Из истории создания космического телевидения

«Космическое телевидение – уникальное явление цивилизации, имеющее огромное значение и для техники, обслуживающей потребности глобальной информатизации, и для самосознания человечества. История космического телевидения – неотъемлемая часть истории нашей страны и человеческой цивилизации в целом».

«Космическое телевидение – это и мощный инструмент познания, и предмет нашей законной национальной гордости, это – слава России».

А.А. Умбиталиев,
директор НИИ телевидения с 2004 г., доктор технических наук.
(История космического телевидения в воспоминаниях ветеранов.
Издание НИИ Телевидения. – СПб.: НИИТ, 2009, с. 3, 5).


«Облет автоматической межпланетной станцией Луны и Земли! Фотографирование обратной стороны Луны с борта этой космической лаборатории с расстояния в 65 тысяч километров! Передача изображений на Землю из глубин космоса! Каждое из этих достижений – беспримерный научный подвиг!» – так было отмечено событие октября 1959 г. в газете «Правда» от 27.10.1959 г.

4 октября 1959 г. впервые в мире ракетой-носителем «Восток-Л» был произведен запуск автоматической межпланетной станции «Луна-3» с фототелевизионной аппаратурой «Енисей» на борту с целью фотографирования обратной стороны Луны и передачи полученных изображений на Землю. Траектория облета Луны проходила на расстоянии 6200 км от нее.

Предлагаемая публикация документов фонда Межведомственного научно-технического совета по космическим исследованиям (МНТС по КИ) Академии наук СССР (фонд № 213) посвящена истории создания космического телевидения и его становления на первом этапе в процессе исследования и изучения Луны (1959–1966).

Межведомственный научно-технический совет по космическим исследованиям (МНТС по КИ) Академии наук СССР был создан постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 10 декабря 1959 г. как совещательный орган, представляющий свои рекомендации по научным исследованиям в космосе в Президиум АН СССР и Комиссию Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам.

Публикация представлена отложившимися в фонде документами организаций, принимавших участие в разработке первого телевизионного оборудования для космических исследований Луны в 1959–1966 гг. В ее состав вошли материалы: «Отчета по радиотехнической обработке первых фотографий обратной стороны Луны НИИ-885[2]», 1960 г.; эскизного проекта «Разработка телевизионной аппаратуры для передачи изображения с поверхности Луны». Шифр «Волга» Всесоюзного научно-исследовательского института № 380 (ВНИИТ)[3], 1966 г.; Отчета «Автоматический космический аппарат для мягкой посадки на Луну (Объект Е-6)» Опытно – конструкторского бюро № 1 (ОКБ-1)[4], 1966 г.

Задача публикации – показать, как создавалось, развивалось и совершенствовалось космическое телевидение на первом его этапе, какие задачи решались учеными в этот период в области разработки телевизионной аппаратуры для автоматических межпланетных станций, какую роль играло космическое телевидение в исследовании Луны, а также познакомить читателя с результатами работы первой телевизионной установки на борту АМС «Луна-3» и «Луны-9», впервые совершившей мягкую посадку на Луну и осуществившей ее фотографирование.

Луна – ближайшее к Земле небесное тело, являющееся единственным ее спутником. Луна – самый загадочный объект Солнечной системы.

Обращение Луны вокруг Земли и вращение вокруг собственной оси синхронизировано, поэтому мы всегда видим одну ее сторону. Движется Луна вокруг Земли неравномерно – то отдаляясь, то приближаясь к ней. Она не излучает свет, а только отражает его.

С древних времен Луна привлекала внимание человека, ей поклонялись, как божеству, считали Богиней. В античном мире ее называли Селеной[5], Дианой, ей воздвигали статуи, строили храмы, пели гимны, поэты посвящали ей свои стихи.

О полетах на Луну люди мечтали еще до начала космической эры. Когда было установлено, что Луна всегда обращена к Земле одной стороной, интерес о том, что же там, на невидимой стороне, не покидал людей.

Первые исследования Луны велись еще во II веке до нашей эры Гиппархом[6], попытавшимся описать ее движение, размеры и расстояние от Луны до Земли.

