fotografiar su reverso se llamó "E-2" y se llevó a cabo durante el vuelo de la estación " Luna-3 ". El esquema elegido para volar alrededor de la Luna incluía una asistencia gravitatoria , que cambiaba la trayectoria de la estación para que al regresar a la Tierra, estuviera sobre el Hemisferio Norte, donde se ubicaban los puestos de observación soviéticos . Tal esquema de vuelo hizo posible el lanzamiento de la estación solo en fechas estrictamente definidas, lo que determinó el momento de su creación [5] . El lanzamiento estaba previsto para el 4 de octubre de 1959. Para el verano de 1959, se fabricó la cantidad requerida de juegos de equipos de a bordo y de tierra "Yenisei" [6] .
Se suponía que el sistema Yenisei dispararía la cara oculta de la Luna desde una altura de unos 65.000 km durante su vuelo en una órbita elíptica con un apogeo de 460.000 km y transmitiría la imagen resultante a las estaciones terrestres durante su aproximación a la Tierra. Era imposible transmitir la imagen recibida en tiempo real, ya que la Luna impedía el paso de la señal de radio. Además, las características energéticas del enlace de radio no aseguraban la transmisión de una imagen de televisión desde distancias lunares. La única forma de "recordar" la imagen para su transmisión posterior durante una sesión de comunicación era fijarla en una película con revelado a bordo de la estación y luego transmitir las imágenes en un canal de televisión durante la aproximación a la Tierra. Así, en la cooperación encabezada por NII-380, se creó un sistema que incluía una cámara fotográfica , medios para el procesamiento automático de películas , medios para transmitir imágenes a través de un canal de radio y medios terrestres para recibir y grabar las imágenes transmitidas [1] .
La característica principal de las instalaciones a bordo creadas era que se requería garantizar el funcionamiento de todos los sistemas en condiciones de vuelo espacial, teniendo en cuenta la ingravidez , la exposición a los rayos cósmicos en películas fotográficas , las condiciones cambiantes de temperatura, así como las severas restricciones en las dimensiones, el peso y el consumo de energía de los equipos de a bordo. Todo el equipo incluido en el complejo de a bordo del sistema Yenisei tenía que trabajar en concierto, disparando con medición de exposición automática durante 40-50 minutos desde el momento en que la estación estaba en una sección determinada de la trayectoria y las cámaras estarían orientadas hacia el Luna. Una vez que se detuvo la filmación, la película se procesaría automáticamente y se rebobinaría en un casete, y después de recibir el comando para transmitir la imagen, la película revelada se colocaría frente a la cámara de televisión a bordo a una velocidad determinada. Por primera vez en la tecnología de la televisión, todo el equipo a bordo del complejo Yenisei, a excepción del propio tubo de rayos catódicos , se fabricó íntegramente en dispositivos semiconductores , utilizando cableado impreso . La masa de todo el conjunto de equipos de televisión a bordo "Yenisei" era de 24 kg [2] .
La cámara fotográfica AFA-E1 para el sistema Yenisei fue diseñada y construida en la Planta Mecánica de Krasnogorsk . La cámara contenía 40 fotogramas de película perforada de 35 mm y tenía dos lentes: uno con una distancia focal de 200 mm y una relación de apertura f/5,6, el segundo con una distancia focal de 500 mm y una relación de apertura f/9,5 [7] . El rodaje se llevó a cabo para dos marcos con dos lentes al mismo tiempo. Una lente con una distancia focal de 200 mm debería dar una imagen del disco de la Luna en todo el encuadre, con una distancia focal de 500 mm, partes del disco con mejor resolución. Un problema aparte que los creadores tuvieron que resolver fue la protección de la película de los efectos de la radiación cósmica [8] [9] .
