Секция истории космонавтики
и ракетной техники
Как были получены первые фотографии обратной стороны Луны..
Наша естественная спутница - Луна - интересовала жителей (обитателей) Земли с незапамятных времен. Интерес к ней особенно возрос, когда было установлено, что земляне могут видеть всегда только одну и ту же сторону Луны.
Ученым и любопытным обывателям было интересно узнать, что же расположено на другой, невидимой с Земли стороне Луны. Один французский винодел - хозяин крупной винодельческой фирмы - пообещал подарить 1000 бутылок вина тому, кто первый заглянет на обратную сторону Луны.
И вот труженики науки и техники нашей страны в 1959 году впервые в мире получили на Земле первые фотографии обратной стороны Луны - как уже говорилось - невидимой с Земли.
Как же это происходило?
Если 4 октября 1957 г. - день запуска первого искусственного спутника Земли - можно считать датой случайной - по мере готовности - то этого нельзя сказать про запуск автоматической межпланетной станции (АМС) "Луна-3", который состоялся через два года - тоже 4 октября.
Выполнение основной задачи, для которой была предназначена эта АМС - фотографирование обратной стороны Луны - на том уровне развития космической техники возможно было только при запуске в определённый день и час - один раз в месяц (вернее, в период "лунных суток"). И запуск АМС "Луна-3" оказался удачным во всех отношениях, а именно:
1. Не было предварительных запусков, по крайней мере с ТВ аппаратурой. Правда АМС "Луна-1", запущенная 2 января 1959 г. и ставшая искусственным спутником Солнца, а также АМС "Луна-2", стартовавшая 12 сентября 1959 г. и доставившая вымпел с гербом СССР на поверхность нашего естественного спутника, были своего рода пристрелкой. Но "Луна-1" и "Луна-2", выполняли другие задачи и не имели на борту той ТВ аппаратуры, которая была на "Луне-3".2. Старт прошёл в намеченное время.
3. АМС "Луна-3" вышла на свою расчётную траекторию, а это было очень важно, так как корректировать траектории полетов мы тогда еще не умели.
4. Комплекты бортовой и наземной аппаратуры, которые обеспечивали выполнение программы полета , сработали в основном успешно.
Комплекс ТВ аппаратуры для получения на Земле фотографий обратной стороны Луны имел название "Енисей" и включал в себя:
а) бортовую фототелевизионную камеру, которая могла работать в двух режимах: "медленном" и "быстром".
б) два типа приемной аппаратуры: "Енисей-I" - для "быстрого" режима и "Енисей-II" - для "медленного".
В "медленном" режиме работы ТВ комплекса длительность строки равнялась 1,25 с, время передачи кадра - около 30 мин. Потенциальная разрешающая способность 1000 элементов в строке, при 1500 строках в кадре. Этот режим работы был необходим, когда АМС находилась на больших расстояниях от Земли. В это время работали комплекты приемной аппаратуры " Енисей-II".
В "быстром" режиме - частота строчной развертки составляла 50 Гц, время передачи полного кадра (на пленке) - 15 с. На этот режим камера переключалась при подлете АМС к Земле на достаточно близкое расстояние - 40-50 тыс. км. Соответственно работали комплекты приемной аппаратуры "Енисей-I".
ТВ сигнал передавался по радиолинии, разработанной "Фирмой М.С.Рязанского", причем эта радиолиния в то же время служила для измерения параметров движения АМС. Синхронизация развертывающих устройств приемных ТВ комплексов осуществлялась в полуавтономном режиме.
Хотя техническое задание на разработку было согласовано и утверждено только в апреле 1958 г., созданием аппаратуры ТВ комплекса "Енисей" специалисты ВНИИ телевидения занялись еще в конце 1957 г., и к лету 1959 г. было изготовлено необходимое количество комплектов бортовой и наземной (приемной) аппаратуры. Причем приемные комплексы "Енисей-I" и "Енисей-II" изготавливались как в стационарном, так и в автомобильном вариантах.
Для приёма ТВ сигнала с АМС были выделены и оснащены соответствующей аппаратурой два НИПа - наземных измерительных пункта: - один основной в Крыму (на базе Крымской обсерватории в Симеизе), другой - на Камчатке.
Приемная ТВ аппаратура (парно "Енисей-I", "Енисей-II") была распределена следующим образом:
Итак, в ночь с 3 на 4 октября 1959 г. ракетной системой "Восток" был произведен запуск АМС "Луна-3", а к 7 октября она достигла района Луны, и тогда (впервые в космической технике) была проведена ориентация АМС по опорным объектам - Солнцу и, естественно, Луне. После этого ориентация АМС поддерживалась автоматически в течение всего времени фотографирования.
