Из истории фоторазведывательных спутников США
Юрий Павлович Аммосов
 
Проект «Корона»: откуда в вашем смартфоне фотоаппарат
 
Сверхкомпактная цифровая фотография и видеосъемка стали возможны благодаря созданию оптического полупроводникового сенсора. Этот «глаз» современной камеры – миниатюрная фоточувствительная прямоугольная микросхема. Отраслевой стандарт на 2016 год устанавливает размеры компонентной камеры 8,5х8,5 мм, включая корпус и крепеж; по третьему измерению профиль камеры зависит только от объектива и может быть меньше 5 мм. Цена камеры, способной снимать видео в формате FullHD (1920х1080), в массовом производстве меньше цены чашки кофе. Цифровые камеры стремительно вытеснили 35-мм пленочные в течение 2000–2010 годов. Для потребителей это был действительно квантовый скачок, так быстро размеры фотоаппарата не сокращались, вероятно, за всю историю его существования. Возможным это технологическое изменение сделала спутниковая разведка и в целом холодная война СССР и США, причем за несколько десятилетий до того, как цифровые камеры стали принадлежностью каждого дома.
 
Переход от Второй мировой войны к холодной войне означал, что бывшим союзникам необходимо срочно собирать разведывательные данные уже друг о друге. США, чьи оккупационные войска в Европе находились намного ближе к границам СССР, были в лучшем положении для ведения разведки, чем СССР, в 1940-х годах не имевший авиации, способной пролетать над территорией США. Но и США располагали только картами имперской России начала XX века, трофейной аэрофотосъемкой люфтваффе, достигавшей только Урала, и допросами немецких военнопленных, освобожденных в СССР. Поэтому в конце 1940-х годов США развернули активную и агрессивную авиаразведку СССР. К авиаразведке также подключились союзники США (с 1949 года НАТО); у Великобритании была своя разведывательная программа Robin. Даже формально нейтральная Швеция запустила свою программу авиаразведки, проявляя особый интерес к старому нацистскому ракетному полигону в Пенемюнде, тогда под контролем СССР, и вероятность обстрела с него территории Швеции (операция Falun, 1948–1950).
 
Аэрофоторазведка США документирована достаточно хорошо благодаря рассекреченным в 1980–2005 годах документам. Технологии оптического слежения разрабатывались под руководством исследовательского центра ВВС США на авиабазе Райт-Филд (Огайо) гражданскими контракторами ВВС (научными центрами в университетах и частными компаниями). Значительное участие в разработках программ разведки принимала также частная консалтинговая фирма RAND Corporation, созданная ВВС США и Douglas Aircraft для аналитической поддержки военно-космических проектов. Подобные сети со времен Второй мировой войны существовали и в других проектах: атомном, ракетном, радарном, электронном. Это взаимодействие военных и гражданских ученых и инженеров президент США Дуайт Эйзенхауэр назвал в своем прощальном обращении к нации 17 февраля 1961 года «военно-промышленным комплексом» (в СССР этот термин долго понимали в духе советских реалий как «частная оборонная промышленность»; в США этот термин также постепенно утратил свое первичное значение).
 
О ранней фоторазведке СССР достоверных сведений нет, но, судя по тому, что глава СССР Н.С. Хрущев отверг предложение президента США Эйзенхауэра в 1955 году о взаимном режиме открытого неба, до появления искусственных спутников Земли (ИСЗ) советская сторона не располагала возможностями для полетов над США, и выгода от свободы воздушной разведки была бы односторонней. Ситуация изменилась только в конце 1960 года, когда режим Фиделя Кастро на Кубе, до того позиционировавший себя как некоммунистический, попал под эмбарго США и обратился за помощью к СССР. С этого момента у СССР появился свой разведывательный плацдарм у границ США и, предсказуемо, интерес к открытому небу.
 
Методов разведки с воздуха в 1946–1949 годах было несколько.
 
Первым способом была активная радарная разведка, разработанная в ходе Второй мировой войны. Начиная с конца 1940-х годов советские газеты постоянно сообщали о нарушениях американскими самолетами воздушного пространства СССР и протестах МИД СССР. Эти нарушения вблизи западных границ действительно происходили почти еженедельно. Американские самолеты (чаще всего модифицированные бомбардировщики Boeing B-47) входили в зону действия радаров войск ПВО, принимали радарные сигналы, снимали характеристики радаров, пока советские истребители поднимались по тревоге и выходили на позиции, и после этого спасались бегством (Crickmore, Paul. Lockheed Blackbird: Beyond the Secret Missions. Osprey Publishing, 2004).
 
 
Бомбардировщики Boeing B-47 US Air Force photo / Wikimedia Commons
 
В случае, если в радарной защите СССР обнаруживался проем (радарное покрытие в конце 1940-х годов не было сплошным), радарный разведчик мог вылететь в глубь территории, если на его борту было оборудование для аэрофотосъемки, или же в прорыв мог уйти специализированный самолет-фоторазведчик. Возможность проникновения в глубь территории СССР таким способом была ограничена только удачей и запасом топлива – но насколько были успешны такие миссии, судить сложно. По некоторым сообщениям, американские разведчики достигали Ростова и Игарки. Об этой последней миссии сведения недостоверны: ссылающийся на рассекреченный документ отчет RAND сообщает, что американский разведчик якобы пролетел 450 миль (ок. 700 км) до Игарки и сфотографировал ее, но от ближайшей границы с НАТО (Норвегия) Игарку отделяет как минимум втрое большее расстояние.
 
Другие проекты воздушной разведки использовали высотные аэростаты, которые несли на себе разведывательные зонды. Исходно аэростаты запускались в рамках полугражданского проекта Skyhook и несли на себе метеорологическую, астрономическую и астрофизическую аппаратуру (для анализа космических лучей). По проекту Mogul те же зонды поднимали акустическую аппаратуру в «звуковой канал» в верхних слоях атмосферы. В этой зоне сочетание давления и температуры таково, что скорость звука в нем минимальна, и рефракция от более плотных слоев удерживает звук в этом слое и позволяет ему распространяться без потерь на очень большие расстояния. Существование этого канала в атмосфере предсказал уже известный нам океанограф М. Эвинг, ранее обнаруживший такой же канал в Мировом океане.
 
Испытание одного из таких зондов, оснащенного аппаратурой радарной разведки, окончилось «росуэльским инцидентом»: американский фермер, на чье поле упал шар, уведомил прессу; оболочку аэростата и гондолу общественность приняла за НЛО, а полигональные радарные отражатели за инопланетные артефакты. Военные, забравшие обломки, не стали развеивать легенду, так как иначе пришлось бы признать и наличие секретной программы, и планы вторжения в воздушное пространство СССР. После этого в зонах пролета аэростатов резко возросло число случаев контакта с «летающими тарелками», которые зонды издалека очень напоминали. Последующие же запуски стали сопровождать вертолеты с военной полицией, которая немедленно оцепляла зону посадки гондолы. Легенда о том, что в «зоне 51» военные США скрывают обломки инопланетного корабля, жива и составляет основу уфологии (см. воспоминания участника проекта Skyhook – Gildenberg B. D.
The Cold War’s Classified Skyhook Program: A Participant’s Revelations. Skeptical Inquirer Volume 28.3, May/June 2004).
 
В 1949–1960 годах ситуация в воздушной разведке хорошо описывается метафорой «борьба снаряда и брони»: тактико-технические характеристики (ТТХ) и разведчиков и охотников постоянно улучшались, и вследствие этого методы разведки всего за десятилетие изменились радикально.
 
В середине 1950 года в Корее началась война между КНР и СССР (под флагом Северной Кореи) и США (под флагом ООН). Как мы уже писали в предыдущих очерках, ожидания неминуемой ядерной войны в это время были всеобщими, и обе стороны были уверены, что это только разминка перед третьей мировой войной. С осени 1949 года на вооружении СССР появились новейшие реактивные истребители МиГ-15, и преимущество в высоте и скорости сократилось. Советский ответ начал становиться все более жестким, по разведчикам НАТО стали открывать огонь.
 
 
Установка фотокамеры на американский бомбардировщик во время войны в Корее  AP / TASS
 
В 1950 году у города Лиепая (Латвия) был сбит PB4Y-2 Privateer, а его экипаж исчез. Упорные слухи о том, что пропавших летчиков якобы видели в ГУЛаге, где они отбывали срок за шпионаж, ходят до сих пор. В июне 1952 года советские истребители сбили над Балтикой шведский разведчик DC-3, а затем гидросамолет Catalina, вылетевший на поиски экипажа (шведское правительство солгало, что самолет DC-3 был гражданским, а советские власти отмолчались). И шведские и советские власти признали инцидент только несколько десятилетий спустя (Bengtsson, Matilda.
Acts of Secrecy – the DC-3 That Disappeared. Экспозиция музея ВВС Швеции). В 1953 году новейший британский реактивный высотный бомбардировщик-разведчик English Electric Canberra пролетел над полигоном Капустин Яр, где в это время шли испытания первых советских баллистических ракет, сделанных при помощи военнопленных немецких ракетчиков. Точные обстоятельства и даже дата этого вылета также до сих пор неизвестны, а сам вылет не признан Британией официально. По самой популярной версии, советские истребители МиГ-15 нанесли «Канберре», которая шла выше их потолка на высоте около 16 км, только незначительные повреждения, но из-за вибраций, создаваемых пробоинами, качество снимков оказалось хуже. Список инцидентов с участием иностранной авиации над СССР (1946-1991)
 
Так как пилотируемые миссии стали опасными, США и союзники по НАТО усилили разработку беспилотных средств разведки и работу над новым поколением самолетов-разведчиков. Беспилотная разведка велась аэростатами, которые запускались на высоту 15–30 км, в зону так называемого «высотного струйного течения», скорость которого составляет около 30 м/сек. (столько же, сколько у урагана первой категории по шкале Саффира – Симпсона). Разработка фоторазведчиков велась в нескольких американских компаниях и научных центрах под эгидой военной Лаборатории авиаразведки в исследовательском центре Райт-Филд. В исторической литературе в отношении этой программы очень много путаницы: так как проект авиаразведки много раз менял название, а отдельные его эпизоды и проекты имели и собственные имена – Gopher, Grandson, Genetrix и другие, правильнее именовать этот проект по его зонтичному индексу – WS-119L (от англ. weapon system – система вооружений).
 
Опубликованная Смитсоновским музеем рассекреченная спецификация Gopher показывает, что шары несли на себе гондолу AN/DMQ-1 с 35-мм автоматической фотокамерой массой около 5 кг – в основном это, видимо, была масса стационарного объектива (Peebles, Curtis. The Moby Dick Project: Reconnaissance Balloons Over Russia. Smithsonian Institution Press, 1991). В дальнейшем Уолтер Левайсон, военный инженер и затем научный сотрудник Оптической лаборатории Бостонского университета и разработчик камеры, разработал панорамную камеру с двумя шестидюймовыми объективами с линзами Metrogon и размером кадра 9 на 9 1/2 дюйма. Оболочка аэростатов изготавливалась из нового тогда материала полиэтилена компанией General Mills, производившей тот же полиэтилен и для пищевой упаковки.
 
Когда шар покидал территорию противника, гондола отсоединялась и опускалась на парашюте, или же ее подхватывал крюком в воздухе специально оборудованный транспортный самолет. Эта схема получения фотопленки через несколько лет была воспроизведена в программе «Корона». «Корона» применяла и модифицированную камеру Левайсона.
 