La tecnología de procesamiento de películas a bordo de la estación espacial y el equipo de revelado y fijación se crearon en el Research Film and Photo Institute . Se consideraron dos variantes del proceso: la clásica "dos soluciones" con revelado y fijación separados , que brinda la mejor calidad de imagen, y la "solución única", más rápida y económica, en la que ambos procesos ocurren simultáneamente [10] . Ante la insistencia de los especialistas de NII-380, se eligió la opción de "solución única". La parte fotográfica fue diseñada para el uso de película "tipo 17" en una base lavsan , producida por la empresa Shostka " Svema ". Según las memorias de P. F. Bratslavts, en su lugar, sin coordinación con la dirección, se utilizó una película para fotografía aérea, que era más sensible y resistente a la radiación, tomada de un globo de reconocimiento de la OTAN derribado sobre el territorio de la URSS . aunque cualquier uso de componentes extranjeros en la tecnología espacial nacional estaba estrictamente prohibido [11] . La creación del complejo de procesamiento requirió una gran cantidad de actividades de diseño e investigación científica. Las principales dificultades en su creación surgieron debido a la necesidad de garantizar el funcionamiento en condiciones de ingravidez y aumento de vibraciones, restricciones en el volumen de la solución (no más de 1 litro), fluctuaciones de temperatura calculadas hasta 15 grados (en la práctica, cambios de temperatura resultó ser mucho mayor, mientras que el proceso estándar requería una estabilidad no peor que +/- 0,5 grados), la imposibilidad de secar la película después del procesamiento. Sobre la película, se aplicaron previamente marcas de prueba, diseñadas para controlar la calidad de la imagen resultante. Algunas de las señales aparecieron en la Tierra, la otra parte, a bordo de la estación [12] .
Para escanear la imagen capturada se utilizó una cámara travelling beam [13] cuya resolución era de aproximadamente 1000 líneas [8] [14] [comm. 1] . NII-380 también estaba desarrollando el sistema Yenisei-3, que usa un vidicon para disparar y graba la imagen en una cinta magnética, pero su creación no se completó cuando se lanzó la estación. Más tarde, este desarrollo sirvió de base para la creación de sistemas de televisión de satélites " Meteorito " [15] .
Se suponía que el equipo de televisión proporcionaría transmisión de señal a través del enlace de radio de banda estrecha de la estación espacial, desarrollado en NII-885 y también utilizado para transmitir información telemétrica y mediciones de trayectoria. Esto dictó la necesidad de reducir el ancho de banda de la señal de video transmitida a 400 Hz . El funcionamiento en una banda tan estrecha también permitió obtener la relación señal/ruido más alta posible en la señal recibida por las instalaciones de radio terrestres [16] . Las soluciones estándar utilizadas en la transmisión de televisión no eran adecuadas para la transmisión de banda estrecha, mientras que era imposible instalar equipos para transmitir un canal de televisión separado a bordo debido a las severas restricciones de peso y energía. P. F. Bratslavets sugirió utilizar la técnica de " televisión de cuadro pequeño ", cuyos principios fueron propuestos por S. I. Kataev en 1934 para transmitir imágenes a través de canales de comunicación de onda corta . Dicho sistema tiene una tasa de transmisión muy baja, pero puede operar en una banda de frecuencia estrecha y tiene una alta inmunidad al ruido. Se eligieron dos modos de funcionamiento para el sistema Yenisei [17] :
- "rápida", con la transmisión de una trama cada 10 segundos en un momento en que la estación estará a una distancia cercana a la Tierra ( 40 000 - 50 000 km) y el nivel de la señal recibida por las estaciones terrenas será bastante alto, - "lenta", con la transmisión de una trama cada 30 minutos, para condiciones de señal débil de la estación y alto nivel de interferencia.Si la humanidad durante miles de años no pudo mirar el otro lado de la luna, entonces puede esperar media hora.PF Bratslavets [11]
Los complejos terrestres para recibir imágenes de la estación Luna-3 se crearon en dos versiones. El complejo Yenisei-I estaba destinado a la recepción en el modo "rápido", y el "Yenisei-II" en el modo "lento", pero también permitía recibir el modo "rápido" [15] . Para garantizar la confiabilidad , todos los sistemas terrestres incluían dos conjuntos de equipos idénticos que operaban simultáneamente ("medios conjuntos"). Los complejos fueron construidos tanto en versión estacionaria como en versión automotriz, ubicados en KUNGs . El punto principal de recepción fue determinado por Crimea NIP-16 , la duplicación - Kamchatka NIP-6 . Los complejos estacionarios ensamblados y depurados se entregaron a NII-885 y posteriormente a OKB-1 para interactuar con el enlace de radio de comando y la nave espacial. Los complejos automotrices por sus propios medios fueron al NIP de Crimea, y los complejos estacionarios fueron entregados a Kamchatka desmontados por avión e instalados, ensamblados y depurados allí [16] .