Затем на борт АМС была подана соответствующая команда и в 6 ч 30 мин по московскому времени фототелевизионная камера "Енисей" (размещенная на АМС) начала съемку невидимой с Земли стороны Луны.
Время запуска АМС, траектория полета, время съемки были рассчитаны таким образом, чтобы на фотографиях была зафиксирована некоторая часть видимой с Земли поверхности нашей спутницы. Это - необходимое условие для "привязки" объектов лунной поверхности.
Фотографирование производилось с выдержками 1/200, 1/400, 1/600 и 1/800 с в течение 40 мин. входившим в состав бортовой передающей камеры фотоаппаратом с двумя объективами, которые имели фокусные расстояния F = 200 мм и F = 500 мм. Расстояние от центра Луны при этом было 65200 - 68400 км.
После окончания съемки бортовая фототелевизионная камера "Енисей" автоматически осуществила проявку экспонированной пленки, которая после этого была перемотана в специальный накопитель.
История примененной в камере "Енисей" фотопленки типа АШ шириной 35 мм достаточно забавна.
По свидетельству заместителя главного конструктора темы "Енисей" П.Ф. Брацлавца и ведущего инженера по бортовой камере Ю.П.Лагутина наша промышленность к тому времени еще не освоила производство фотопленки, удовлетворившей всем требованиям заказа "Енисей".
Но выручил "господин случай".
Во второй половине 50-х годов США - наш бывший союзник по антигитлеровской коалиции - стали использовать в разведывательных целях воздушные шары.
Возможность их применения для разведки основывалась на особенностях воздушных течений над нашей страной - постоянных перемещений воздушных масс с запада на восток.
Шары, снабженные специальной фотоаппаратурой, запускались с военных баз США в странах Западной Европы и, несомые воздушными течениями, появлялись над СССР, фотографируя территорию нашей страны по пути движения. Таких шаров запускалось много. Они создавали угрозу полетам самолетов. Сбито этих злополучных "шариков" было тоже немало.
Некоторое количество фотопленки с этих шаров-шпионов оказалось в академии им. А.Ф. Можайского, с которой сотрудничал ВНИИ телевидения. После исследования упомянутой фотопленки оказалось, что она по своим параметрам пригодна для использования в бортовой аппаратуре "Енисей". Тогда было принято в тайне от высокого начальства решение разрезать её на требуемый размер, отперфорировать и применить для фотографирования невидимой стороны Луны. Отсюда становится понятным несколько озорное обозначение типа фотопленки "АШ" - "американские шарики".
Наконец - то, принятый с борта АМС телеметрический сигнал показал, что фототелевизионная камера "Енисей" сработала. Но есть что-нибудь на пленке или нет, пока было не ясно. Принимается решение о включении аппаратуры АМС на передачу ТВ сигнала.
Началась передача сигнала изображения штриховой миры, впечатанной на фотопленку ещё на Земле. Эти два события - начало работы бортовой передающей камеры "Енисей" и передача тест-строки - ознаменовали рождение "КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ".
Сразу же после запуска АМС "Луна-3" С.П. Королев, М.В. Келдыш, Б.Е. Черток и другие заместители и помощники С.П. Королева, Главные конструкторы систем ракеты-носителя и АМС, в том числе Е.Я. Богуславский, Главный конструктор ТВ комплекса "Енисей" И.Л. Валик и другие прилетели на Крымский НИП. Включение бортовой аппаратуры АМС производилось непосредственно оттуда же в удобное по условиям приема сигнала (для Крымского НИПа) время. Работе с АМС было уделено такое внимание, что по словам участников этих работ на Крымском НИПе, на время сеансов связи с АМС в Крыму выключались все радиоизлучающие средства, вплоть до прекращения движения автотранспорта в районе Симеиза, где на горе Кошка находился НИП.
Окрыленное первыми успехами начальство приняло решение о включении лентопротяжного устройства бортовой камеры "Енисей", но поскольку штрихи миры были впечатаны параллельно движению фотопленки, то еще нельзя было сказать, работает ли лентопротяжка камеры и есть ли что-нибудь на пленке.
И только когда на экранах мониторов (видеоконтрольное устройство - ВКУ) в "шумах" появилось пятно - фото Луны, заснятой с Земли и впечатанное на бортовую фотопленку в качестве теста - у всех "заинтересованных" лиц вырвался вздох облегчения.