В древние времена жители Земли наблюдали смену фаз Луны, вычисляли время обращения ее вокруг Земли с такой точностью, что в наши дни ученые вооруженные сверхсовременными приборами, поправили эту величину всего лишь на 0,4 секунды. Первоначально единственным методом изучения Луны был только визуальный метод.

Изобретение Галилео Галилеем[7] первого телескопа в 1609 году позволило добиться значительных результатов в наблюдении и исследовании Луны при помощи оптических приборов. Он первым сделал подробное описание лунной поверхности и в 1610 г. положил начало телескопическим наблюдениям. Использование телескопа давало возможность различать более мелкие детали рельефа Луны. Так, были обнаружены горы и кратеры на Луне.

Итальянский астроном Джованни Баттиста Риччоли[8], изучавший Луну, в 1651 г. составил первые лунные карты, в которых присвоенные им имена лунным морям и кратерам используются и в наше время.

В конце XIX века начались фотографические наблюдения Луны. В 1896–1910 был издан Большой атлас Луны французскими астрономами М. Леви и П. Пьюзе по фотографиям, полученным на Парижской обсерватории.

В дальнейшем издание атласов продолжалось на основе фотографий, полученных на крупных телескопах разных астрономических обсерваторий.

В 1949 г. советский ученый А.В. Хабаков[9] разделил Лунные образования на несколько последовательных возрастных комплексов. Дальнейшее развитие такого подхода позволило к концу 60-ых годов составить среднемасштабные геологические карты на значительную часть поверхности Луны.

Исследования Луны с использованием космических аппаратов начались только в 1950-х гг.

Полет АМС «Луна-3» в 1959 г. явился началом развития космического телевидения и началом нового этапа исследования Луны и окололунного пространства. Этап становления космического телевидения охватывал период 1956–1966 гг.

После успешных запусков искусственных спутников Земли в январе 1958 г. М.В. Келдыш[10] направил С.П. Королеву[11] письмо с предложением решения проблем подготовки ракеты для запуска в сторону Луны с целью начала ее исследования в двух направлениях:

попадание ракеты на видимую поверхность Луны с регистрацией телеметрической аппаратурой ее движения;

облет Луны с фотографированием ее обратной стороны и передачей изображений на Землю с использованием телевизионной аппаратуры при сближении ракеты с Землей.

Б.Е. Черток[12] в своей книге «Ракеты люди» пишет, что фотографирование обратной стороны Луны являлось главной целью полета АМС «Луна-3» и было несоизмеримо более сложной задачей.

Первая съемка обратной стороны Луны стала выдающимся событием в истории космонавтики, имевшим большое научное и политическое значение. Были заложены основы нового научно-технического направления – космического телевидения, без которого в дальнейшем не обошлись многие крупные космические проекты.

Впервые в мире в космос была выведена информационная (телевизионная) машина-комплекс «Енисей». Благодаря телевидению впервые жители Земли смогли увидеть обратную сторону Луны.

Телевизионная аппаратура «Енисей», была разработана и изготовлена ВНИИ-380 (Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения) в Ленинграде с участием ряда других научных и промышленных предприятий.

В 1956 г. ВНИИ-380 получил первое задание на разработку технических средств космического телевидения в двух направлениях: пилотируемом и непилотируемом и в 1957 г. приступил к его исполнению.

Одновременно создавались два комплекса аппаратуры космического телевидения:

  • «Енисей» – предназначался для получения телевизионных снимков поверхности обратной стороны Луны;
  • «Селигер» – комплекс, который должен был обеспечить возможность наблюдения на экранах видеоконтрольных устройств (ВКУ – мониторов), а также регистрацию на кинопленке телевизионного изображения обитателей кабины космического корабля.