En el proyecto de investigación de Crimea en el complejo Yenisei-I, se utilizó un dispositivo de grabación fotográfica (FRU) para registrar la imagen resultante, que capturó la imagen de la cámara de haz móvil en una película de 35 mm , y el Yenisei-II, en Además de la FRU, se equipó con un dispositivo de control de video en el skiatron , medios de grabación de señales de video en cinta magnética e impresión en papel electroquímico. En el Instituto de Investigación de Kamchatka, la imagen se mostró en la pantalla de un dispositivo de control de video construido sobre tubos de rayos catódicos con un largo resplandor y se grabó en una película con fotograbadores [6] . Se consideró la opción de fijar la imagen mediante tecnología de fototelegrafía , pero se rechazó en la etapa de desarrollo debido a un posible cambio en los parámetros de la señal de televisión y la necesidad de un ajuste de sincronización operativa, lo cual es imposible para un dispositivo de fototelegrafía [2] .
El 7 de octubre de 1959, la estación Luna-3 llegó a la zona de la Luna. Con la ayuda del sistema de orientación "Seagull", desarrollado en OKB-1 por el equipo de B. V. Raushenbakh , por primera vez en tecnología espacial, se llevó a cabo la orientación de una nave espacial en el espacio. Después de que la estación fuera girada por las lentes del sistema de foto-televisión, la orden de comenzar a fotografiar siguió hacia la Luna. La trayectoria de vuelo y el tiempo de disparo se calcularon de tal manera que no solo se registró en las fotografías la cara oculta de la Luna, sino también parte de su parte visible desde la Tierra, de modo que al analizar las imágenes se pudo “ atan” los objetos de la superficie lunar observados por primera vez a los ya famosos. El tiroteo se llevó a cabo de acuerdo con los comandos del dispositivo de software que formaba parte del complejo Yenisei durante 40 minutos. La distancia desde la estación hasta el centro de la Luna estaba en el rango de 65.200 - 68.400 km [6] . Durante la sesión fotográfica, se fotografió aproximadamente la mitad de la superficie de la Luna, dos tercios de los fotogramas cayeron en la cara oculta de la Luna y un tercio en la zona de borde visible desde la Tierra [10] . Se dispararon 29 cuadros, después de lo cual el obturador de la cámara falló [18] .
Después de que las estaciones terrestres recibieran información a través del canal de telemetría sobre el final del revelado de la película y la recepción de la imagen de la mira instalada frente a la cámara , se decidió encender la unidad de cinta. Desde una distancia de unos 470.000 km, la Estación de Investigación de Crimea en el modo "lento" recibió una imagen de un marco de prueba impreso en la Tierra en una película, transmitida por una nave espacial. Debido a la larga distancia, la relación señal-ruido era baja y la calidad de la imagen era correspondientemente baja, pero se confirmó la operatividad fundamental del sistema. En las próximas sesiones de comunicación, a medida que la estación se acercaba a la Tierra, mejoró la calidad de la imagen recibida por las estaciones de investigación de Crimea y Kamchatka. La recepción de la imagen de Luna-3 se realizó diariamente hasta el 18 de octubre de 1959 [comm. 2] . El 18 de octubre, cuando la estación se encontraba a una distancia de unos 50.000 km de la Tierra, se encendió el modo de transmisión "rápido". Según los recuerdos de los participantes, la calidad de las imágenes transmitidas fue mayor que en el modo "lento". Todas las imágenes transmitidas fueron grabadas en película por fotograbadores. Esta sesión de comunicación resultó ser la última, la estación salió de la zona de visibilidad de las estaciones terrestres, y luego de salir de las sombras a la hora señalada, no fue posible recibir sus señales, probablemente por falla del transmisor de a bordo o de energía. suministro [16] .