Отметим здесь, что принимаемый с "Луны-3" ТВ сигнал на Крымском НИПе, ОДНОВРЕМЕННО:
Но вот, во время очередного сеанса связи с АМС фиолетовая точка на экране ВКУ начала строчка за строчкой (длительность строки - 1,25 с) выписывать первое изображение лунной поверхности. В этот момент АМС находилась на расстоянии около 470 тыс. Км от Земли, что было зафиксировано в "Книге рекордов Гиннесса". И хотя этот и последующие кадры принимались из космоса в "шумах", восторгу не было границ.
По косвенному свидетельству Б.А. Покровского и О.Г. Ивановского прямо на Крымском НИПе была обработана кинопленка, полученная с ФРУ приемного комплекса "Енисей-II".
Вообще-то нам, - "представителям промышленности" и персоналу НИПов - было категорически запрещено (как при работе с АМС "Луна-3", так и в дальнейшем - вплоть до запуска "Метеора") проявлять "боевые" пленки с ФРУ приемных ТВ комплексов на НИПах. Надо думать, что такая "вольность" в обращении с "боевой" пленкой, как проявление прямо на НИПе - была допущена по указанию Главного (по существу - Генерального!) конструктора С.П. Королёва.
В то же самое время, на Камчатском НИПе после монтажа, отладки и сопряжения с другими средствами обеспечения работы с АМС "Луна-3", начиная со второго сеанса связи, также велся прием ТВ сигнала.
По мере приближения АМС к Земле контрастность принимаемых изображений увеличивалась и качество "картинки" улучшалось.
В связи с ограниченными энергоресурсами АМС "Луна-3", а также по условиям приема информации с неё, сеансы связи с АМС проводились, как правило, один раз в сутки.
Однажды, после приема одного из кадров, а это было 18 октября, по громкоговорящей связи НИПа объявили, что на АМС будет включен "быстрый" режим. (В это время АМС подлетела достаточно близко к Земле - на 40-50 тыс. км). Мы торопливо включаем и готовим к работе приемный комплекс "Енисей-I". Проходят несколько секунд... И на экранах мониторов (длительность кадра на экране монитора - 10 с) замелькали один за другим "шарики" - изображения обратной стороны Луны. Восхищение наших специалистов и многочисленных "зрителей", несмотря на все запреты, до отказа набившихся в небольшое помещение "станции", невозможно описать. "Картинки" на экранах ВКУ были хорошей контрастности и с малыми "шумами".
Но это удовольствие длилось недолго. При подлете "Луны-3" к радиогоризонту Камчатского НИПа на борт АМС была подана команда на выключение бортового радиокомплекса и АМС ушла в тень Земли.
На Камчатском НИПе, также как и на Крымском, изображение обратной стороны Луны можно было наблюдать на экранах мониторов и, кроме того, оно фиксировалось на кинопленку ФРУ приёмных комплексов "Енисей-II" (или в "быстром" режиме - "Енисей-1"). После окончания всех сеансов связи выяснялось, что у "хозяев" - "Фирмы М.С. Рязанского" - ТВ сигнал записывался, также как и на Крымском НИПе, на магнитофон, но воспроизвести записанный сигнал не удалось. Если бы мы знали об этом виде регистрации перед началом работ с "Луной-3", то предложили бы "хозяевам" произвести совместную отладку этой аппаратуры.
После получения первых 3-4 снимков лунной поверхности кинопленки, экспонированные на ФРУ комплекса "Енисей-II", были с Крымского НИПа нарочным отправлены в Москву и после некоторой ретуши 27 октября 1959 г. опубликованы в печати ("Известия" № 255 (13182)). Все плёнки с ФРУ приёмных комплексов "Енисей-I" и "Енисей-II" были переданы для изучения в три организации: Пулковскую обсерваторию, Институт им. П.К. Штернберга, а также астрономическую обсерваторию Харьковского университета АН СССР и стали первичным документом для составления Атласа обратной стороны Луны.
Когда АМС "Луна-3" ушла в тень Земли часть специалистов получила разрешение покинуть НИП, но основной состав бригад был оставлен для продолжения работ с АМС после выхода её из тени Земли. Но увы, в назначенное время "Луна-3" не подавала признаков жизни, с борта не удавалось принять ни ТВ сигнал, ни телеметрию. Самая вероятная причина тому - выход из строя передатчика или источников энергии. По данным специалистов, АМС просуществовала ещё несколько месяцев и сделала 11 витков по своей орбите.
Несколько слов о подробностях приёма ТВ сигнала.
Необходимо лишний раз обратить внимание на то, что во время сеансов связи с "Луной-3" ТВ сигнал фиксировался ОДНОВРЕМЕННО всеми упомянутыми ранее видами регистрации на Крымском НИПе - 4-мя, на Камчатском - тремя (в "медленном" режиме).