Сейчас трудно представить космический корабль без телевизионной аппаратуры. Фотографирование Луны стало возможно только на впервые созданном космическом аппарате, управляемом автономно и по командам с Земли. На АМС «Луна-3» располагались: радиотехническая система приема с Земли радиокоманд управления бортовой аппаратурой и передачи на Землю телеметрической, телевизионной и научной информации, система ориентации для фотографирования Луны, фототелевизионная система, комплекс научной аппаратуры, автоматическая система терморегулирования и система энергопитания.
Для выполнения поставленной перед АМС «Луна-3» задачи фотографирования невидимой с Земли обратной стороны Луны нужна была система, которая позволила бы космическому объекту сохранять строго определенное положение относительно Земли и других небесных тел. Для этого объектив фотоаппарата нужно было зафиксировать в определенном направлении. Станция же должна была продолжать свой полет по заданной ей с Земли траектории. Станция «Луна-3» – явилась первым космическим аппаратом, для которого была разработана такая система – система ориентации в космическом пространстве. До этого искусственные спутники летали вокруг Земли, по орбитам, «подчиняясь законам небесной механики и медленно вращаясь вокруг своего центра масс неопределенным образом. Первым шагом было здесь прекращение этого неопределенного вращения и замена его целенаправленным путем наведением осей космического аппарата на небесные ориентиры» (РГАНТД. Ф. 326. Оп. 2. Ед. хр. 35. Л. 8). Система создавалась, когда еще не было подобного опыта управления в космосе. Исследования проблем управления движением космических аппаратов было начато еще в 1954 г. группой разработчиков, возглавляемой Б.В. Раушенбахом[13]. Коллективом ученых была разработана теория управления ориентацией космических аппаратов, в которой в четкой форме математических выражений описаны принципы управления положением корпуса аппарата в космическом пространстве, коррекции траектории его движения и гравитационных маневров. Впервые было реализовано управление положением космического аппарата в межпланетном пространстве с помощью автономной системы ориентации «Чайка», созданной к 1958 году лабораторией Б.В. Раушенбаха. Примененная на АМС «Луна-3» система ориентации состояла из двух групп оптических датчиков (солнечных и лунного), гироскопических датчиков угловых скоростей, логического блока и системы реактивных двигателей, работавших на сжатом азоте, т. е. содержала все основные элементы систем ориентации. Управление этой системой, как и фотоаппаратурой, телевизионными и другими устройствами осуществлялось как по командной радиолинии, так и от бортовой автоматики, содержавшей программно-временные устройства. Это была первая система активной ориентации космического аппарата, которая в дальнейшем легла в основу множества систем управления межпланетными и пилотируемыми космическими кораблями. При достижении заданного района Луны АМС с помощью системы ориентации поворачивалась таким образом, чтобы объективы фотоаппарата были направлены на невидимую с Земли обратную сторону Луны. При этом система управления обязана была стабилизировать АС, вовремя включить ФТУ и по истечении 40-50 минут его выключить. Система ориентации осуществляла непрерывное наведение станции на обратную сторону Луны в течение всего времени фотографирования. На больших высотах (почти полмиллиона километров от земной поверхности) проводилось не только фотографирование обратной стороны Луны, но и в автоматическом режиме осуществлялась обработка пленки. Б.Е. Черток, являясь участником разработки этого проекта, так вспоминал об этом: «...Надо честно признаться, что мы сами мало верили в успех такого необычного предприятия. Ну, облететь Луну еще можно, но чтобы при этом сфотографировать ее обратную сторону и передать изображение при той ненадежности аппаратуры, с которой мы имели дело – это уж слишком фантастично. Задача осложнялась еще и тем, что непросто было сориентировать объект на Луну, а главное – нужно было из фотоаппарата там, в космосе, каким-то образом вытащить пленку, проявить ее и потом запустить в систему для передачи изображения на Землю. Все это казалось нереальным» (Из выступления Б.Е. Чертока в Центральном Доме авиации и космонавтики, опубликованного в газете «Квант» № 9 (20 октября) 1999 г. История космического телевидения в воспоминаниях ветеранов. – Издание НИИ Телевидения. – СПб: НИИТ, 2009, с. 6). Вслед за системой стабилизации и ориентации, разработанной в НИИ-1 отделом Б.