Copias de las primeras imágenes, obtenidas en modo "lento" por los complejos "Yenisei-II" del Instituto de Investigación Científica de Crimea, fueron enviadas a la Academia de Ciencias y, después de su estudio y algunos retoques, aparecieron en la prensa. Todas las películas de los dispositivos fotográficos de los complejos Yenisei-I y Yenisei-II se transfirieron al Observatorio de Pulkovo para su estudio y se convirtieron en los documentos principales para compilar el Atlas de la cara oculta de la Luna y el primer mapa del mundo de la cara oculta de the Moon, que fue compilado y publicado en la URSS [19] . Disparar con dispositivos fotográficos resultó ser la única forma de obtener imágenes en escala de grises de calidad aceptable. La reproducción de grabaciones en cinta magnética no siempre tuvo éxito y, al final, todavía requirió volver a tomar imágenes en película fotográfica o cinematográfica para su uso posterior, e imprimir directamente en papel electroquímico, así como intentar fotografiar las pantallas de los dispositivos de monitoreo de video. , daba imágenes de muy baja calidad y legibilidad [16] [20] .
Me senté al lado de Boguslavsky en el aparato de registro abierto en papel electroquímico. Desde el punto de recepción informaron:
- Rango - cincuenta mil. La señal es estable. ¡Hay una bienvenida!
Se dio un comando para reproducir la imagen. Una vez más, la responsabilidad recae en la FTU. Aparece una imagen gris línea por línea en el papel. Un círculo en el que distinguir los detalles es posible con una imaginación suficientemente grande. Korolev no pudo soportarlo e irrumpió en nuestra pequeña habitación.
- Bueno, ¿qué tienes ahí?
“Conseguimos que la luna sea redonda”, dije.SER. chertok [21]
El programa Luna 3 incluyó fotografiar aproximadamente dos tercios del lado oculto de la Luna. Muchas áreas permanecieron descubiertas. Se planeó continuar el programa en las siguientes estaciones automáticas, que recibieron el índice "E-2F" (posteriormente cambiado a "E-3"). Se fabricaron dos estaciones "E-3", equipadas con sistemas de a bordo "Yenisei" con cámaras mejoradas. Para recibir imágenes, se utilizarían las antenas ADU-1000 del complejo Pluton, cuya construcción se estaba completando en Crimean NIP-16. El uso de nuevas antenas mejoró significativamente la energía del enlace de radio y permitiría obtener una mayor calidad de imagen. El lanzamiento de la estación E-3 N° 1 se realizó el 15 de abril de 1960. Debido a la parada prematura del motor de la tercera etapa del cohete Vostok-L , el aparato no alcanzó la trayectoria calculada y terminó en órbita con un apogeo de unos 200.000 km . En mayo de 1960, la estación "E-3" No. 1 dejó de existir, ingresando a las densas capas de la atmósfera. El 16 de abril de 1960 se inauguró la estación “E-3” N° 2 . Un segundo después del lanzamiento, el "paquete" de la primera etapa del vehículo de lanzamiento se desmoronó, el cohete cayó cerca del lanzamiento. En estos dos lanzamientos se perdieron todos los equipos de a bordo confeccionados del Yenisei. En esto, el proyecto E-3 se cerró, sus cámaras se consideraron demasiado complejas y poco fiables [5] [22] . El siguiente sondeo de la cara oculta de la Luna fue realizado en julio de 1965 desde una altitud de unos 10.000 km por la estación interplanetaria Zond-3 , que contaba con un enlace de radio de nueva generación y un nuevo sistema de fototelevisión, que hacía posible para transmitir imágenes de alta calidad. Las fotografías tomadas por "Luna-3" y "Zond-3" fueron utilizadas por el Instituto Estatal de Astronomía. P.K. Sternberg para crear el "Atlas del lado lejano de la Luna" con un catálogo que contiene descripciones de unos 4000 objetos descubiertos por primera vez [23] .