Наши космические пути - Коллектив авторов. Страница 84

Съемка производилась с автоматическим изменением экспозиции для получения негативов с наивыгоднейшими плотностями и длилась около 40 минут, в течение которых обратная сторона Луны была многократно сфотографирована.

Фотографирование началось по командному сигналу, после того как объективы были наведены на Луну. Весь дальнейший процесс съемки и обработки пленки производился автоматически по заданной программе. Фотографирование производилось на специальную 35-миллиметровую фотопленку, выдерживающую обработку при высокой температуре.

Для предотвращения вуалирования пленки под действием космического излучения была предусмотрена специальная защита, выбранная на основании исследований, проведенных с помощью советских искусственных спутников и космических ракет.

После окончания съемки пленка поступила в малогабаритное устройство автоматической обработки, где производилось ее проявление и фиксирование.

Для обработки использовался специальный процесс, обеспечивающий малую зависимость параметров негатива от температуры. Были приняты необходимые меры для предотвращения нарушения процесса обработки в условиях невесомости. После обработки пленки производилась ее сушка и поглощение влаги, что обеспечило длительную сохранность пленки. После окончания обработки пленка поступила в специальную кассету и была подготовлена для передачи изображения.

На пленку заранее были экспонированы испытательные знаки, часть из которых была проявлена еще на Земле, а другая часть проявлена на борту станции в процессе обработки заснятых кадров с изображением обратной стороны Луны. Эти знаки были переданы на Землю и дали возможность проконтролировать процессы съемки, обработки и передачи изображений.

Для преобразования изображения, имеющегося на негативной пленке, в электрические сигналы использовались просвечивающие малогабаритная электронно-лучевая трубка высокой разрешающей способности и высокостабильный фотоэлектронный умножитель.

Передача изображений на Землю осуществлялась аналогично тому, как это делается при передаче кинофильма телевизионными центрами.

Для отклонения луча электронно-лучевой трубки были применены экономичные низкочастотные развертывающие устройства. Усиление и формирование сигналов изображения осуществлялось специально разработанным узкополосным стабилизированным усилителем с устройством автоматической компенсации влияния изменения средней плотности негатива на выходной сигнал.

Все схемы были выполнены в основном на полупроводниках.

Была предусмотрена передача изображения в двух режимах: медленная передача на больших расстояниях и быстрая на ближних расстояниях при подлете к Земле.

Телевизионная система позволяла в зависимости от условий передачи изменять число строк, на которые разлагалось изображение. Максимальное число строк доходило до 1000 на один кадр.

Для синхронизации передающих и приемных развертывающих устройств использовался метод, обеспечивающий высокую помехоустойчивость и надежность работы аппаратуры.

Изображение Луны передавалось с автоматической межпланетной станции по линии радиосвязи, которая в то же время служила для измерения параметров движения самой станции, а именно: расстояния, скорости и угловых координат, а также для передачи результатов научных экспериментов с помощью телеметрической аппаратуры. Включение и выключение различных приборов на борту станции и изменение режимов их работы производилось путем передачи с Земли на борт специальных команд по той же радиолинии.

Передача изображений Луны и все другие функции в линии радиосвязи со станцией осуществлялись с помощью непрерывного излучения радиоволн (в отличие от импульсного излучения, применявшегося ранее в некоторых случаях). Такое совмещение функций в единой линии радиосвязи при непрерывном излучении произведено впервые и дало возможность обеспечить надежную радиосвязь вплоть до максимальных расстояний при минимальных затратах энергии на борту.

Линия радиосвязи со станцией состояла из двух частей: линии «Земля — Станция» и линия «Станция — Земля» — и включала в себя командные устройства, мощт ные радиопередатчики, высокочувствительные приемные и регистрирующие устройства, антенные системы, расположенные на наземных пунктах радиосвязи, а также передающие, приемные и антенные устройства, установленные на межпланетной станции. Помимо этого, на борту станции были размещены командные и программные радиотехнические устройства.

Вся аппаратура линии радиосвязи как на борту, так и на наземных пунктах была задублирована для повышения надежности связи. В случае выхода из строя одного из радиотехнических приборов на борту или исчерпания ресурсов его работы он может быть заменен резервным прибором путем подачи соответствующей команды с наземного пункта управления.

Передача изображений Луны производилась по командам с Земли. Этими командами включалось питание бортовой телевизионной аппаратуры, протяжка фотопленки и производилось подключение телевизионной аппаратуры к бортовым передатчикам. В результате на Землю передавался закон изменения яркости вдоль строк, на которые разлагается изображение.

Общий объем научной информации, передававшийся по линии радиосвязи, включая кадры изображения Луны, намного превосходил тот объем информации, который передавался с первой и второй советских космических ракет.

Для надежной передачи этой информации при наличии значительного уровня шумов космического радиоизлучения был применен особо эффективный метод радиосвязи, обеспечивающий минимальное потребление энергии от бортовых источников питания.

По соображениям экономии электрической энергии мощность бортовых радиопередатчиков была установлена в несколько ватт. В бортовой приемной и передающей радиоаппаратуре были применены полупроводники и другие современные детали и материалы. Особое внимание было обращено на достижение минимального объема и веса приборов.

О трудностях, с которыми сопряжено обеспечение надежной радиосвязи с межпланетной автоматической станцией, можно получить представление, если подсчитать, какая часть мощности, излучаемой бортовым радиопередатчиком, попадает в наземное приемное устройство.

Для того чтобы связь со станцией не прекращалась при ее вращении, антенны станции излучают радиосигналы равномерно во всех направлениях так, что мощность излучения, приходящаяся на единицу поверхности, будет одинакова для всех точек воображаемой сферы, в центре которой находится станция.

В наземную приемную антенну попадает часть мощности излучения, определяемая соотношением эффективной площади приемной антенны к поверхности сферы с радиусом, равным расстоянию от станции до приемного пункта. Поэтому для приема сигналов со станции используются большие приемные антенны.

Однако даже в этом случае при максимальном удалении станции от Земли принимаемая часть мощности излучения бортового передатчика в 100 миллионов раз меньше средней мощности, прийимаемой обычным телевизионным приемником. Для приема таких слабых сигналов нужны очень чувствительные приемные устройства, имеющие малый уровень выходных шумов.

Шумы на выходе наземного приемного устройства складываются из шумов космического радиоизлучения, принятых антенной, и собственных шумов приемника, которые рядом специальных мер сводились к минимуму. Уменьшение уровня шумов, как правило, связано со снижением скорости передачи информации.

В связи со сказанным в линии радиосвязи применены такие методы обработки и передачи сигналов на борту станции и на наземных приемных пунктах, при которых в максимальной степени снижается уровень шумов и сохраняется допустимая скорость передачи.

Экономичное использование источников питания на борту станции, наличие линии радиосвязи с непрерывным излучением и совмещенными функциями, применение на Земле специальных приемных антенн, высокочувствительных приемных устройств, использование специальных методов обработки и передачи сигналов — все это позволило обеспечить надежную радиосвязь с автоматической межпланетной станцией, безотказное действие командной радиолинии и планомерный съем изображений Луны и телеметрической научной информации.