В. Раушенбаха, наибольшие хлопоты доставляло фототелевизионное устройство «Енисей», которое все именовали «банно-прачечным трестом». (РГАНТД. Ф. 36. Оп. 3. Д. 29. Л. 10). Фототелевизионное устройство (ФТУ) «Енисей», установленное на автоматической станции, представляло собой саморегулирующую фототелевизионную аппаратуру. Это была первая космическая информационная машина, выполняющая функции телескопа, вынесенного туда, где еще нельзя было оказаться человеку. В комплект бортовой аппаратуры комплекса «Енисей», установленного на АМС «Луна – 3», входили: фототелевизионная камера, которая могла работать в двух режимах: "медленном" и "быстром", и два типа приемной аппаратуры: для "быстрого" режима (при подлете к Земле на достаточно близкое расстояние – 40-50 тыс. км) и для "медленного" (когда АМС находилась на больших расстояниях от Земли). Радиолиния, входящая в комплект телевизионной аппаратуры «Енисей», была разработана для целей проведения траекторных измерений и передачи телеметрической информации. В состав радиолинии, в свою очередь, входили передатчик, передающая антенна и приемник с приемной антенной. Аппаратура «Енисей» явилась первой космической фототелевизионной системой, работавшей в автоматическом режиме, в которой имели место все процессы, свойственные системам этого рода: съемка на фотопленку, химическая обработка (проявка с фиксацией), сушка, протяжка фотопленки, преобразование полученных на ней изображений кадров в видеосигнал с последующей подачей на радиопередатчик. Принципиальная особенность этих процессов в ФТУ «Енисей» состояла в исполнение их в условиях космической станции с учетом таких факторов, как невесомость, возможность воздействия на фотопленку космических лучей, специфические температурные режимы, ограниченные габариты и масса аппаратуры, малое потребление электроэнергии. Фототелевизионная система содержала фотоаппарат, устройство автоматической обработки фотопленки, лентопротяжный механизм, устройство электронного сканирования и передачи изображения, а также общие для всех телевизионных систем устройства синхронизации, электропитания, управления и контроля. Съемка осуществлялась с автоматическим изменением экспозиции с расстояния до поверхности Луны 60-70 тыс. км одновременно в двух масштабах, объективами с фокусными расстояниями 200 и 500 мм. Время запуска «Луны-3» было выбрано так, чтобы Солнце частично освещало видимую сторону Луны и почти всю ее обратную сторону, когда происходило фотографирование бортовыми камерами. Это было необходимо для привязки вновь открытых областей к ранее изученным. В таком положении станция, ориентированная на Луну в лучах Солнца, сфотографировала около 30% видимой и 70% никогда ранее не видимой сторон Луны. Имеющаяся информация о видимой стороне Луны была использована в дальнейшем для составления карты ее невидимой стороны. Несфотографированным остался один сегмент на обратной стороне Луны, оказавшийся вне поля зрения объективов фотокамер АМС «Луны-3». В 1965 г. АМС «Зонд-3» с фототелевизионной системой на борту для фотографирования и передачи полученных изображений на Землю эти области были охвачены. Процесс фотографирования начинался только при получении команды о точном наведении на Луну. По окончании операции фотографирования проявочное устройство в передающей камере осуществило автоматическую обработку экспонированной фотопленки приблизительно в течение такого же времени, как и фотографирование. Обработка фотопленки включала в себя однованный процесс проявки и фиксирования, промывку, а также сушку. После этого обработанная и перемотанная в специальную кассету фотопленка поступила в специальный накопитель для дальнейшей передачи изображения. В дальнейшем осуществлялось преобразование негативного изображения, полученного на пленке, в электрические сигналы с использованием электронно-лучевой трубки и фотоэлектронного умножителя. Далее информация подавалась в радиолинию. Под действием гравитационного поля Луны станция обогнула ее и вышла на траекторию возврата к Земле в северной части небосвода, что создавало благоприятные условия для работы станций слежения. В ходе полета впервые в мире на практике была реализована идея «гравитационного маневра», т.е. изменения орбиты КА за счет использования гравитационного поля Луны, что позволило обеспечить передачу данных на радиотехнические средства слежения наземных измерительных пунктов (НИП). Приемные комплексы изготавливались как в стационарном так и в автомобильном вариантах. Прием телевизионного сигнала с АМС осуществлялся соответствующей аппаратурой двух наземных измерительных пунктов (НИП): основного в Крыму (на базе Крымской обсерватории в Симеизе), куда были направлены автомобильные варианты приемных комплексов "Енисей-I" и "Енисей-II", и пункта на Камчатке, оборудованного в целях обеспечения абсолютной надежности приема информации. Передача телевизионного изображения со станции на Землю велась с расстояния более 400 тыс. км с использованием системы радиосвязи, разработанной в Москве, в НИИ приборостроения. На наземной стороне прием информации совершался несколькими устройствами приемного комплекса «Енисей»: съемкой