 
Запуск аэростата с авиабазы Холломэн, Нью-Мексико    Wikimedia Commons
 
В 1956 году в рамках WS-119L был осуществлен проект Genetrix, разработанный RAND Corporation. В течение января – июля 1956 года в воздушное пространство СССР с территорий Норвегии, Шотландии, Германии и Турции было запущено 448 аэростатов на высоту 17 тысяч метров, из них 380 попали в воздушное пространство СССР. Аэростаты могли подняться и выше, но, как сообщается, президент США Эйзенхауэр своим решением ограничил высоту запуска, чтобы не давать СССР стимула разрабатывать перехватчики, которые заберутся слишком высоко – там, где они смогут достать еще только разрабатываемый самолет-шпион U-2. Официально было объявлено, что США ведут программу гражданских исследований к Международному геофизическому году (1957). Это прикрытие продержалось недолго: аэростаты теряли высоту по ночам, когда газ остывал, и, израсходовав балласт, становились добычей советских истребителей. Разбитое оборудование позволяло вполне очевидно понять его военное назначение, и СССР организовал выставку «шпионских шаров», поставив США в неловкое положение. Когда в конце XX века стали известны реальные факты о полете Юрия Гагарина, среди них было и сообщение о том, что приземлившуюся капсулу сельские жители приняли за «шпионский шар», о которых много писали газеты СССР. Те же шары, которые не были сбиты, упали сами или исчезли без следа после мягкой посадки (потерялись в ненаселенной местности, утонули в океане и т.д.). Только 44 шара удалось вернуть и лишь в тридцати четырех пленка была пригодна для проявления. Некоторым утешением было то, что качество их снимков было превосходным (Polmar, Norman. Spyplane: The U-2 History Declassified. MBI Publishing Company, 2001).
 
Lockheed U-2 – самый известный из эпизодов этого этапа воздушной разведки. Этот максимально облегченный самолет, способный летать на высотах до 21 км, был недосягаем для истребителей семейства МиГ (в войсках СССР в этот период на вооружении стояли МиГ-15, МиГ-17 и МиГ-19). Программой полетов в этот период руководило ЦРУ; вопреки распространенному мнению пилоты ЦРУ были не офицерами, а гражданскими служащими. Полеты на U-2 были небезопасны: риск декомпрессии и кессонной болезни был высок, а безопасная высота была доступна лишь на пределе скорости, требуя высокого летного мастерства даже для движения по прямому маршруту. Но результативность этих полетов несколько лет превосходила все ожидания – U-2, например, обнаружили советский космодром Байконур, существование которого до этого было абсолютной тайной для США.
 
1 мая 1960 года U-2, управляемый пилотом Фрэнсисом Гэри Пауэрсом, который участвовал в программе полетов с 1956 года, был сбит в районе плутониевого комбината «Маяк» (совр. ЗАТО Озерск в Челябинской области) ракетой класса «земля-воздух» С-75 «Двина». До этого его преследовал и пытался протаранить первый реактивный перехватчик Су-9, который как раз перегонялся с завода в часть вблизи места перехвата и поэтому не был вооружен. Су-9 не смог задеть летевший намного медленнее U-2, а вот «Двина» с первого же пуска поразила цель (всего было запущено то ли семь, то ли 15 ракет, но поражать им уже было нечего). Обломки самолета попали на землю относительно неповрежденными, так как Пауэрс не активировал систему саморазрушения (почему он это не сделал, точно неизвестно, по одной из версий, техник сообщил ему, что под его сиденьем не аварийная катапульта, а взрывчатка, и Пауэрс решил не становиться камикадзе). Как и ранее с шарами, СССР организовал выставку трофеев. Выставка и судебный процесс над Пауэрсом стали крупным международным событием.
 
 
Фотокамера самолета-разведчика Lockheed U-2     Wikipedia/Lockheed U-2
 
Пауэрс, осужденный к десяти годам лишения свободы за шпионаж, был через некоторое время обменян на советского разведчика Вильяма Фишера (Рудольфа Абеля), чья миссия в США также была неудачной. В США Пауэрса приняли далеко не как героя, во время сенатского расследования ему в том числе задавали вопросы, почему он не покончил с собой, попав живым на территорию СССР. Как видим, в середине XX века отношение к пленным как к потенциальным предателям было характерно не только для советского коммунизма. В итоге Пауэрс был оправдан и в дальнейшем работал летчиком-испытателем в концерне Lockheed, но был уволен вскоре после того, как в 1971 году опубликовал свою версию злополучного полета. В 1976 году Пауэрс погиб в авиакатастрофе, управляя операторским вертолетом телеканала KNBC. Его посмертная репутация в США была восстановлена только в 2000 году, к сорокалетию полета (при жизни ему вручили только ведомственный значок «Звезда разведки» ЦРУ, и то втайне, чтобы не провоцировать критику).
 
Последствия 1 мая 1960 года прямо повлияли на перенос центра тяжести в разведке на спутниковую разведку. Полеты U-2 не прекратились, но планировать и выполнять их стали намного осторожнее. То, что у СССР появилось ракетное вооружение, способное разделаться с U-2 с одного пуска, для США было неприятной неожиданностью. СССР также узнал много неприятного для себя, получив такой редкостный трофей. Участник исследований двигателя U-2 Арнольд Семичев сообщал впоследствии:
 
 «…Двигатель оказался для нас полной неожиданностью. Во-первых, он был миниатюрнее того, что делали мы. Например, движки для Ту-16 и Ту-104 по диаметру были вдвое больше. Во-вторых, материалы. По основным компонентам они были почти аналогами известных нам. Но вместе с тем почему-то оказывалось, что, например, листовая сталь, из которой делался какой-нибудь кожух, могла быть согнута с меньшим радиусом, чем допускали наши материалы. И так почти во всем – казалось бы, знакомый материал, а свойства несколько иные. Выяснилось, что их материалы содержат примесей на порядок меньше, чем наши. А чем меньше примесей, тем выше пластичность. То есть многие материалы были более совершенными по технологиям изготовления. Но больше всего нас удивил компрессор, который радикально отличался не только от имевшихся у нас, но и от того, что рекомендовал наш “законодатель мод” – Центральный институт авиационного моторостроения, разрабатывавший стратегию в этой области на годы вперед… Для того чтобы создать турбореактивный двигатель с высокими показателями, требуется повышать степень сжатия воздуха в компрессоре, то есть повышать его напорность. Для этого в СССР пошли по пути повышения напорности в каждой ступени компрессора. А американские конструкторы сделали проще – увеличили не напорность ступеней, а само их количество. Каждая ступень – узенькая, но их было много, восемнадцать – вдвое больше, чем у наших двигателей. В результате напорность каждой была невелика, но в сумме достигалась высокая степень сжатия и необходимая тяга. И по весу конструкция была не больше наших. Словом, компрессор не отвечал представлениям, которые исповедовались ЦИАМ, и это, конечно, стало для него плюхой» (Латыпов, Тимур.
Как Казани поручили американского шпиона препарировать. Бизнес-онлайн. 1.05.2012).
 
Итак, обе стороны, выйдя на предел противостояния в воздухе, активизировали работы по спутниковой разведке. Но нельзя считать, что спутниковая разведка до этого не существовала и не рассматривалась – и в СССР и в США у нее была довольно длинная предыстория.
 
Возможность использования космических станций для наблюдений и фотосъемки, как известно из предыдущего очерка, видели уже Оберт и Поточник-Ноордунг. История космической фотосъемки начинается с 24 октября 1946 года, когда с полигона Уайт-Сэндс (Нью-Мексико, США) была запущена трофейная ракета V-1 с прикрепленной к ней камерой. Ракета достигла высоты более 100 км и, прежде чем упасть и разбиться, сделала некоторое число снимков с полуторасекундными интервалами на пленку в стальной кассете. Успех этого запуска дал возможность продолжить космическую фотосъемку, и к 1950 году было получено свыше тысячи суборбитальных фотографий (Reichhardt, Tony.
First Photo From Space. Air & Space Magazine, November 2006).
 
В СССР первый суборбитальный полет был совершен в 1949 году, но велась ли в каких-то полетах спутниковая съемка, неизвестно. Советскую космическую съемку обычно связывают с именем геодезиста Игоря Яцунского, конструктора ракеты для запуска Спутника-1, который не принимал участия в программе суборбитальных запусков. Б.В. Раушенбах, перечисляя примеры проектов суборбитальных запусков, о фотографировании как земли, так и космоса не упоминает (Раушенбах Б. В. Первый спутник и развитие ракетно-космической техники. – 20 лет космической эры. Сборник статей. М., Знание, 1977).
 
Но при этом запуск на околоземную орбиту беспилотных зондов и в СССР и в США долгое время не планировался и даже не рассматривался всерьез. Основным вектором развития космонавтики в 1946–1951 годах была подготовка к пилотируемым полетам. Это достаточно хорошо видно по упомянутой ранее серии публикаций в Colliers под редакцией Вернера фон Брауна, к тому времени главного вдохновителя космической программы США и косвенно влиявшего и на советские представления о космических исследованиях.
 
Первая попытка разработать спутниковую программу была предпринята еще в 1945 году, но была встречена критически – одним из наиболее активных скептиков был
Ванневар Буш. После этого ВВС США передали тему RAND, где было создано небольшое подразделение Satellite Section по исследованию и планированию применения ИСЗ. 2 мая 1946 года RAND представила первый отчет «Предварительный проект орбитального космического корабля», а в феврале 1947 года создала документ, описывавший применение спутников для разведки. Наконец, в 1953 году глава Satellite Section Джеймс Липп подал командованию центра Райт-Филд предложения о проекте FEEDBACK по разработке и запуску ИСЗ «в течение года», содержавшие принципиальную схему спутника фоторазведки. Проект получил номер WS-117L и кодовое имя Corona («Корона», в значении не «головное украшение», а «внешний слой атмосферы Солнца»). Спутники, запускавшиеся по программе «Корона», носили общее название Keyhole («Замочная скважина» ) (RAND's Role in the Evolution of Balloon and Satellite Observation Systems and Related U.S. Space Technology. RAND Corporation, 1988).
 
В СССР идея запуска на орбиту беспилотного аппарата также воспринималась, по отзывам участников космической программы, в лучшем случае как задача вторичной важности, а то и как глупость. Главным идеологом спутниковой программы был Михаил Тихонравов. Первоначально программа встречала такое сопротивление, что группа Тихонравова в Реактивном институте ГАУ (НИИ-4) была расформирована, а сам Тихонравов был переведен в научные консультанты, практически выведен за штат. Начальник НИИ-4 и будущий первый начальник космодрома Байконур генерал Алексей Нестеренко впоследствии писал, что на первом публичном докладе о способе выведения на орбиту ИСЗ в июне 1948 года слушатели говорили ему и Тихонравову: «Институту, наверное, нечем заниматься, и поэтому вы решили перейти в область фантастики, предлагаете запускать шарики вокруг Земли…» (Нестеренко А. И. Из истории создания первых искусственных спутников Земли. – 20 лет космической эры. Сборник статей. М., Знание, 1977). И. Яцунский сообщал и о других возражениях:
    
«…Еще до запуска спутника, кроме трудностей чисто технического порядка, имелись и другие препятствия, мешающие его созданию. Так, прежде всего необходимо было доказать, стоит ли вообще создавать спутник и зачем. Многие достаточно талантливые инженеры говорили о бессмысленности запуска спутника вообще. Брат вспоминает такие высказывания некоторых скептиков: “Запустят спутник, ну и что? – Безжизненный камень, летящий по орбите. Никакого значения он иметь не может” … Вспоминал также брат совещание у Келдыша в апреле 1954 года. Доклад делал Тихонравов. Вопрос стоял о том, что может дать спутник для науки, стоит ли его запускать. Ученые Академии наук возражали, они сомневались в пользе спутников, тем более что стоимость одного спутника составляла… весь бюджет Академии наук. Один только П.Л. Капица сказал, что спутник надо запускать обязательно. Он сказал: “Мы сейчас не готовы к конкретным предложениям, но дело настолько новое, что оно не может не быть полезным для науки”» (Иванова-Яцунская Л.М.
Воспоминания о брате И.М. Яцунском. Неопубл. рукопись 1984. Интернет-публикация 2008).
 