Но основным видом было всё-таки - экспонирование киноплёнки на ФРУ приёмных комплексов "Енисей", так как только в этом случае можно получить полутоновое изображение.
Перед заправкой в ФРУ киноплёнка тщательно маркировалась. По окончании каждого сеанса связи с АМС на конце экспонированной киноплёнки также наносилась соответствующая маркировка, а затем персонал НИПа изымал киноплёнку из кассет ФРУ и в установленном порядке отправлял в Москву для проявки и изучения.
Как уже говорилось, проявлять "боевые" плёнки с ТВ комплексов на НИПах запрещалось.
Магнитная запись ТВ сигналов, имеющая большие преимущества перед другими видами регистрации, в конце концов, всё равно требуют воспроизведения на мониторе или записи на кино- или фотоплёнку.
При разработке приёмных комплексов "Енисей-II" мыслилось, что одним из видов фиксации передаваемого ТВ изображения обратной стороны Луны должно было быть сохранение наилучших кадров на экранах скиатронов или даже фотографирование изображения с экранов этих ЭЛТ обычными фотоаппаратами. В этом случае оператор мог отключить автоматику управления работой монитора тумблером на лицевой панели ВКУ.
Однако практически мониторами приёмного комплекса "Енисей-II" пользовались лишь для целей фазирования и контроля качества изображения т.е. по прямому назначению.
Что же касается аппаратов открытой записи с получением изображения на электрохимической бумаге, то их преимущество перед мониторами на скиатронах небольшое и состоит в том, что "картинка" там воспроизводится в несколько увеличенном размере и аппараты открытой записи позволяют видеть изображение одновременно большему кругу наблюдателей. Качество получаемого изображения невелико.
И в заключение надо отметить следующее:
Позже, обмениваясь информацией с упоминавшимся уже ведущим инженером по бортовому "Енисею" Ю.П. Лагутиным, мы пришли к выводу о том, что несмотря на сравнительно большое количество кадров с изображением обратной стороны Луны, полученных во время сеансов связи с "Луной-3" фотопленка, заправленная в бортовую камеру, была "прокручена" не до конца. А жаль!
После описанных выше событий было произведено ещё два запуска АМС с той же целью, что и "Луна-3", но оба они были неудачными. Имевшиеся в наличии "лётные" комплекты бортовой ТВ аппаратуры были израсходованы.
Так была закончена часть темы "Е-2" отечественной "лунной" программы - фотографирование обратной стороны Луны.
Окончанием темы "Е-2" был успешный запуск космического летательного аппарата "Зонд-3", который произвел 20 июля 1965 года фотографирование части поверхности Луны, незаснятой ранее АМС "Луна-3".
Брацлавец П.Ф., Росселевич И.А., Хромов Л.И. "Космическое телевидение", 2-е изд., М., "Связь", 1973 г.;
"Первые фотографии обратной стороны Луны", М., Изд. АН СССР, 1959 г.;
Ефимов В.А. "День рождения космического телевидения", ж-л "Телеспутник", №3(5), 1996 г., с.50;
Черток Б.Е. "Ракеты и люди. Фили, Подлипки, Тюратам", М., "Машиностроение", 1996 г.;
Покровский Б.А. "Я - "Заря". Рассказ о командно-измерительном комплексе", М., "Машиностроение", 1985 г.;
Иванов А. ""Впервые". Записки ведущего конструктора", М., "Московский рабочий", 1982 г.;
Голованов Я. "Королев - факты и мифы", М., Наука, 1994 г.;
Покровский Б.А. "Лицом к лицу с Луной", ж-л "Земля и вселенная", № 6, 1999 г., с.32;
Третья советская космическая ракета", г-та "Известия", № 255 (13182), 27 октября 1959 г.;
Лисочкин И.Б. "Вот будет смеху, если эта штука сработает", г-та "С-Петербургские ведомости", № 81-82 (480-481), 10 апреля 1993 г.;
Брацлавец П.Ф., Валик И.Л., Росселевич И.А. "Открытие телевизионного космоса", ж-л "Техника средств связи", сер. "Техника телевидения", вып.1, 1986 г., с.46;
Ефимов В.А. "Из истории космического телевидения", ж-л "Петербургский журнал электроники", № 2, 1999 г., с.83;
Сборник "ХП Международный симпозиум по истории авиации и космонавтики", Тезисы докладов, М., ИИЕТ РАН, 1999 г., с.118;
Ефимов В.А. "Так начиналось космическое телевидение", ж-л "Радиоэлектроника и связь", № 1 (3), 1992 г., с.43;
"Беспримерный научный подвиг", Материалы г-ты "Правда" о трех советских космических ракетах, М., Гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1959 г.