камеры бегущего луча на кинопленку, фотографированием с экрана скиатрона[14], записью на магнитную ленту и прямой вывод изображения на термохимическую бумагу. Единственным удачным методом передачи явилась передача изображения на Землю аналоговым методом камерой бегущего луча. Автоматическая межпланетная станция «Луна-3» и телевизионный комплекс «Енисей», совместно с другими средствами Командно-измерительного комплекса, обеспечили достаточно успешное выполнение поставленной задачи и позволили впервые в мире получить на Земле фотографии обратной стороны Луны невидимой с Земли. Впервые в истории человечества это было достигнуто в результате героических усилий советских ученых, конструкторов, инженеров, техников и рабочих, создавших автоматическую межпланетную станцию. Создание АМС «Луна-3» и результаты ее полета послужили началом новых этапов в развитии астрономии и космической технологии. Кинопленки приемных телевизионных комплексов «Енисей-I» и «Енисей-II», были переданы для изучения в три независимые организации:
  • Государственный астрономический институт АН СССР им. П.К. Штернберга (ГАИШ)[15];
  • Главную астрономическую обсерваторию в Пулкове[16];
  • Астрономическую обсерваторию Харьковского государственного университета[17].
На основе данных, полученных в результате полета АМС «Луна-3», которая впервые сфотографировала обратную сторону Луны, в 1960 г. Государственным астрономическим институтом им. П.К. Штернберга совместно с Центральным научно-исследовательским институтом геодезии, аэрофотосъемки и картографии[18] была составлена первая карта обратной стороны. Также был выпущен глобус Луны в масштабе 1 : 13 600 000. По материалам фотографирования обратной стороны КА «Луна-3» и «Зонд-3» ГАИШ и Топографо-геодезической службой СССР под научным руководством Ю.Н. Липского составлена Полная карта Луны (ПКЛ) в масштабе 1 : 5 000 000 на 9 листах и глобус Луны в масштабе 1 : 10 000 000, отражающие 95% лунной поверхности и изданные в 1967 г. С результатами полета АМС «Луна-3» знакомят представленные в публикации материалы Отчета по радиотехнической обработке первых фотографий обратной стороны Луны, проводимой в НИИ-885 с ноября 1959 г. по февраль 1960 г., с целью получения более качественных фотоснимков, знакомят с процессом передачи изображений Луны на Землю (РГАНТД. Ф. 213. Оп. 1-1. Д. 26.). Основным материалом для научной обработки послужили фотографии, полученные из магнитофонных записей, когда передаваемые на Землю сигналы записывались на магнитную пленку. Представленный в публикации иллюстративный материал документа позволяет представить положительные результаты проведенной радиотехнической обработки фотографий. По инициативе Королева в декабре 1959 года Хрущев подписал постановление ЦК КПСС и Совета Министров об осуществлении мягкой посадки на Луну автоматической станции, снабженной специальной телевизионной аппаратурой и научными приборами, позволяющими понять, можно ли передвигаться по поверхности Луны. Существовала гипотеза о толстом слое пушистой пыли на Луне, в которой может утонуть любое земное сооружение. (РГАНТД. Ф. 36. Оп. 3. Д. 29. Л. 3). Полет «Луна-3» дал лишь часть научной информации о Луне, результаты новых исследований могли быть получены только приборами, совершившими мягкую посадку на поверхность Луны. Кроме этого, требовалось уточнение карт видимой части и составление карт обратной стороны Луны с большой детальностью. С целью расширения исследований Луны С.П. Королев решил создать автоматическую лунную станцию (АЛС), которая доставила бы на лунную поверхность аппарат, способный с помощью телевизионных средств обеспечить эффект присутствия на Луне человека. Поэтому через несколько лет после успешного полета автоматической станции «Луна-3» начались работы по отработке мягкой посадки космического аппарата на поверхность Луны. В процессе разработки решались вопросы создания эффективных передающих и приемных устройств, бортовых и наземных антенн со следящими устройствами, командных и телеметрических каналов связи. В связи с отсутствием сведений о свойствах лунной поверхности мягкая посадка АС на Луну (проект Е-6) являлась одной из труднейших технических проблем космонавтики и требовала тщательной и долгой отработки как на Земле при проведении испытаний, так и при полетах автоматических станций (АМС) к Луне, на которых проверялись различные системы. Наибольший интерес представляла телевизионная информация, которая должна быть получена с автоматической лунной станции, осуществляющей всесторонние исследования на поверхности Луны. В эскизном проекте ВНИИТ «Разработка телевизионной аппаратуры для передачи изображения с поверхности Луны». Шифр «Волга» за 1960 г. (РГАНТД. Ф. 213. Оп. 1-1. Д. 25), включенном в публикацию, рассматриваются задачи, стоявшие перед телевизионной аппаратурой автоматической лунной