Спутниковая программа СССР стартовала 26 июня 1954 года, когда министр оборонной промышленности СССР Дмитрий Устинов утвердил доклад Сергея Королева «Об искусственном спутнике Земли». Вероятно, можно сделать вывод, что СССР не имел разведывательных данных о первичных работах RAND в США. В атомной программе работало много гражданских европейских беженцев левых убеждений, и СССР смог найти там тайных агентов. А к укомплектованной бывшими офицерами ВВС США программе фоторазведки СССР, вероятно, подхода найти не смог. Нельзя исключить, что согласие на такой дорогостоящий проект ИСЗ было дано оттого, что сведения об утверждении проекта WS-117L могли все же попасть к советской разведке – но об этом нам ничего не известно.
 
Однако, несмотря на некоторое отставание, первый ИСЗ на орбиту вывели все же советские, а не американские конструкторы. Это произошло 4 октября 1957 года. Спутник-1 был только радиопередатчиком с минимальной телеметрией (его код ПС-1 означал «простейший спутник, модель 1»), но он успешно продемонстрировал и наличие у СССР межконтинентальных баллистических ракет, и в целом намного более высокого технологического потенциала, чем полагали страны НАТО. «Спутниковый шок» заставил общество и элиту США значительно увеличить ассигнования на науку, университеты и образование (Divine, Robert A. The Sputnik Challenge. Oxford University Press, 1993).
 
Много лет спустя стала известна и другая сторона этого запуска: ПС-1 был срочно изготовлен и запущен после того, как стало понятно, что запланированный секретным постановлением Совета министров СССР «Объект Д» – многофункциональная лаборатория весом до 1,5 тонны с 200–300 кг аппаратуры – не будет осуществлен в срок. Доставить этот груз на орбиту было реально, но СССР не располагал аппаратурой необходимого качества – включая и фотокамеру, способную производить снимки земной поверхности. Таким образом, спутниковая разведка стала переходить из области ракетостроения в область приборостроения, инженерного совершенства и в конечном счете – инноваций в полупроводниковой электронике и физике твердого тела.
 
Работа над спутником слежения Keyhole – один из наиболее ярких примеров того, как функционировал «военно-промышленный комплекс» 1950-х годов. Спутник Keyhole собирался в Северной Калифорнии, которая тогда еще не называлась Силиконовой долиной. Сверхсекретное производство находилось практически через дорогу от места, где находится современный кампус Facebook в Менло-Парк. По мнению известного теоретика технологического предпринимательства Стивена Бланка, «Корона» наряду с проектами радиоразведки и ракетостроения заложила основу культуры и инфраструктуры Силиконовой долины за несколько десятилетий до того, как был создан персональный компьютер. Бланк назвал этот этап «секретной историей Силиконовой долины», имея в виду и секретность холодной войны, и нежелание идеологов современной культуры стартапов возводить свою родословную к военно-промышленному комплексу, шпионажу и войне (Blank, Steven H.
The Secret History of Silicon Valley. публ., 2009).
 
Над спутниками Keyhole наряду с крупными компаниями работали и стартапы. Двухступенчатую ракету RM-87 (Thor-Agena) для запуска изготавливал Lockheed; 70-мм пленку изготавливал и проявлял Eastman Kodak (как мы уже знаем, такая пленка была полуфабрикатом для 35-мм); первые запуски делались на ацетатной пленке, но очень скоро ее перенесли на более прочный и негорючий майлар (лавсан) – вероятно, это было первое применение лавсановой фотопленки. Аппаратную часть камеры производила Fairchild Camera and Instrument при активной помощи руководителя Polaroid Эдвина Ланда (в этом же году Fairchild создал спинофф Fairchild Semiconductors, впоследствии породивший Intel и большую часть микроэлектронной промышленности Силиконовой долины). Спускаемая жаропрочная и противоударная капсула с механизмами самопотопления была конструкции General Electric. А объектив с разработанными на новейшем компьютере второго поколения линзами и трехосной стабилизацией камеры (что, как показал опыт последующих запусков, оказалось самой сложной и критически важной задачей) делал стартап Itek.
 
Itek и его бурная деловая судьба стали в какой-то мере предвестником того, что происходило впоследствии со многими стартапами Силиконовой долины. Его основатель Ричард Леггорн был одним из первых организаторов фоторазведывательных полетов, затем уволился из армии и некоторое время работал вице-президентом компании Eastman Kodak. После провала инициативы по «открытому небу» 1955 года его бывшие коллеги сообщили ему о подготовке программы U-2. Изначально Леггорн решил предложить ВВС и ЦРУ техническое решение для ведения базы данных и анализа физических снимков, которых должно было бы накопиться очень много (предвосхитив в какой-то мере современные системы автоматизированного анализа и индексирования изображений). Но как раз в это время начался закупочный процесс по «Короне», и только что основанная компания Itek явилась на конкурс с проектом панорамной камеры. Чтобы разработать проект на конкурс, Леггорн использовал значительную часть только что полученных от венчурного капиталиста Лоренса Рокфеллера инвестиций (точнее, кредита, так как инвестиции в современном понимании еще не вошли в практику) для покупки небольшой компании в Бостоне – то есть сделал то, что в современном деловом языке называется pivot, «резкий разворот». В Бостонском университете находился научный центр (ранее принадлежавший Гарвардскому университету), где Левайсон и создавал камеру для шаров-шпионов.
 
Камера Itek имела широкий угол обзора, 70 градусов, и исключительную стабильность (колебания в пределах 1 градуса) благодаря трехосной стабилизации. В качестве кассеты использовался огромный двойной барабан пленки на несколько тысяч кадров (от 1200 до 4400 в разных моделях Keyhole). Конкурс уже был выигран Fairchild, но госзаказчикам настолько понравилась камера, что Itek без конкурса дали контракт на оптику, а дизайн камеры передали для изготовления Fairchild вместо той камеры, которая была представлена на конкурс Fairchild.
 
В дальнейшем в истории Itek за несколько лет был выход на биржу, взлет стоимости акций в несколько сотен раз и последующее падение, конфликт менеджмента, потеря ключевого клиента и появление нового – все как у множества стартапов после него; но подробное изложение истории Itek выйдет за рамки этого очерка. Добавим лишь обзор легенд о названии стартапа. Название Itek расшифровывается по-разному – официально как Information Technology; неофициально – I Topple Eastman Kodak («Я лучше, чем Eastman Kodak»), возможна и еще одна расшифровка, фонетическая, Itek произносится так же, как и EyeTech – «технология глаза», именно орбитальный глаз и создал Itek.
 
Так как камера Corona вела съемку на пленку, встал вопрос, как передавать изображения на Землю. Изначальные планы включали в себя сканер и бортовую камеру, которая будет передавать изображения по радиоканалу. Участники программы впоследствии утверждали, что в ходе этих работ компания Ampex, также принимавшая участие в проекте, отработала запись изображения на магнитную пленку, что позволило создать первый видеомагнитофон. Это кажется преувеличением: Ampex экспериментировала с видеозаписью на магнитную ленту с 1951 года и сугубо в коммерческих целях (ее заказчиком был знаменитый певец и шоумен Бинг Кросби), а первый студийный видеомагнитофон вывела на рынок к 1960 году, что почти исключает наличие в нем сверхсекретных оборонных технологий.
 
 
Спутник Corona  nostri-imago / Flickr
 
Но в конечном итоге выбор был сделан в пользу более простого технически и более длительного решения. В комплект Keyhole входили несколько кассет с пленкой. Капсула отстреливалась, входила в плотные слои атмосферы, на высоте 18 км сбрасывала головной термообтекатель, выпускала парашют, и далее ее либо подхватывал в воздухе крючком специальный транспортник, либо капсула падала и ее подбирал вертолет или корабль – смотря где она оказалась. На случай падения в океан в капсуле была сделана солевая пробка, которая за двое суток растворялась, и капсула тонула.
 
 
Капсула «Короны»                  www.heroicrelics.org   James S. McDonnell Space Hangar
 
Программа «Корона» не сразу принесла результат: первые 12 запусков были неудачными. Спутники не попадали на орбиту, попадали не на те орбиты, капсулы терялись, тонули. Только запуск Discoverer 13 позволил 29 июня 1960 года успешно подхватить капсулу в воздухе. Программа «Корона» была сверхсекретной, ее публичным прикрытием считались биологические эксперименты на мышах. Торжественное возвращение мышек с орбиты было отмечено кинороликом, где десантный транспортник Fairchild C-119 Flying Boxcar (производитель самолета – «дочка» холдинга Fairchild) подхватывал капсулу на лету и втягивал на тросе в открытый пандус (Фильмотека). Ролик показывали в кинотеатрах в «журналах новостей» и по ТВ.
 
 
Fairchild C-119 Flying Boxca № 18037                             www.nro.gov
 
Джеймс Пламмер из Lockheed Aircraft говорил, что врать репортерам в глаза «о мышках» было трудно, пресса подозревала, что ей что-то недоговаривают. Главная недосказанность стала известна только после рассекречивания «Короны» и до сих пор часто ускользает от историков: капсула была пустая и запускалась специально для отработки перехвата, камеры в ней не было (NASA JPL
Mission and Spacecraft Library). Первый полноценный запуск, после которого «Корона» стала приносить плоды, был Discoverer 14. Название «Корона» было заменено на новое в 1971 году, но технически спутники до 1976 года были той же архитектуры, что и ранее.
 
В СССР аналог «Короны», спутник «Зенит», был создан в ОКБ-1 Сергея Павловича Королева немного иначе – на базе капсулы корабля «Восток». Пространство, которое занимал Юрий Гагарин, отвели под аппаратуру. «Фарш» Зенита был несколько разнообразнее, чем у Keyhole, он нес аппаратуру радиоразведки «Куст» и камеру «Фтор» (на первых «Зенитах» была телекамера, и ее тоже сняли). «Фтор» по характеристикам несколько превосходил Keyhole, его ресурс составлял 1500 кадров на три стереообъектива и один монообъектив. Капсула садилась целиком, вместе со всей аппаратурой – таким образом, элементы «Зенита»могли быть многоразовыми, в отличие от одноразового Keyhole (Агапов В. Космические аппараты «ЗЕНИТ-2». Новости космонавтики, №10, 1996). Советская программа спутниковой разведки началась в 1962 году, и с этого момента возможности СССР и США почти сравнялись. Почти, потому что авиаразведка была опасна, но отказ от авиаразведки в пользу спутниковой разведки был невозможен, пока авиаразведка опережала спутниковую по оперативности разведданных.
 
В популярной литературе часто утверждается, что программа «Корона» стала ключевым источником разведданных по Карибскому кризису 1962 года; это неверно, советские войска и боевую технику на Кубе изучали все те же U-2 (один из которых был сбит советской «Двиной»). Конструкторы на протяжении 1960-х наращивали размер спутников и количество спускаемых кассет, но даже в случае крайней необходимости кассету нужно было спустить с орбиты, подобрать, передать в Eastman Kodak на проявку, и лишь после этого аналитики разведки получали фотографии – при условии, что кассета не будет утрачена при посадке, вероятность чего составляла 30–50%. Кроме того, в первых миссиях пленку часто засвечивало статическое электричество и космические лучи. Снимки с самолета-разведчика были доступны через несколько часов после посадки. Спутниковые снимки долгое время применялись для долгосрочного обстоятельного анализа – с их помощью, например, США пришли к выводу, что СССР имеет намного меньше МБР, чем считалось ранее.
 
Патрик Норрис, много лет бывший ведущим конструктором программного обеспечения спутников наблюдения, отмечал, что спутники были способны фотографировать и передавать изображения по радиоканалу уже в момент первых запусков – так были сделаны фотографии обратной стороны Луны в 1959 году («Луна-3», СССР) и Луны в большом приближении в 1964 году (Ranger-7, США). Но качество этих изображений было непригодно для разведывательных целей – и разрешающая способность телекамеры на электронно-лучевых трубках, и пропускная способность радиопередачи были слишком низкими (Norris, Patrick. Spies in the Sky: Surveillance Satellites in War and Peace. Springer Science & Business Media, 2007). Низкое качество снимков, искаженное передачей, вполне отчетливо видно при просмотре этих необработанных снимков, а разрешение снимков, например зонда Ranger-7, запущенного в июле 1964 года, составляло 300 на 300 пикселей. Для сравнения: принятый в 1963 году стандарт PAL имел 576 линий по вертикали, а более ранний стандарт NTSC 1953 года – 480 линий. Ограничение на пропускную способность преодолимо путем увеличения времени трансляции и улучшением алгоритмов сжатия, но сенсор камеры был нерешаемой проблемой – пока решение не нашлось совсем в другой области науки, физике твердого тела.
 
В 1968 году научные сотрудники Bell Labs Уиллард Бойл и Джордж Смит, работавшие на проекте создания магнитоэлектронных устройств, разработали за полчаса мозгового штурма у грифельной доски – так впоследствии рассказывал Бойл – принципиальную схему CCD (couple charged device). В русской технической терминологии часто применяется сокращение ПЗС – «прибор с зарядовой связью». Если эта история верна, то, возможно, это было самое быстрое нобелевское открытие (Boyle, Willard S. CCD – an
Extension of Man’s Vision. 2009).
 
C инженерно-физической точки зрения CCD представляет собой каскад триггеров, работающий по принципу перемещения заряда по полупроводнику. Его самый простой аналог – бегущая строка, создающая визуальную иллюзию перемещения изображения по горизонтали. В CCD сходным образом перемещается заряд или «дыра» от одной потенциальной ямы к другой. Первый теоретический CCD Бойла – Смита был основан на дырочной p-проводимости, современные CCD в основном n-электронные. Это был «сэндвич» из поликремния, кремния и проводника. Впервые CCD-матрица была представлена публично в марте 1970 года на конференции в Сиэтле – выступление Смита продолжалось пять минут (Janesick, James R. Scientific Charge-coupled Devices. SPIE Press, 2001). На нобелевскую лекцию об истории открытия 8 декабря 2009 года Бойлу отвели уже целых 19 минут, а Смиту о принципе работы CCD – 28 минут.
 
Бойл и Смит изначально видели потенциал устройства и как модуля памяти, и как оптического сенсора – чтобы фиксировать световой поток, проводник должен быть фотоэлектриком. Такой фотосенсор очень скоро изготовили другие сотрудники Bell Labs – Майкл Томсетт и Джил Амелио; в нем было всего восемь монохромных ячеек, расположенных по одной линии. Свет, попадавший на фоточувствительные элементы, создавал потенциал тем больший, чем больше была интенсивность попадавшего на элемент светового потока. После экспозиции каждого кадра потенциал считывался попиксельно с одного конца сенсора и записывался в виде цифровой последовательности, по которой можно было бы восстановить изображение, а очищенная считыванием от заряда матрица была готова к записи нового кадра (Tompsett, M. F.; Amelio, G. F.; Smith, G. E. Charge Coupled 8-bit Shift Register. Applied Physics, 1 August 1970).
 
 
Джордж Смит и Уиллард Бойл             Prolineserver 2010 / Wikimedia Commons
 
Этот процесс можно представить в виде другой приблизительной аналогии: представим себе вязаный белый шарф, на который мы наносим краской изображение. Распустив и смотав шарф в клубок, мы получим нить с черными пятнами разного размера. После этого, если мы снова перевяжем нить в шарф с таким же числом и типом петель, мы восстановим изображение. Интересно отметить, что сходный метод записи информации путем развертки матрицы в последовательность был известен еще в античной Греции – по описанию Плутарха, спартанские цари кодировали переписку, оборачивая специальный жезл «скитала» лентой пергамена и делая на нем запись, а затем давали гонцу распущенный пергамен; получатель расшифровывал сообщение, используя точно такой же «скитал» (Плутарх. Сравнительные жизнеописания. Лисандр).
 
Первой цифровой фотографией в истории, сделанной летом 1970 года Томсетом, Амелио, Бойлом и Смитом (если можно так назвать последовательность импульсов), были три буквы – CCD (Smith, George E.
The Invention and Early History of The CCD. 2009).
 
Хотя CCD-матрица разрабатывалась для возможного использования в раннем видеотелефоне Bell Labs на возможную замену светодиодного видеосенсора, антимонопольное регулирование запрещало Bell самостоятельно продавать устройства связи и обязывало ее лицензировать всю продукцию Bell Labs на общих условиях всем желающим. Проект видеотелефона конвертировали в разработку прототипа видеокамеры, которую Bell Labs через некоторое время разработал и демонстрировал заказчикам. Датировка знаменитого фото Смита и Бойла с видеокамерой телевизионного качества неизвестна. Лекция самого Смита датирует ее 1970 годом, но такой сенсор в это время еще не существовал, и сами Смит и Бойл выглядят там старше – скорее всего, верна версия, что снимок постановочный и сделан около 1975 года (
Interview №411 for the IEEE History Center, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc).
 
Джил Амелио перешел на работу в Fairchild Semiconductors и уже в 1974–1975 годах предложил линейный сенсор на 500 пикселей и матрицу 100 на 100 пикселей.
 
Такую же матрицу 100 на 100 пикселей разработал и Texas Instruments. В конце 1970-х уже шли работы над сенсором 800 на 800 пикселей. Используя матрицу Fairchild CCD-201, молодой инженер Стивен Сассон, работавший на Eastman Kodak, собрал первый в истории полноценный цифровой фотоаппарат, который делал кадр за 50 миллисекунд и еще полминуты записывал его на обычную магнитофонную кассету. На кассету помещалось 30 кадров. Себестоимость этого проекта составила около 200 долларов США (Sasson, Steven (
interwiew. Gennuth, Iddo). The Dawn of Digital Photography. Megapixel.co.il. 28/11/2012).
 
Как сообщал Сассон много лет спустя, руководство «Кодака» встретило прототип скептически: «Они были убеждены, что никто никогда не захочет рассматривать свои фотографии на телевизоре». Руководство попросило Сассона дать прогноз, когда цифровая камера сможет обеспечить качество, равноценное фотопленке с ISO 110 – зернистость 35-миллиметровой пленки по размеру эквивалентна примерно двум мегапикселям. Сассон применил закон Мура и дал прогноз 15–18 лет. Камеру запатентовали (US Patent 4131919 26/12/1978), а Сассон получил указание не обсуждать камеру публично (Estrin, James.
Kodak’s First Digital Moment. The New Yourk Times. Aug. 12, 2015). Много лет спустя Kodak потерял рынок и закрылся именно из-за того, что не успел охватить рынок цифровых камер, держась за умирающие пленочные.
 
В эти годы история первых CCD-камер начинает исчезать под завесой секретности.
 
Некоторый свет на события 1974–1976 годов проливает некролог Джеймса Вестфала, профессора Калтеха, который сообщает о заслугах покойного по созданию «широкоугольной планетарной камеры» WFPS для телескопа Hubble (Maverick scientist and instrument builder Jim Westphal dies. California Institute of Technology.
Press release. 09/14/2004). «Хаббл», как известно, был задуман в середине 1970-х годов, запущен в 1990-м с фотокамерой с матрицей из четырех сенсоров 800?800 пикселей, несколько раз чинился и апгрейдился на орбите (в том числе получал камеру с новыми сенсорами). Но по оговоркам в раскрытых документах можно понять, что Hubble был в значительной мере гражданским вариантом военного спутника из уже знакомого нам проекта Keyhole – KH-11 Kennan 1976 года. В этот период участники проектов спутниковой разведки и разработки CCD – и так давно близкие – активно обсуждали возможности применения CCD в разведке и лоббировали финансирование спутника с CCD-камерой, особенно активен был Ланд, глава Polaroid.
 
 
Замена гироскопов на телескоп «Хаббл»              NASA
 
Интересно, что в 1984–1985 годах флотский аналитик Сэмюэл Моррисон был арестован и приговорен к двум годам лишения свободы за шпионаж – он опубликовал в редактируемом им военно-морском альманахе два снимка с KH-11. Это единственный случай, когда за утечку материалов наказали настолько сурово. Когда президент Клинтон в 1995 году подписывал указ о рассекречивании снимков по программам «Корона» и ее наследным программам, рассекречивание остановилось на KH-11. Это также говорит нам о том, что на борту KH-11 Kennan было что-то, что было и остается особо охраняемой государственной тайной США.
 
Единственный известный документ, который мог бы сейчас пролить свет на то, была ли на борту KH-11 CCD-камера, находится в собственности Российской Федерации. В 1978 году младший аналитик Уильям Кампайлс, уволенный из ЦРУ «за пьянство и половой разврат», продал с целью наживы советскому дипломату в посольстве СССР в Греции за 5000 долларов США полный технический мануал KH-11 и был осужден на 40 лет лишения свободы (освобожден через 19 лет). Где сейчас этот мануал и был ли он, неизвестно; ни СССР, ни Россия никогда не комментировали этот инцидент публично.
 
Во всяком случае, есть серьезные основания полагать, что первая рабочая CCD-камера в мире взлетела 19 декабря 1976 года на борту ракеты Titan-3D в составе KH-11 версии 1.1 и находилась там до 28 января 1979 года (Vick, Charles P. KH-11 Kennan reconnaissance imaging spaceraft. Globalsecurity.org. 2007). С этого момента можно вести отсчет цифровой фотографии. Спутники с CCD-камерой могли передавать фотографии на Землю в режиме вплоть до реального времени. В СССР спутники с цифровыми фотоаппаратами появились на несколько лет позже. Первым таким аппаратом был, вероятно, «Янтарь 4KC1» («Терилен») с фотокамерой «Жемчуг» производства ЦКБ «Красногорский завод», запущенный 28 декабря 1982 года.
 
В начале 1990-х годов CCD-сенсор уступил позиции по качеству сенсорам на основе CMOS (англ. complementary metal-oxide-semiconductor – комплиментарная структура металл-оксид-полупроводник). Главное преимущество CMOS-сенсора – это активный сенсор в отличие от пассивного CCD. CMOS-сенсор сочетает в себе низкое энергопотребление, преобразование и усиление сигнала прямо в светочувствительной ячейке и при этом имеет более низкую стоимость изготовления. Саму технологию CMOS создал в Fairchild Semiconductor в 1963 году Фрэнк Уонласс (US Patent 3,356,858), но ключевое изобретение, которое позволило использовать CMOS для создания фотосенсоров, было сделано только в 1993 году в NASA Jet Propulsion Lab – его сделал Эрик Фоссум, сейчас профессор инженерной школы Дартмутского университета (
Inventions: CMOS Image Sensor. Michaelides, Lee. Dartmouth Engineer Magazine/ Summer 2011). CMOS-сенсор был создан в известной мере при противоположных обстоятельствах: после окончания холодной войны финансирование NASA резко сократилось, и руководители NASA поставили перед учеными задачу «Быстрее, лучше, дешевле». Несмотря на это, в NASA не спешили внедрять технологию, и Фоссум сам коммерциализировал ее, создав стартап Photobit (который через несколько лет купил Micron Technologies).
 
В 2000–2010 годах CMOS-сенсоры стали стандартными в профессиональных зеркальных камерах, а после 2010 года CMOS-сенсоры стали вытеснять CCD-сенсоры и в низшем сегменте – потребительских фотоаппаратов и смартфонов (Nokia N8 в 2010–2011 годах рекламировалась как смартфон с профессиональным качеством снимков).
 
Но в гражданском обороте даже CCD-камеры появились намного позже, чем у разведки. На рубеже 1970–1980 гг. президент Sony Кацуо Ивама, двоюродный брат Акио Морита, пытался создать потребительскую CCD-видеокамеру, но его смерть от рака прервала эти работы. В 1990–1991 годах швейцарский стартап Logitech (сейчас всемирно известный производитель всевозможной компьютерной периферии) выпустил портативную фотокамеру Logitech PhotoMan с матрицей 320?240 пикселей и 265 оттенками серого, которую производила уже не существующая компания Dycam – это была первая коммерческая камера (Warde, Benjamin.
Dycam Model 1. February 19, 2012). В Японии примерно в то же время на рынке была камера Fuji DS-X.
 
Наконец, в 1994–1996 гг. компания Apple Computers (компанию, которой было уже совсем нехорошо, в это время возглавлял Майкл Спиндлер) вывела на рынок последовательно три модели цветных фотокамер QuickTake 100, 150 и 200 с матрицей 640?480 и 24-битным цветом. Первую модель 100 изготавливала Kodak, две последующие – 150 и 200 – Fuji. Камеры 150 и 200 записывали снимки на съемные карты флеш-памяти SmartMedia производства Toshiba. Apple QuickTake можно считать первой цифровой камерой современного типа. В 1996 году Apple Computers возглавил создатель CCD-матрицы Джил Амелио; его главным достижением на этой должности было не расширение бизнеса на цифровых камерах, а, скорее всего, возвращение в компанию ее основателя Стивена Джобса перед лицом угрозы ее окончательной гибели. Джобс и снял Apple QuickTake с продажи.
Цифровая камера Apple QuickTake                Redjar / Wikimedia Commons
 
Устройства с камерами в продуктовой линейке Apple появились в 2007 году – это был iPhone с камерой два мегапикселя, то есть эквивалентный 35-мм пленке. К этому времени на рынке было уже множество портативных камер с CCD и зеркальных со CMOS-сенсорами – революция по переходу к цифровой технике была в самом разгаре. С iPhone процесс формирования современного смартфона, цифровой фотоаппарат которого – неотъемлемая часть потребительского опыта и поведения, в целом завершился. Историю смартфонов писать еще рано, хотя она интересна, разнообразна и, безусловно, будет со временем написана – пока нужно готовиться к этому и хранить образцы устройств и источники, которые стремительно исчезают в потоке новых технологий.
 
А новые технологии не переводятся. Эрик Фоссум, когда-то создавший CMOS-сенсор, с 2011 года работает со своими учениками над принципиально новым типом сенсора – квантовым. Этот сенсор, по замыслу Фоссума, будет улавливать единичные фотоны – причем все без исключения, и позволять создание матриц в миллиарды пикселей (Zhang, Michael.
CMOS Inventor Working on Gigapixel Sensor That Can Detect Single Photons. October 12, 2015). Получится у него что-то или нет, покажет история, которая еще не написана.
 
Но даже если Фоссум и создаст за свою жизнь не одну, а две революции в цифровой фотографии, это не значит, что каждый школьник станет фотографировать на телефон, как лауреат конкурса National Geographic.
 
Во-первых, качество изображения – это еще и качество оптики. Спутники-шпионы не зря имеют объективы размером от полуметра до железнодорожной цистерны, и «Хаббл» испытывал проблемы не с цифровой матрицей, а с зеркалом несколько метров диаметром. Законы распространения света еще никто не смог обойти, и в крошечной линзе размером с горошинку крайне сложно избавиться от многих искажений – например, хроматических аберраций, знакомых всем цветных разводов на границе света и тьмы. Рефракцию разных длин волн обнаружил еще Исаак Ньютон в 1665 году, объяснил Томас Юнг в 1801 году, а вот компенсировать ее на пути к матрице мы еще не можем.
 
А во-вторых, никакая технология, вероятно, еще долго не заменит искусство, талант и мастерство того, кто держит камеру. «Цифровой глаз» – всего лишь продолжение глаза человека – художника, любителя… или разведчика. Человек видит им то, что хочет, и то, как умеет. Приборы не лучше людей, они только усиливают их возможности – и долгая тайная и явная история цифровой фотографии это ясно демонстрирует.
 
Первоисточник: www.slon.ru    
   
Приходько Валентин Иванович
 
«Черная тема».
 
Все, что не подлежит огласке, на языке американского разведсообщества называется «черной темой». Таковой в течение долгих десятилетий являлась космическая разведка, которой в США начали заниматься еще до того, как научились запускать спутники. Не удивляйтесь, но это именно так.
 
Правда, документы о своих первых спутниках-шпионах американцы рассекретили лишь в 1995 году. С тех пор эта история обросла массой подробностей, что позволяет достаточно детально рассказать о первых шагах в данном направлении, а также о том, что из этого получилось.
 
Я не намерен изобретать велосипед, поэтому в своем рассказе воспользуюсь материалами известного американского историка космонавтики Дуэйна Дея (Dwayne A. Day). Он исследовал рассекреченные документы и поведал всему миру и о том, как все начиналось, и как дальше развивались события, и каких успехов достигла спутниковая разведка в США, и какие неудачи были на этом пути. Однако обо всем по-порядку.
 
В 1954 году из недр организации, носившей название «РЭНД» (о ее деятельности я уже рассказывал в этой книге), вышел отчет под заголовком «Обратная связь» (Feed Back). Он содержал результаты исследований, проведенных в предшествующие восемь лет. В отчете утверждалось, что спутник, использующий телевизионную камеру, может дать полезные фотографии Советского Союза и выявить большие структуры, такие как аэродромы, заводы и порты.
 
Но этот документ мог бы еще долго пылиться в архивах с грифом «Совершенно секретно», если бы в Центре авиационных разработок имени Райта на авиабазе Райт-Паттерсон в Дейтоне, штат Огайо, с ним не ознакомились младшие офицеры Квентин Рип (Quentin Riepe) и Джеймс Кулбау (James Coolbaugh). Материалы отчета так их заинтересовали, что они загорелись идеей реализовать содержащиеся в отчете идеи на практике. Им удалось собрать некоторое количество денег с различных лабораторий электроники на базе и приступить к разработке технологий, необходимых для спутника.
 
Рип, Кулбау и еще несколько человек, которых дали им в помощь, считали, что идея спутника с телевизионной камерой на борту жизнеспособна – в частности потому, что уже полным ходом шла разработка межконтинентальной баллистической ракеты Atlas, мощности которой хватало для запуска аппарата на околоземную орбиту.
 
К 1956 году над проектом спутника, который теперь назывался Weapons System 117L (WS-117L, «Система оружия»), работало с полдюжины офицеров военно-воздушных сил во главе с подполковником Биллом Кингом (Bill King). Они провели конкурс для выбора подрядчика по разведывательному спутнику. Победила компания Lockheed, инженеры которой заявили, что телевизионная камера недостаточно хороша для разведывательной съемки. У них также были опасения, что при записи телевизионных сигналов на магнитную ленту могут возникнуть проблемы, так как бобины с лентой будут вращаться с высокой скоростью.
 
Вместо этого сотрудники Lockheed предложили использовать фотокамеру с пленкой, делавшей длинный и узкий снимок, который проявлялся прямо на борту. Далее фотографии планировалось сразу же сканировать и передавать изображение на Землю по радио. Такой спутник получил название фототелевизионного (film-readout satellite).
 
Несмотря на привлекательность этой идеи, ВВС США отказали проекту спутника в финансировании. Они не посчитали нужным тратить деньги на то, что не имеет крыльев и не может сбрасывать атомные бомбы.
 
Проект Lockheed не получил поддержки и в других правительственных структурах США. Сами понимаете, что такого понятия как частные инвестиции в космическую отрасль тогда еще просто не было.
 
Однако уже в 1957 году два эксперта по разведке из «РЭНДа» – Мертон Дэвис (Merton Davies) и Амром Катц (Amrom Katz) – выдвинули предложение о доставке пленки на Землю с помощью возвращаемой капсулы. Они считали, что применение новых материалов для покрытия капсулы поможет сохранить ее содержимое от губительного воздействия высоких температур при прохождении плотных слоев атмосферы. По их мнению, пленка содержала намного больше информации, чем можно было передать по радиоканалу.
 
Дэвису и Катцу удалось убедить в своей правоте руководителей программы WS-117L. Но так как денег у программы было очень мало, решили обратиться к ЦРУ за средствами для разработки этого нового полезного груза.
 
Вероятно, работа по созданию разведывательного спутника продолжалась бы в таком неспешном режиме еще достаточно долго, если бы не первый советский спутник. Он все изменил.
 
Командование американских военно-воздушных сил вдруг решило, что космос жизненно необходим, и резко увеличило финансирование программы WS-117L. Фототелевизионный спутник вскоре получил наименование Sentry («Часовой»). В ВВС планировали построить «пионерный» вариант, чтобы проверить технологию, а затем и усовершенствованную версию, которая бы производила разведку для практического использования.
 
Но эту разработку, по самым скромным подсчетам, можно было завершить не ранее 1960 года. В то время как малый возвращаемый спутник с фотопленкой можно было сделать намного быстрее и запускать меньшей ракетой Thor.
 
По рекомендации своих научных советников, президент США Дуайт Эйзенхауэр утвердил эту новую спутниковую программу в феврале 1958 года и распорядился, чтобы она разрабатывалась скрытно. Имелось в виду, что программа настолько секретна, что лишь несколько человек должны были знать, что она вообще существует. Программой стало заведовать Центральное разведывательное управление, которое платило за камеру и за космический аппарат; ВВС предоставляли ракету и всевозможное обеспечение.
 
Во главе работ по фоторазведывательному спутнику встал кадровый сотрудник ЦРУ Ричард Бисселл (Richard Bissell). Разработка современных технических средств для слежения за территорией СССР была для него не в новинку. Несколькими годами ранее именно Бисселл возглавлял работы по разведывательному самолету U-2, выполнявшему секретные полеты над СССР, Китаем и другими социалистическими странами.
 
Проект получил название Corona («Корона»). Правда, это имя, как и большинство кодовых имен разведывательных спутников, обычно писалось одними заглавными буквами: CORONA. Любопытно, как родилось это название. Бисселл диктовал технические требования к спутнику офицеру, который тут же печатал их на печатной машинке Smith-Corona. И когда потребовалось имя для спутниковой программы, именно этот офицер и пред ожил Corona. Простенько, и никто не догадается. Так и получилось.
 
В самом начале разработки Бисселл сделал важное изменение в конструкции космического аппарата. Первоначально проектом предусматривалась установка небольшой камеры внутри маленького вращающегося спутника. Однако Бисселл узнал о разработке более мощной камеры в молодой компании Itek. Эта камера, созданная по проекту Уолтера Левисона (Walter Levison), качалась взад и вперед, давая изображение на длинной полосе пленки с высоким разрешением. В дальнейшем она получила название панорамной камеры, но требовала стабильной платформы.
 
Как нельзя лучше для этих целей подходила верхняя ступень ракеты-носителя Agena, которую сначала хотели отделять от спутника после запуска, но потом решили сделать частью конструкции разведывательного аппарата. На ней предполагалось устанавливать камеру, а экспонированную пленку можно было направлять на приемную катушку в отделяемом возвращаемом аппарате. Бисселл посчитал такое решение оптимальным, и предоставил компании Itek контракт на разработку такой камеры.
 
В конце 1950-х годов спутник CORONA считался «промежуточным» вариантом. Планировалось, что ЦРУ построит 20 таких аппаратов и, начиная с 1959 года, будет с интервалом около месяца выводить их в космос. К моменту запуска последнего из этих аппаратов, должен был появиться более крупный и сложный спутник ВВС Samos. О нем я расскажу чуть позже.
 
Однако этим планам не суждено было сбыться. Все оказалось не так просто, и космос еще не раз и не два показывал свой норов.
 
Первый испытательный запуск CORONA состоялся в феврале 1959 года с космодрома на базе ВВС США Ванденберг в Калифорнии. Он был неудачен. Как и второй пуск, и третий. При четвертом запуске аппарат нес первую разведывательную камеру, но так и не вышел на орбиту.
 
Возникали и другие проблемы. К лету 1960 года CORONA потерпела двенадцать неудач подряд. Бывало, возвращаемые аппараты уходили на неправильные орбиты. Бывало, сгорали в атмосфере. Участники программы всерьез опасались ее закрытия, но президент Эйзенхауэр считал CORONA слишком важной и продолжал поддерживать.
 
Наконец в августе 1960 года первая возвращаемая капсула успешно опустилась на Землю. Американцы всего на несколько часов опередили в этом вопросе своих главных конкурентов – Советский Союз. Правда, советским конструкторам удалось возвратить с орбиты живых существ, собак Белку и Стрелку.
 
Несколько слов о том, как американцы возвращали пленку с орбиты. Капсула с разведывательными материалами после отделения от основного аппарата входила в атмосферу, где и происходило ее торможение. При этом корпус капсулы обгорал в плотных слоях. Когда скорость снижалась до разумных пределов, происходил отстрел теплозащитного экрана и оставался округлый контейнер, называемый «ведром». На большой высоте выпускался маленький парашют, который вытягивал основной купол. На нем капсула и опускалась к северо-западу от Гавайских островов. Когда «ведро» спускалось над океаном, над ним пролетал транспортный самолет ВВС и тянул за собой трос, удерживаемый двумя длинными шестами. Трос был усажен крючками, и один или несколько из них должны были зацепить и прочно держать стропы парашюта. Затем экипаж самолета втягивал трос и маленькую капсулу.
 
Первые фотографии территории СССР американцы получили во время полета четырнадцатой CORONA (открытое наименование спутника – Discoverer-14). Снимки были не очень хороши, но выявили множество военных объектов на обширной советской территории, о которых руководители американской разведки даже не подозревали.
 
Вскоре запуски CORONA стали регулярными. Поначалу их надежность оставляла желать лучшего: 25 % успешных миссий в 1960 году, 50 % – в 1961 году, 75 % – в 1962 году.
 
Как вы помните, к этому времени CORONA должна была уже смениться спутниками Samos, более мощными и более совершенными космическими аппаратами, разработку которых вели ВВС США. К лету 1960 года эта программа сильно разрослась. Теперь она состояла из фототелевизионных спутников Samos Е-1 и Samos Е-2, а также спутника с возвращаемым аппаратом Samos Е-5. Samos Е-1 был оснащен камерой низкого разрешения, предназначенной главным образом для демонстрации технологии. Samos Е-2 имел камеру более высокого разрешения и претендовал на звание рабочего спутника. Внутри большой герметичной возвращаемой капсулы спутника Samos Е-5 устанавливался сильно увеличенный вариант базовой камеры CORONA.
 
Название Samos Е-3 относилось к закрытому проекту фототелевизионного спутника, использующего технологию, отличную от аппаратов E-1 и E-2. Наконец, Samos Е-4 был картографическим спутником, разработка которого была прекращена после того, как в 1959 году стартовала другая программа, известная как KH-5 ARGON (КН – Key Hole – «замочная скважина»). Этот аппарат использовал ракету Thor и оборудование CORONA, в частности возвращаемый аппарат.
 
Как я уже отмечал, программа CORONA рассматривалась как временная. Предполагалось, что когда она закончится, ЦРУ уйдет из области спутниковой разведки, полностью передав это поле деятельности ВВС. Однако у летчиков дела с Samos не ладились. К лету 1960 года были закрыты проекты Samos Е-1 и Samos Е-2, хотя три испытательных запуска аппаратов этих типов все же состоялись. Затем утвердили проекты двух новых спутников, которые, как и CORONA, использовали возвращаемые капсулы. Одним из них был аппарат, названный Samos Е-6, другим – спутник особо высокого разрешения GAMBIT.
 
Samos Е-6 использовал большой возвращаемый аппарат и две панорамные камеры, разработанные компанией Eastman Kodak. Первый его запуск состоялся в 1962 году и был неудачным. Еще четыре запуска также были неудачны, и к 1963 году проект был закрыт.
 
А CORONA тем временем продолжала работать. Она стала очень надежной и успешной разведывательной системой. Тем более что непрерывно шли работы по совершенствованию как самого спутника, так и камер, которые на него ставились.
 
Первые модели, известные как KH-1, KH-2 и KH-3, вскоре заменили на КН-4, обладавшие большими возможностями. В этом аппарате, известном как MURAL, было две камеры вместо одной. Каждая камера была слегка наклонена в сторону другой, и они делали снимки поверхности под разными углами. Так получали стереофотографии, которые позволяли экспертам делать точные измерения наземных объектов.
 
Сначала самые малые объекты, которые можно было обнаружить на пленке, имели размер 10 метров. Но к 1963 году этот показатель был улучшен до 4 метров, а к 1968 году – до 2 метров. Однако фотографии были недостаточно хороши для того, чтобы определить технические характеристики объекта, к примеру, сколько топлива может нести данная ракета или самолет.
 
Спутники типа Samos Е-5, которые могли бы внести некоторую ясность в эти вопросы, запускались в начале 1960-х годов трижды. Ни один из стартов не был успешным, поэтому программа была закрыта, а мощную фотокамеру от Samos адаптировали для использования на космическом аппарате типа CORONA и его возвращаемой капсуле. Такой аппарат получил название KH-6 LANYARD.
 
В 1963 году были предприняты три попытки запуска аппаратов нового типа, но лишь один из них был успешным. Поэтому, как только началась разработка другого аппарата, известного как GANBIT, проект LANYARD был закрыт.
 
Спутник типа GAMBIT нес мощный телескоп, который использовал зеркало для фокусирования изображения на небольшую полоску пленки. Другое зеркало смотрело с аппарата вбок и отражало Землю в камеру. По мере того, как спутник двигался над Землей, изображение поверхности двигалось сквозь камеру. Пленка же протягивалась мимо небольшой щели с той же самой скоростью, с какой двигалось изображение. Такая стрип-камера (strip camera) давала фотографии очень высокого качества, которые можно было использовать для получения технических данных.
 
Первый GAMBIT, известный как KH-7, был запущен в 1963 году, и этот полет был признан частично успешным. В течение нескольких следующих миссий происходило совершенствование космического аппарата. Первые снимки от GAMBIT показывали объекты на Земле размером около 1,1 метра, но уже через несколько лет камеры спутников делали фотографии, выявляющие объекты поперечным размером около 0,6 метра. Отражающее зеркало могло также слегка двигаться, чтобы изменить угол изображения и получить стереоснимки, а спутник можно было наклонить в одну или другую сторону, чтобы навести на цели, расположенные не непосредственно под ним.
 
Однако более высокое разрешение досталось спутнику GAMBIT не просто: его камера могла фотографировать лишь небольшие области земной поверхности. Поэтому разведывательные спутники работали, как правило, в паре: CORONA выявляла цели, а GAMBIT производил съемку важнейших из них.
 
К середине 1960-х годов в США ежемесячно запускались по одному спутнику CORONA и по одному GAMBIT. Каждый спутник работал примерно четверо суток, прежде чем отстрелить свою возвращаемую капсулу и вернуть пленку на Землю.
 
Приблизительно тогда же появилась новая модель космических аппаратов, известная как КН-4А, со вторым возвращаемым аппаратом, что удвоило возможности спутника. Теперь CORONA делала снимки вскоре после запуска и спускала первый возвращаемый аппарат в течение четырех суток. Затем она переходила на несколько дней в спящий режим, а потом включалась и снимала вновь. Новые снимки доставлялись затем на Землю во второй капсуле, и это удваивало количество возвращаемой пленки при минимальных дополнительных затратах.
 
Успех CORONA и проблемы со спутниками других типов привел к тому, что ЦРУ осталось вовлеченным в спутниковую разведку дольше, чем планировалось первоначально. Участие цэрэушников продолжалось даже после того, как в начале 1960-х годов было создано Национальное разведывательное управление (National Reconnaissance Office, NRO), чтобы оно руководило спутниковыми разведывательными программами.
 
В 1962 году отношения между двумя разведывательными ведомствами резко ухудшились. В свете этого ЦРУ начало несколько новых программ спутниковой разведки самостоятельно, без согласия NRO. Одна из них первоначально была названа FULCRUM, а потом переименована в КН-9 HEXAGON. Космический аппарат, созданный в рамках этого проекта, был массивным спутником, размером со школьный автобус. Он оснащался двумя мощными камерами, четырьмя или пятью возвращаемыми аппаратами и требовал для запуска на орбиту мощной ракеты Titan-3.
 
HEXAGON предназначался для замены CORONA, и уже во время своего первого полета в июле 1971 года он достиг успеха. Его камеры позволяли делать фотоснимки с разрешением всего 20 сантиметров. До середины 1980-х годов было запущено 20 спутников HEXAGON. Каждый из них, в отличие от спутников CORONA с их коротким временем жизни, оставался на орбите помногу месяцев.
 
В 1967 году состоялась замена спутников КН-7 GAMBIT более совершенной моделью, известной как КН-8. Новый космический аппарат имел более мощную камеру, и в 1970-е годы он уже мог фотографировать объекты размером менее 10 сантиметров.
 
КН-7 и ранние модели КН-8 имели всего лишь один возвращаемый аппарат, но к 1969 году в эксплуатацию была принята новая модель KH-8, которая несла два возвращаемых аппарата.
 
Последняя модель CORONA известна как KH-4B, и до 1972 года включительно было запущено 17 таких аппаратов. После этого они были окончательно списаны и заменены на HEXAGON.
 
Спутники КН-8 GAMBIT продолжали летать до середины 1980-х годов и получали фотографии самого высокого качества, непревзойденные ни одним летавшим аппаратом.
 
Несмотря на очевидные преимущества, у всех вышеназванных спутников был один существенный недостаток – они работали недостаточно быстро. Точнее, недостаточно быстро на Земле можно было получить результаты разведывательной деятельности, то есть фотопленку. В среднем сделанные с орбиты фотографии могли попасть на стол аналитикам в Пентагоне не раньше чем через неделю после проведения съемки. За эти дни обстановка могла в корне измениться. К примеру, во время вторжения стран – членов Организации Варшавского договора в Чехословакию в 1968 году, один из спутников CORONA сделал хорошие фотографии, которые показывали, что ввод войск вот-вот начнется. Однако они попали на Землю лишь тогда, когда ввод войск уже начался.
 
В 1960-1970-е годы ЦРУ и NRO исследовали различные технологии обеспечения космической разведки в режиме реального времени. Однако все они оставались непригодны, пока не были созданы чувствительные устройства, которые могли превращать свет непосредственно в электрическую энергию. Первый аппарат нового типа был запущен в 1976 году. Спутник получил обозначение КН-11 KENNAN. Он имел массивное зеркало, в фокусе которого находилась ПЗС-матрица (сокращение от «прибор с зарядовой связью»). Она превращала свет в электрические сигналы, а они преобразовывались в радиосигналы, которые затем передавались на Землю.
 
Теперь не было необходимости в возвращаемых капсулах, но KH-11 не делал ни снимков больших площадей, как HEXAGON, ни снимков исключительно высокого качества, как KH-8. Поэтому оба этих спутника с доставкой пленки оставались на службе еще более 10 лет после того, как начал работать КН-11.
 
Сегодняшние американские разведывательные спутники являются наследниками проекта KH-11. Но до того как мы узнаем подробности их устройства, пройдет еще около тридцати лет...
 
Первоисточник: www.planeta-zemla.info  
 
А.Андронов, Р.Шевров
 
Американские космические системы видовой разведки
 
Работы по созданию систем видовой космической разведки начались в США в конце 50-х годов. Их вели ВВС и ЦРУ в рамках программы WS-117L по трем взаимосвязанным проектам - «Корона», «Сентри» и «Мидас». Лучшие результаты были достигнуты в ходе исследований по проекту «Корона», согласно которому на экспериментальных ИСЗ типа «Дискавери» отрабатывалось функционирование аппаратуры фоторазведки, а также возвращение отснятой на орбите пленки на Землю в капсулах.
 
В августе 1960 года были получены первые снимки территории СССР из космоса, необходимые американским специалистам для оценки работ по советской ракетной программе в связи с вынужденным прекращением в мае 1960 года полетов высотных самолетов-разведчиков U-2. Для возвращения фотопленки использовались капсулы производства фирмы «Дженерал электрик» (размер 0,7 х 0,8 м, масса около 90 кг), которые отстреливались от космического аппарата (КА) и после торможения опускались на парашюте в назначенном районе Тихого океана. Несмотря на отдельные неудачи (например, одна из капсул из-за неполадок упала в советском районе Арктики), проект «Корона» положил начало оперативным системам космической фоторазведки, применявшимся до середины 80-х годов.
 
По второму проекту - «Сентри» - разрабатывалась аппаратура видовой разведки, позволяющая передавать полученные данные на Землю по радиоканалу. Рассматривалась возможность съемки с помощью бортовых телевизионных систем фотопленок, проявленных на борту КА (по аналогии с камерами «Поляроид»), а также непосредственно поверхности Земли. При высокой оперативности передачи информации (в пределах нескольких часов) эта аппаратура по сравнению с капсульными фотосистемами имела невысокую разрешающую способность. По свидетельству экспертов, первые снимки, переданные с борта экспериментальных ИСЗ «Сэмос», были такого низкого качества, что их не удалось привязать к конкретным географическим районам. После доработок данная аппаратура стала использоваться для обзорной видовой разведки. По сообщениям американской прессы, со спутников «Сэмос» были обнаружены строящиеся советские атомные ракетные подводные лодки и шахтные пусковые установки межконтинентальных баллистических ракет СС-7 и -8.
 
Научно-технический задел, полученный в результате реализации проекта «Сентри», позволил НАСА в 1966 - 1968 годах с помощью КА «Лунар орбитер» осуществить дистанционную съемку поверхности Луны с целью выбора мест будущих посадок космических кораблей серии «Аполлон». Основная аппаратура ИСЗ массой всего 66 кг включала камеру с двумя объективами, оборудование для проявления пленки (фирмы «Истмэн Кодак») и построчной передачи изображений по радиоканалу («Си-би-эс лэбораториз» и «Филко-Форд»). По оценкам американских специалистов, использование в такой камере объектива с фокусным расстоянием до 1 м позволило бы спутникам типа «Сэмос» получать изображения наземных объектов с разрешающей способностью около 2 м.
 
Реализация проекта «Мидас», предусматривавшего разработку космической аппаратуры обнаружения теплового излучения факелов межконтинентальных баллистических ракет, привела к созданию в конце 60-х годов системы обнаружения пусков баллистических ракет IMEWS (Подробнее об этом см.: Зарубежное военное обозрение. -1994. - N 12. - С.34 - 40. - Ред..)
 
Для координации усилий различных ведомств в области космической разведки в августе 1960 года организовано национальное управление по разведке (NRO - National Reconnaissance Office), куда вошли представители ЦРУ, ВВС и ВМС США, а в 1961-м был сформирован национальный центр дешифровки фотоизображений (NPIC - National Photo Interpretation Centre), расположенный в пригороде Вашингтона.
 
Совершенствование систем видовой разведки проходило по следующим направлениям: повышение надежности, увеличение разрешающей способности и срока активного функционирования ИСЗ, оптимизация параметров рабочих орбит.
 
Все американские спутники видовой разведки с 70-х годов запускаются с Западного ракетного полигона (авиабаза Ванденберг, штат Калифорния) на полярные солнечно-синхронные орбиты, что обеспечивает просмотр участков Земли в одно и то же местное время. При этом используются, как правило, так называемые «утренние» орбиты, которые позволяют просматривать поверхность Земли на нисходящей части витка утром (с 9 до 11 ч по местному времени). Увеличение срока активного функционирования ИСЗ с нескольких недель до нескольких месяцев обеспечило к середине 70-х годов сокращение ежегодного количества запусков космических аппаратов с шести до одного, а с 1977 года дало возможность держать на орбите постоянно, как минимум, один спутник видовой разведки. Опыт эксплуатации первых систем фоторазведки привел к необходимости разделения функций детальной (close-look) и обзорной (area surveillance) разведки. Обзорные системы с широкой полосой захвата (100 - 400 км) использовались для просмотра обширных участков местности с целью поиска нужных объектов, которые в дальнейшем подвергались детальной съемке при небольшой полосе просмотра (10-20 км), но с высоким разрешением.
 
Наиболее совершенным американским ИСЗ детальной фоторазведки является КН-8 (американские спутники видовой разведки имеют наименование keyhole - «замочная скважина»). Эти космические аппараты, известные еще как «Гамбит» или «Сэмос-М», эксплуатировались в 1966 - 1984 годах и стали самыми распространенными американскими ИСЗ видовой разведки (на орбиту было запущено около 50). КН-8, разработанный фирмой «Локхид» на базе ступени «Аджена» с двигательной установкой многократного включения, предназначался для съемки стратегических объектов с высокой разрешающей способностью (до 0,2 м - наилучший показатель, достигнутый американскими КА детальной разведки).
 
Высокое разрешение достигалось путем установки на спутнике длиннофокусной оптической системы и уменьшения высоты перигея орбиты до 120 км. Для компенсации падения высоты из-за торможения ИСЗ в верхних слоях атмосферы и удержания перигейного участка орбиты над Северным полушарием ежесуточно проводились маневры по коррекции параметров орбит. Из-за большого расхода топлива срок функционирования КА на орбите в 60-х годах составлял около 10 сут, но затем в результате модернизации бортовых систем спутника продолжительность эксплуатации была увеличена до 125 сут. Последние образцы КН-8, запускавшиеся в 80-х годах, предназначались для отработки перспективной аппаратуры видовой разведки (в частности, системы передачи изображений по радиоканалу) в рамках программы FROG (Film Read-Out Gambit).
 
По данным американской печати, основными задачами этих спутников в 70-х годах были: поиск шахтных пусковых установок новых советских МБР; наблюдение за стратегическими базами и комплексами ПРО и ПКО; слежение за ходом боевых действий между Ираком и Ираном, а также в Афганистане. В 1984 году ИСЗ КН-8 (международный номер 84 391) активно использовался для съемки района боевых действий, которые велись между советскими войсками и отрядами афганской оппозиции в долине р. Панджшер. Результаты космической разведки, согласно сообщениям печати, передавались афганским боевикам, чтобы они могли избежать ударов советских войск. В 80-х годах специалисты Пентагона предоставляли Ираку спутниковые снимки территории Ирана, которые позволяли планировать ракетные и авиационные удары по объектам противника.
 
Для наведения спутников детальной разведки КН-8 использовались данные предварительного нацеливания, получаемые от ИСЗ обзорной фоторазведки типов КН-7 (с 1966-го по 1972-й) и КН-9 (с 1971-го по 1984-й). На базе широкоформатной оптической системы, разработанной фирмой «Айтек» для КН-7, в дальнейшем была создана широкоформатная камера LFC (Large Format Camera), которая в 1984 году устанавливалась в грузовом отсеке космического корабля «Шаттл» и применялась для картографической съемки местности (рис. 1). Ее масса 430 кг, размер 1,3x0,7x0,9 м, фокусное расстояние объектива 30,5 см, формат пленки 23x46 см, разрешающая способность камеры 90 лин/мм .
 
При высоте орбиты 180 км (типовая высота перигея КН-7) размер кадра на местности составляет 270x136 км, а разрешающая способность - менее 10 м. Камера LFC позволяет получать цветные и черно-белые снимки, а также формировать стереопары с точностью определения высотного рельефа местности до 9 м. Последние применяются картографическим управлением министерства обороны США для разработки цифровых карт рельефа местности, используемых в системах наведения крылатых ракет.
 
В 1966 - 1971 годах фирма «Локхид» на основе базовой ступени «Аджена» разработала ИСЗ КН-9 (LASP), который предназначался для комплексного решения задач обзорной и детальной видовой разведки. В состав бортовой аппаратуры спутника входили оптические системы двух типов: длиннофокусная камера детальной фоторазведки (масса 8,1 т) фирмы «Перкин-Эльмер»; камера обзорной фоторазведки («Истмэн Кодак»).
 
Для возвращения на Землю отснятой фотопленки на КА имелись четыре - шесть капсул. Предполагается, что информация обзорной разведки могла быть передана также по радиоканалу через бортовую антенну диаметром 6 м.
 
Рис.1. Внешний вид и компоновочная схема широкоформатной камеры LFC:
1 - объектив;
2 - устройство смены фильтра;
3 - термозащитные крышка и кожух объектива;
4 -затвор объектива;
5 - устройство протяжки пленки
 
В процессе совершенствования бортовой аппаратуры в 1973 году на борту ИСЗ LASP-5 дополнительно была установлена широкоформатная камера для картографической съемки местности с высокой точностью определения координат целей в интересах картографического управления министерства обороны США. В 1977 году появились сообщения о размещении на ИСЗ LASP-13 аппаратуры радиотехнической разведки. Программа запусков КА типа КН-9 завершилась в 1986 году после неудачной попытки вывести на орбиту последний, 20-й образец. Благодаря менее интенсивному (трехсуточному) циклу проведения коррекций продолжительность их функционирования, в начале 70-х годов составлявшая всего 40 - 50 сут, к 1984-му достигла 275 сут.
 
Как сообщалось в западной прессе, основными объектами разведки КА КН-9 по-прежнему оставались советские стратегические объекты и полигоны. Один из спутников (КН-9 N 18) использовался в 1983 году во время поиска района строительства новой РЛС для обнаружения пусков МБР под Красноярском (была выявлена лишь спустя 18 месяцев после начала строительства) и для картографической съемки территории европейской части СССР. На основе полученных данных разрабатывались полетные задания для американских крылатых ракет, размещаемых в Западной Европе.
 
Главным недостатком систем детальной фоторазведки считалась низкая оперативность доставки информации (2-5 сут), что стало очевидным при ведении разведки в ходе шестидневной арабо-израильской войны 1967 года, когда все добытые американцами данные представляли лишь «исторический интерес» и не могли быть использованы для оценки развития конфликта. В 1967 году были разработаны требования к новым ИСЗ оптико-электронной разведки (ОЭР), которые позволяли получать снимки объектов с высоким разрешением и передавать их на наземные пункты в масштабе времени, близком к реальному. В качестве основного разработчика такого спутника (КН-11) была выбрана фирма «Томсон - Рамо - Вулдридж».
 
Согласно требованиям спутниковая система ОЭР должна была обеспечивать ежесуточный обзор любого участка земной поверхности, получение изображений объектов с очень высоким разрешением и передачу их в центр обработки с минимальной задержкой по времени. В ее состав входили два КА КН-11, подсистема спутников-ретрансляторов типа SDS (Satellite Data System), а также центр управления и приема данных в Форт-Бельвуар, штат Вирджиния (рис. 2).
 
Высокая разрешающая способность (около 15 см) с высоты 270 км достигалась благодаря установке на борту КН-11 длиннофокусного оптического телескопа и фотоприемника на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС). Так называемые ПЗС-матрицы были созданы в конце 60-х годов «Белл телефон лэбораториз» и при относительно небольших размерах имели несколько десятков тысяч детекторов (для сравнения, у современной ПЗС-матрицы, установленной на борту космического телескопа НАСА «Хаббл», имеется 640 000 элементов, каждый размером 15x15 мкм). Оптическая система КА КН-11 построена по двухзеркальной схеме Кассегрена: диаметр основного зеркала 2,3 м, вторичного более 0,3 м (оптическая система телескопа «Хаббл» с аналогичными характеристиками имеет эффективное фокусное расстояние 57,6 м).
 
Рис.2 Схема организации управления и передачи данных в системе ОЭР на базе ИСЗ KH-11
 
Высокая оперативность достигается передачей изображений объектов по радиоканалу в сантиметровом диапазоне радиоволн через спутники-ретрансляторы. Для обеспечения непрерывного радиоконтакта между центром управления и разведывательными ИСЗ, пролетающими над Северным полушарием, КА SDS выводятся на вытянутые наклонные 12-часовые орбиты типа «Молния» (наклонение 64°, высоты орбиты в апогее и перигее соответственно 39 000 и 600 км). В состав подсистемы ретрансляторов входят, как минимум, три спутника SDS, плоскости орбит которых разнесены на 120° относительно друг друга. Они движутся по одной трассе, поочередно зависая на рабочих апогейных участках, размещенных над Атлантическим и Тихим океанами.
 
Увеличения срока эксплуатации спутников КН-11 по сравнению с фоторазведывательными ИСЗ удалось достичь благодаря использованию более высоких орбит и менее частому осуществлению коррекций. Сравнительные данные по циклам коррекций орбит КА КН-8, -9 и -11 приведены на рис. 3. В системе ИСЗ ОЭР применяются два вида коррекций: с целью поддержания средней высоты и для фазирования трасс двух КА (чтобы исключить возможность возникновения непросматриваемых зон). В отличие от ИСЗ фоторазведки не выполняются маневры спутников ОЭР для удержания перигейных участков орбит над Северным полушарием.
 
Увеличения срока эксплуатации спутников КН-11 по сравнению с фоторазведывательными ИСЗ удалось достичь благодаря использованию более высоких орбит и менее частому осуществлению коррекций. Сравнительные данные по циклам коррекций орбит КА КН-8, -9 и -11 приведены на рис. 3.
 
В системе ИСЗ ОЭР применяются два вида коррекций: с целью поддержания средней высоты и для фазирования трасс двух КА (чтобы исключить возможность возникновения непросматриваемых зон). В отличие от ИСЗ фоторазведки не выполняются маневры спутников ОЭР для удержания перигейных участков орбит над Северным полушарием.
 
Рис. 3. Сравнительные данные по ц     иклам коррекции ИСЗ КН-8, -9 и -11   
 
КН-11 выводятся на солнечно-синхронные орбиты, плоскости которых образуют угол 48 - 52° и расположены симметрично относительно направления на Солнце. При таком баллистическом построении системы один из спутников ведет разведку объектов на поверхности Земли на нисходящих витках с 10 до 11 ч по местному времени («утренний» КА, одна плоскость), а второй - с 13 до 14 ч («послеполуденный», другая). Это обстоятельство улучшает условия дешифровки изображений, так как на снимках одного и того же объекта, сделанных двумя спутниками, тень находится по разные стороны от него. Дальнейшая наземная цифровая обработка изображений позволяет повысить их контрастность, устранить влияние дымки, а в некоторых случаях даже выявить объекты, расположенные в тени зданий. Бортовая аппаратура КН-11 может функционировать в трех режимах: покадровой съемки небольших участков земной поверхности с максимальной разрешающей способностью до 0,15 м, непрерывной съемки (в виде непрерывной полосы) и площадной съемки местности (разрешение около 1 м).
 
Система ОЭР, развернутая в полном составе в 1976 - 1980 годах, до середины 80-х привлекалась наряду с системами фоторазведки в основном для ведения военно-технической разведки в интересах ВВС и ЦРУ, в частности для определения некоторых характеристик новых образцов советской военной техники. По данным зарубежной печати, с помощью КН-11 впервые удалось получить снимки нового стратегического бомбардировщика Ту-160, космического корабля многоразового использования «Буран» (можно было даже различить его название, написанное на борту), авианесущего корабля «Адмирал флота Н.А.Кузнецов» и других военных объектов.
 
Снимки с КН-11 активно использовались при планировании операции по освобождению американских заложников в Иране в 1980 году (после ее провала иранская сторона захватила и опубликовала несколько секретных фотографий). Фотоснимки советского авианосца, строящегося на верфи в г.Николаев (рис. 4), сделанные с борта КН-11 (разрешающая способность 0,3 м), были опубликованы в 1984 году в журнале «Джейн'с дефенс уикли», за что сотрудник одной из разведслужб США, передавший их английскому журналу, был приговорен к тюремному заключению.
 
По свидетельству ряда американских экспертов, фотографии наиболее важных объектов предоставлялись лично президенту США через 40 - 50 мин после пролета спутника над районом разведки.
 
Бортовая подсистема стабилизации и ориентации космического аппарата КН-11 рассчитана на сопровождение целей с высокой угловой скоростью перемещения. Эта особенность позволяет использовать спутники такого типа для съемки других ИСЗ в космосе.
 
Рис. 4. Снимок авианосца, строящегося на судоверфи
в г. Николаев, сделанный со спутника КН-11 в 1984 году
(видны полосы элементов ПЗС-матриц,
сканировавшие по полю кадра)
 
По сообщениям печати, в 1982 году КН-11-4 привлекался к съемке орбитальной ступени «Колумбия» для оценки состояния теплозащитного покрытия корабля перед его посадкой.
 
Основными факторами, ограничивающими применение подобных спутников, являются метеообстановка в районе разведки и условия освещенности. В связи с этим планирование работы спутников осуществляется после предварительной оценки передаваемых с борта ИСЗ типа «Блок-5D2» военной системы DMSP (Defence Meteorological Satellite Program) данных метеоразведки о состоянии облачного покрова, осуществляемой в метеоцентре ВВС США на авиабазе Оффут (штат Небраска).
 
Главными недостатками первых спутников КН-11 были ограниченные возможности при съемке обширных площадей, относительно невысокие характеристики энергетической и оптической подсистем, а также сравнительно низкая общая производительность. После модернизации КН-11 американские специалисты в 1984 году отказались от дальнейшей эксплуатации ИСЗ фоторазведки.
 
Первый усовершенствованный КА КН-11-6 (известен также под наименованием «Усовершенствованный Кристалл»), выведенный на орбиту в 1984 году, явился самым «долгоживущим» американским спутником видовой разведки. Срок его активного функционирования значительно превзошел расчетный и составил более девяти лет. После серии маневров высота апогея его орбиты впервые превысила 1000 км и стала типовой для всех последующих ИСЗ данного типа. Она позволяет этим космическим аппаратам решать задачи видовой разведки, которые ранее возлагались на фоторазведывательные КА, имеющие широкую полосу захвата (при работе в режиме детальной съемки с высоты 1000 км размер кадра на местности составляет 10 - 15 км, а разрешение 0,6 - 1,5 м, что сравнимо с соответствующими характеристиками спутников детальной фоторазведки).
 
Основное отличие усовершенствованного КН-11 - наличие новой широкоформатной картографической камеры ICMS (Improved Crystal Metric System), которая позволяет определять координаты объектов с высокой точностью (ранее эти задачи решались с помощью камеры, устанавливаемой на КН-9). Кроме того, новые КА оснащены более совершенными подсистемами электропитания, передачи данных и орбитального маневрирования, благодаря чему возросла их производительность (количество снимков в течение суток), автономность и продолжительность эксплуатации. Масса ИСЗ увеличилась на 1,5 т (до 14т), а срок активного существования - с двух до пяти лет.
 
В период с 1984 по 1992 год на орбиту были выведены четыре КА КН-11 усовершенствованного типа (NN 6-9). Первый из них из-за неудачных запусков других американских разведывательных ИСЗ в 1985 и 1986 годах на протяжении почти двух лет был единственным спутником системы, и только после запуска (1987) КН-11-7 ее удалось восстановить в полном составе. В 1988 году место КН-11-6 занял новый спутник - КН-11-8, однако старый КА впервые был выведен в резерв (до ноября 1994 года), а не сведен, как обычно, с орбиты. Наиболее совершенный спутник (N 9), запущенный в 1992 году, заменил КН-11-7, прекративший свое существование. В настоящее время в системе эксплуатируются два оперативных ИСЗ (NN 8 и 9).
 
Прогресс, достигнутый в 80-х годах в области создания многоэлементных ПЗС-матриц, позволяет довести разрешающую способность бортового телескопа КА КН-11 до теоретически возможного результата - 7 - 10 см, а также установить на его борту усовершенствованную аппаратуру инфракрасной съемки. Согласно приведенным в одном из журналов расчетам, разрешающая способность гипотетического разведывательного КА с оптической системой, аналогичной телескопу «Хаббл», который был создан фирмами -разработчицами ИСЗ видовой разведки, составила около 7 см с высоты 275 км.
 
Первоисточник                                 
 
Сравнительные характеристики космических аппаратов видовой разведки
Тип (програм-
ма), наимено-
вание
Фирма-
разра-
ботчица
Модифи-
кация (годы эксплуа-
тации)
Ракета-
носитель
Параметры орбиты
Срок существо-
вания,
сут
Длина (диаметр),
м;
масса,
т
Разре-
шающая способ-
ность на мест-
ности,
м
Размер кадра на мест-
ности,
км
Способ передачи развед-
информ-
ации
высота в апогее (перигее), км
накло-
нение,
град
КН-8 (920-я), «Гамбит», «Сэмос-М»
«Локхид»
Базовая (1966-1981)
 
Экспери-
ментальная
(1982-1984)
«Титан-3В»
 
 
«Титан-
34В»
400-480
(125-155)
 
320-330
[537 в 1982 г.]
(130-150)
110; 96,5
 
 
96,5; 97,3
7-90
 
 
118-125
8 (1,5);
3.5
 
15 (3);
4.2
0,3
 
 
До 0,2
15-20
 
 
15-20
Капсулы
 
 
Капсулы, по радио-
каналу
КН-9 (647-я), LASP, «Гексагон», «Биг Берд»
«Локхид»
Базовая (1971-1986)
«Титан-
3D»,
«Tитан-
34D»
(с 1983-го)
260-275
(140-170)
96,4
40 - 275
15(3);
12- 13
1.5
 (ОФР)

0,3
(ДФР)
180-200
(ОФР)

18-20
 (ДФР)
Капсулы, по радио-
каналу
КН-11 (1010-я), «Кенан»
 
 
«Томсон- Рамо - Вулдридж»
Базовая (1976-1982)
«Титан-
3D»
530
(270)
96,9
2-3 года
14-15(3); 11-12
0,15
2-3
(ДОЭР)
 
По радио-
каналу через КА SDS
«Усовер-
шенство-
ванный Кристалл»
Усовер-
шенство-
ванная
(с 1984-го)
«Титан-
34D», «Титан-4»
1020
(270)
97,8
4-5 лет
14- 15(3);
12-14
До 0,1
2-3
(ДОЭР)

100-200
(ООЭР)
«Лакросс» («Индиго»), «Лакросс»
«Макдон-
нелл Дуглас»
Базовая
(с 1988-го)
МТКК «Шаттл», «Титан-4»
704
(676)
57 и 68
5-8 лет
15 (3);
14-16
0,6-3
2-3
(ДРЛР)

100-200
(ОРЛР)
По радио-
каналу через КА TDRS
 
                  ОФР - обзорная фоторазведка, ДФР - детальная фоторазведка, ДОЭР - детальная оптико-электронная разведка,
                  ООЭР - обзорная оптико-электронная разведка, ДРЛР - детальная радиолокационная разведка,
                  ОРЛР - обзорная радиолокационная разведка.
Первоисточник                                 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Для сведения:
 
 
 
Возвращаемая капсула советского разведывательного КА.
 
Слева - её полезная нагрузка - катушка фотопленки.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Спускаемая
капсула
спутников
"Корона"