станции (АЛС) объекта Е-6, освещаются пути ее создания и приводятся предварительные данные о ее параметрах. В документе подчеркивается, что важную информацию о лунной поверхности может дать, как телевизионная аппаратура, установленная на космической ракете, направленной на Луну и опускающейся на ее поверхность без торможения, так и аппаратура, установленная на десантной автоматической лунной станции. В материалах эскизного проекта, включенных в публикацию, изложены возможности использования телевизионных методов в исследованиях поверхности Луны, проводимых автоматической лунной станцией, рассмотрены пути построения телевизионной системы автоматической лунной станции, а также основные требования, предъявляемые к телевизионной аппаратуре «Волга» объекта Е-6. Техническое задание, включенное в состав эскизного проекта на разработку телевизионной аппаратуры для передачи изображения с поверхности Луны – шифр «Волга», знакомит с задачами по созданию телевизионной аппаратуры для изучения поверхности Луны после высадки научной станции на ее поверхность. Пуски Е-6, осуществленные в 1963–1965 гг., позволили отработать систему выведения объекта Е-6 на траекторию к Луне. Новый этап в исследовании Луны с широким использованием телевизионных средств был начат 31 января 1966 г. стартом в 14 ч 41 мин 37 с четырехступенчатой PH «Молния-М» с ЛКА «Луна-9». Автоматическая станция “Луна-9” была создана по проекту Е-6, разработанному ОКБ-1 под руководством С.П. Королева. Доработка и изготовление осуществлялось в дальнейшем Машиностроительным заводом имени С.А. Лавочкина[19]. Прилунение АМС «Луна-9» состоялось 3 февраля в 21 ч 45 мин 30 сек в западном районе Океана Бурь в районе кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 78° с.ш. и 64° 32' з.д. На Луну были доставлены вымпелы с надписью «Союз Советских Социалистических Республик. Январь 1966» и Государственным гербом Советского Союза. С космическим аппаратом было проведено 7 сеансов радиосвязи общей продолжительностью свыше 8 ч для передачи научной информации. Телевизионные изображения поверхности Луны передавались при различных условиях освещенности. В материалах отчета ОКБ-1 «Автоматический космический аппарат для мягкой посадки на Луну (Объект Е-6)» за 1960 г. (РГАНТД. Ф. 213. Оп. 1-1. Д. 86), включенных в публикацию, освещены задачи объекта Е-6, рассмотрены возможности построения телевизионной системы автоматической лунной станции и сформулированы основные требования к ней. Кроме этого, в публикации дан материал о компоновке и конструкции объекта: рассмотрены вопросы посадочных устройств с применение баллонов – амортизаторов, обеспечивших мягкую посадку станции на Луне.
АМС «Луна-9» состояла из спускаемого аппарата массой около 100 кг, предназначенного для работы на поверхности Луны, отсеков с аппаратурой систем управления, астроориентации, радиосистем и двигательной установки для коррекции и торможения перед посадкой. Общая масса АМС после отделения от разгонной ступени ракеты-носителя составила 1583 кг. В аппарате Е-6 предусматривалась система радиоконтроля траектории, система астронавигации, бортовая аппаратура управления, которые в нужное время по команде с Земли могли включать КТДУ – корректирующую тормозную двигательную установку для исправления траектории. Система посадки была разработана таким образом, что при любом грунте (будь то твердая скальная поверхность или рыхлый дисперсный грунт) обеспечивалось надежное прилунение станции. В состав спускаемого аппарата входил герметичный приборный отсек, в котором были размещены телевизионная аппаратура, аппаратура радиосвязи, программно-временное устройство, научная аппаратура, системы энергопитания и терморегулирования. Приборный отсек был оснащен амортизаторами (надувные баллоны), антеннами и другим оборудованием. На станции были установлены амортизаторы – резиновые баллоны, которые надувались перед посадкой станции и смягчали удар в момент соприкосновения ее с поверхностью Луны. Особенностью станции являлся предусмотренный конструкцией наклон на некоторый угол. Основание станции и механизм ее лепестков были сделаны так, что при их открытии ось станции, а с ней и ось телевизионной камеры на достаточно ровной горизонтальной поверхности были наклонены примерно на 16° к местной вертикали. Это обеспечивало попадание в поле зрения камеры одного из близлежащих участков лунной поверхности и создавало благоприятные условия для передачи высококачественного, хорошо дешифрируемого изображения микрорельефа с минимального расстояния от камеры.
В 22 час 00 мин 15 c начался первый в истории космонавтики сеанс фототелепередачи с другого небесного тела – поверхности Луны. Оптико-механическая телевизионная камера (телефотометр) Я-198, разработанная в 1963 г. НИИАП (НИИ-885) под руководством конструктора A.C. Селиванова, передавала уникальные панорамные изображения лунной поверхности. Это были первые в истории мировой космонавтики сеансы радиосвязи с аппаратом, работающим на поверхности Луны. Лунная панорама как объект телевизионной передачи отличалась рядом особенностей, которые необходимо было учитывать при разработке камеры:
  • характерной чертой лунного ландшафта является его неподвижность;
  • условия освещенности на Луне были хорошо известны, так как при отсутствии атмосферы падающий поток солнечного света достигает лунной поверхности без поглощения.
На АМС «Луна-9» было установлено телевизионное устройство Я-198, разработки НИИ-885, которое давало большую четкость изображения и имело меньший вес, меньшие габариты и потребление чем камера «Волга». Телевизионная камера «Луны-9» представляла собой оптико-механическое сканирующее устройство, близкое по своей конструкции к приборам механического телевидения или фототелеграфии. Используемая оптико-механическая система наиболее соответствовала требованиям к весу, габаритам, потреблению энергии и надежности работы, которые были предъявлены к приборам АЛС. Выбор оптико-механической системы для передачи изображения с поверхности Луны был произведен после тщательного анализа и сравнительных испытаний различных систем передачи изображения. Передача изображения в этой камере производится с помощью устройства, состоящего из зеркала, кулачка и объектива. При этом зеркало совершает два движения: качание по вертикали (строчная развертка) и медленное вращение в горизонтальной плоскости – кадровая панорамная развертка. В связи с тем, что условия работы камеры на поверхности Луны трудно определить заранее с достаточной полнотой, а также учитывая ограниченные энергетические возможности АЛС, необходимо было обеспечить гибкое оперативное управление камерой. С этой целью была предусмотрена работа камеры в различных режимах, задаваемых по командам с Земли, что позволяло управлять прибором, просматривая наиболее интересные места изображения при минимальной потере времени. Радиосигналы станции «Луна-9» принимались специальным центром космической связи, где из них выделялся сигнал изображения, который записывался на фотопленке и магнитной ленте. Запись на фотопленке в виде изображения панорамы производилась на фототелеграфных аппаратах барабанного типа. Специальные устройства обеспечивали синхронную и синфазную работу наземной регистрирующей аппаратуры и телевизионной камеры АЛС «Луны-9». Огромная освещенность (до 150 тыс. лк) при малоконтрастных изображениях лунной поверхности потребовала введения специальной автоматической регулировки чувствительности (АРЧ). Для получения пространственной панорамической засечки на АЛС "Луна-9" были установлены три двугранных зеркала. Ограниченные участки местности просматривались телекамерой дважды – непосредственно и после отражения в зеркалах. После мягкой посадки станция «Луна-9» работала в течение 75 часов и дала семь сеансов связи. «Луна-9» передала на Землю телевизионную панораму лунного ландшафта на месте посадки, произвела измерения интенсивности радиации, обусловленной воздействием космических лучей и излучением лунного грунта. На изображениях, сделанных с высоты около 1 м, были видны мелкие детали рельефа размером до 1 мм. Панорамы лунной поверхности, полученные при различных высотах Солнца над горизонтом, позволили оценить внешнее строение грунта, определить размеры и форму впадин и камней, их распределение. Согласно намеченной программе при помощи двугранных зеркал впервые были сняты и приняты стереоскопические изображения достаточно мелких образований лунного ландшафта. По изображениям было видно, что выбранный вертикальный угол обзора близок к оптимальному. Он дает необходимое представление об общей структуре ландшафта и обеспечивает получение высококачественного, хорошо дешифрируемого изображения, на котором опознаются детали микрорельефа, измеряемые миллиметрами. В результате успешного полета АМС была подтверждена «метеорно-шлаковая» теория строения наружного покрова Луны, выдвинутая В.В. Шароновым[20] и Н.Н. Сытинской[21]. По результатам полета «Луны-9» зарегистрированы приоритетные научно-технические достижения станции:
  • мягкая посадка автоматической станции на поверхность Луны;
  • передача первой в мире круговой фотопанорамы лунной поверхности в районе посадки станции;
  • проведение научных исследований и измерений с помощью автоматического космического аппарата непосредственно на поверхности Луны.
Одним из основных результатов полета АМС «Луна-9» является первая в мире мягкая посадка космического аппарата на поверхность Луны и передача на Землю первых телепанорам лунной поверхности. В период работы станции было определено расположение внешнего радиационного пояса вокруг Земли, а также установлено, что Луна не имеет заметного магнитного поля и лунных радиационных поясов.

Авторами отчета в успешном осуществлении проекта отмечена большая заслуга Главного конструктора Сергея Павловича Королева, который вложил много труда в создание станции на всех этапах: от начальных идей до летных испытаний и осуществления посадки на Луну.

В целом документы, включенные в публикацию, дают представление об основных этапах становления космического телевидения. Это были только первые шаги в этом направлении. В дальнейшем космическое телевидение получило широкое развитие.

Ознакомление с первыми фотографиями обратной стороны Луны, полученными средствами комического телевидения, позволили ученым сделать важные выводы об особенностях ее поверхности. Научные разработки, осуществленные по полученным результатам, свидетельствовали о достижениях советской науки, которая внесла неоценимый вклад в мировую науку.

В Музее телевидения ФГУП «НИИТ» в Санкт-Петербурге, организованном в 1977 г. как музей истории Всесоюзного научно-исследовательского института телевидения, хранятся материалы, связанные с рождением и развитием космического, подводного, медицинского, промышленного телевидения. В фондах музея в хронологической последовательности отражены этапы развития различных направлений телевизионной техники в нашей стране. В постоянно действующей экспозиции представлены уникальные образцы телевизионной техники, создание которых имело огромное значение. Среди них бортовая космическая телевизионная аппаратура «Енисей» – точный двойник той, с помощью которой в 1959 г. впервые в мировой практике было получено изображение обратной стороны Луны; телевизионные камеры, которые сопровождали в полете Юрия Гагарина, Германа Титова; телевизионная аппаратура для обеспечения полетов современных космических кораблей и станций, в том числе советского «челнока» – космического корабля «Буран» и др.

При подготовке публикации использованы документы личного фонда Я.К. Голованова – научного обозревателя, специального корреспондента, члена редколлегии газеты «Комсомольская правда», популяризатора космонавтики, члена Союза писателей и Союза журналистов (фонд № 211); личного фонда Б.Е. Чертока – ученого в области систем управления РКТ, соратника С.П. Королева (с 1945), академика РАН (фонд № 36), личного фонда Б.Н. Кантемирова – специалиста в области проектирования и испытаний ракетно-космической техники (фонд № 326), а также ресурсы: информация из публикуемых документов; энциклопедические издания и словари; интернет-ресурсы.
Поделиться: