Вклад Российского НИИ Космического приборостроения
в развитие космического телевидения
 А.С. Селиванов. Дальняя космическая связь и космическое телевидение.
 
1. Исследования Луны
 
ФГУП «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения» был организован в 1946 г. в составе шести предприятий, заложивших основу ракетно-космической отрасли страны. Основной направленностью института было создание систем радио- и автономного управления для ракет различного радиуса действия. В институте была разработана радиоаппаратура первого спутника и системы управления ракеты Р-7, которая его вывела на орбиту в октябре 1957 г. С этого времени космическая тематика заняла значительное место в работе института. С самого начала он принимал активное участие во всех программах исследования Луны.
 
Ракета Р7, использовавшаяся для запуска первых спутников Земли, после установки дополнительной ступени смогла обеспечить запускаемому аппарату достижение второй космической скорости, что позволило в Советском Союзе приступить к исследованию Луны и, в дальнейшем, планет Венеры и Марса с помощью автоматических космических аппаратов (КА).
 
Первая в мире наземная станция слежения за лунными КА была разработана институтом для контроля за полетом КА «Луна-1» и «Луна-2», направленных к Луне при запусках в январе и сентябре 1959 г. Станция, работающая в метровом диапазоне, была установлена в Крыму, вблизи поселка Симеиз. Она определила время и место «жесткой» посадки на поверхность Луны КА «Луна-2».
 
В дальнейшем станция в Крыму была усовершенствована, с ее помощью проводилось управление КА, осуществившим впервые в мире фотографирование обратной стороны Луны (КА «Луна-3», октябрь 1959 г.).
 
Первая съемка обратной стороны Луны – выдающееся событие в истории космонавтики, имевшее большое научное, политическое и мировоззренческое значение. Были заложены основы нового научно-технического направления – космического телевидения, без которого в дальнейшем не обошлись многие крупные космические проекты.
 
Как известно, в силу ряда причин, первая съемка охватила примерно 60% площади обратной стороны, что, однако, было вполне приемлемо для первого эксперимента. Завершить съемку обратной стороны Луны удалось в 1965 г., на основе других технических средств, разработанных во ФГУП «РНИИ КП» (КА «Зонд-3»).
 
На всех этапах реализации программы институт активно взаимодействовал с ВНИИТ – разработчиком фототелевизионного устройства (ФТУ) «Луны-3», обеспечивая стыковку с бортовым радиокомплексом, а также прием, регистрацию и последующую совместную обработку фототелевизионной информации на земле.
 
Разработка ФТУ для космических условий – незаурядная инженерная задача. Она была успешно решена сотрудниками ВНИИТ и обеспечила съемку обратной стороны Луны с первого раза. Трудности, стоявшие на пути разработчиков ФТУ, могут быть по-настоящему оценены лишь теми, кто создавал подобную аппаратуру для космоса.
 
Затем, в 1966 г. на орбиту вокруг Луны были выведены три первых ее спутника «Луна-10», «Луна-11» и «Луна-12», проводивших исследование Луны и фотографирование ее поверхности с низкой орбиты. «Луна-11» и «Луна-12» имели в своем составе ФТУ такого же типа, как и на КА «Зонд-3» («Луна-11» была неправильно сориентирована, и съемка поверхности не удалась).
 
Для управления КА, которые должны были выполнить мягкую посадку на поверхность Луны, были разработаны другие станции слежения, установленные вблизи г. Симферополя и на Камчатке, вблизи пос. Елизово.
 
Во ФГУП «РНИИ КП» были разработаны телевизионная и радиотехническая, бортовая и наземная аппаратура для передачи панорам поверхности Луны с посадочных КА. После ряда неудач, впервые в мире мягкая посадка была осуществлена в феврале 1966 г. («Луна-9») и передана на Землю панорама поверхности, окружающей автоматическую лунную станцию (АЛС). Мягкая посадка на Луну была повторена в декабре 1966 г. («Луна-13»).
 
Отличительной чертой панорамных камер, разработанных для этой программы в институте, была их весьма малая масса – 1,4 кг, малое энергопотребление – 2,5 Вт, а также способность работать вне герметичного корпуса АЛС, благодаря реализации идеи так называемого «вакуумного экранирования», что исключало необходимость устанавливать стеклянный иллюминатор – элемент потенциальной ненадежности в условиях, когда посадка могла быть и не вполне мягкой. Конструкция панорамной камеры оказалась весьма удачной, и ее в различных модификациях использовали на других КА.
 
На следующем этапе на Луну была доставлена платформа, оборудованная механизмом для бурения поверхности и забора лунного грунта, упаковки его в герметичный контейнер и стартовым устройством с ракетой для автоматической доставки – впервые в мире – лунного грунта на Землю (12 сентября 1970 г., «Луна-16»). Лунный грунт доставлялся на Землю еще дважды: 1972 г. – «Луна-20» и 1976 г. – «Луна-24». На КА «Луна-20» были установлены панорамные камеры для передачи контрольного изображения поверхности до и после операции взятия лунного грунта.
 
Далее была успешно выполнена программа, по которой на поверхность Луны были доставлены два подвижных управляемых с Земли робота: «Луноход-1» (1970 г.) и «Луноход-2» (1973 г.).
 
Управление первыми роботами на поверхности другого небесного тела – Луны – велось по телевизионному каналу из размещенного в г. Симферополе пункте управления. Рабочее место водителя лунохода было оборудовано экраном системы малокадрового телевидения (МКТВ), разработанной в институте, на котором отображалась поверхность Луны перед луноходом. На предусмотренных программой работы периодических остановках лунохода бортовыми панорамными камерами, которые использовались для топографической съемки и прокладки маршрута, передавались изображения местности вокруг лунохода.
 
Структурной основой сигнала МКТВ был телевизионный вещательный стандарт, который использовался как исходный в передающей камере лунохода, подвергаясь преобразованию в малокадровый для передачи по узкополосному радиоканалу «Луна-Земля», и затем, на Земле, снова преобразовывался в стандартный для предъявления на видеоконтрольном устройстве водителю, управляющему движением лунохода. Скорость передачи узкополосного сигнала могла изменяться по командам с Земли в зависимости от условий движения лунохода. Такое построение МКТВ было удобным и экономичным и стало возможным благодаря использованию в ее передающих камерах специальной передающей трубки – видикона с регулируемой памятью (пермахона), разработанной во ВНИИ электронно-лучевых приборов (г. Ленинград).
 
В рамках этой же программы были запущены исследовательские низкоорбитальные лунные спутники: «Луна-19» (1971), «Луна-22» (1974), работа которых сопровождалась передачей весьма качественных изображений поверхности Луны, с помощью однострочных сканирующих оптико-механических устройств. Успех этих работ стимулировал создание подобных устройств для метеорологических спутников.
 
2. Исследование Марса и Венеры
 
В развитии космического телевидения в первые годы большую роль сыграло СКБ-567, организация, отделившаяся в 1952 г. от ФГУП «РНИИ КП» и специализированная на разработке ракетных, а позднее космических телеметрических систем. СКБ-567 имело относительно небольшое производство, но квалифицированные конструкторские силы, а также подразделения разработчиков, занимающихся бортовой и наземной радиоэлектроникой, точной электромеханикой и даже оптико-фотографическиой техникой.
 
СКБ-567 в инициативном порядке, но не без одобрения руководства, начало разрабатывать ФТУ для съемки обратной стороны Луны, но не сумело завершить работу к заданному сроку. Однако задел, полученный в ходе этой работы, был в дальнейшем использован при создании аппаратуры для съемки Марса и разработки нового поколения телевизионных устройств для лунных программ.
 
В 1963 г. СКБ-567 вновь вошло в состав ФГУП «РНИИ КП», и работы в области космического телевидения были там активно продолжены.
 
ФТУ, разработанные в СКБ-567 для съемки Марса и Венеры, было относительно большим по размерам, поскольку рассчитывалось на получение больших объемов высококачественных картографических материалов. Оно было оснащено двумя объективами – длиннофокусным и короткофокусным. Ширина пленки была 70 мм, и размеры кадров были сравнительно велики, электронные блоки были дублированы. Основные характеристики ФТУ явно превышали возможности проведения съемки и передачи изображений на том этапе развития космической техники исследования планет. Однако в процессе создания таких ФТУ были решены важные для дальнейшей работы инженерные проблемы:
 
– разработка метода так называемой «химической» защиты фотопленки от космической радиации, в течение многомесячного межпланетного полета не требующая значительных затрат массы;
 
– усовершенствование процесса бортовой химико-фотографической обработки пленки для работы в условиях невесомости;
 
– прецизионных оптико-механических развертывающих устройств;
 
– многорежимного управления движением пленки и осуществление развертки с помощью шаговых двигателей.
 
Отмеченные наработки были использованы при создании ФТУ новых поколений, более компактных и в большей мере оптимизированных в отношении решаемых задач.
 
КА «Марс-1» (1962) не выполнил своей миссии. Но важным шагом следует признать установление радиосвязи на расстоянии около 100 млн. км, что было тогда мировым достижением. Прием сигналов осуществлялся в Центре дальней космической связи вблизи г. Евпатория. Впервые в мировой практике решались проблемы по передаче научной информации и управления КА, находящихся на расстоянии до сотен миллионов километров от Земли.
 
Аппаратура Центра, включая большие антенны, была спроектирована и частично изготовлена в СКБ-567 в кооперации со многими предприятиями. Центр сыграл значительную роль в последующих программах исследований планет и дооснащался в дальнейшем новыми антенными сооружениями, например, антенной диаметром 70 м, разработанной во ФГУП «РНИИ КП».
 
Интересно отметить, что завершение съемки обратной стороны Луны было осуществлено с помощью ФТУ, предназначенного для съемки Марса с пролетной траектории и установленного на КА «Зонд-3» (1965). «Зонд-3» – это марсианский КА, который использовался для имитации полета к Марсу с целью исследования в условиях реального космического полета ряда вопросов, связанных с неудачными предыдущими запусками КА в сторону Марса. Программа полета КА «Зонд-3» была успешно выполнена, что позволило создать полноценный глобус Луны.
 
Для КА «Марс-3, -4» (1971) было разработано ФТУ нового типа, что было связано с необходимостью обеспечить не одноразовую съемку при пролете планеты, а съемку в течение ряда сеансов, поскольку предполагалось, что будет выведен спутник Марса. ФТУ отличалось новой конструкцией лентопротяжного механизма, и новой технологией химико-фотографической обработки пленки с устройством так называемого фильерного типа.
 
С КА «Марс-3» на поверхность Марса был сброшен СА с панорамными камерами, подобными АЛС «Луна-9», но СА проработал на поверхности всего 20 с.
 
Первая съемка поверхности Марса была неудачной из-за установленного очень низкого коэффициента контрастности пленки, который, однако, точно соответствовал техническому заданию на ФТУ. В следующем полете («Марс-4, -5», 1973) эта ошибка была исправлена, были получены достаточно качественные, в том числе первые цветные снимки. Но на «Марсе-4, -5» дополнительно устанавливались и панорамные камеры, работающие в однострочном режиме (панорамная развертка отключалась, изображения получались в видимом и ближнем ИК-диапазонах и записывались на небольшие ленточные ЗУ).
 
В 1967 году впервые в атмосферу Венеры был доставлен спускаемый аппарат (СА) «Венера-4», который работал до высоты 20 км от поверхности и передавал информацию со скоростью 1 бит/с. СА станции «Венера-7», запущенной в 1970 году, дал полный температурный разрез атмосферы Венеры, впервые совершил мягкую посадку на ее поверхность и передал уникальную научную информацию: температура у поверхности – 460°С, давление – 90 ат, состав атмосферы – углекислый газ, состав облаков – капли серной кислоты.
 
Для управления КА нового поколения, запускаемыми тяжелым носителем «Протон» и имеющими гораздо больший объем научного оборудования, потребовалось создание новых бортовых и наземных радиотехнических комплексов. На базе комплекса, введенного в Уссурийске в 1971 году, был создан Восточный центр дальней космической связи, работающий в дециметровом и сантиметровом диапазонах на прием и в дециметровом – на передачу. В комплексе работала новейшая для того времени приемная антенна с диаметром зеркала 32 м.
 
Использование на борту венерианских станций режима ретрансляции научной информации с СА через бортовой радиокомплекс пролетного аппарата позволило увеличить скорость передачи на Землю научной информации до 3 кбит/с при приеме телеметрии и до 6 кбит/с – при приеме изображений.
 
В 1975 году с КА «Венера-9» и «Венера-10» были переданы на Землю не только данные о физических параметрах планеты, но и первые изображения поверхности Венеры вблизи места посадки СА (в черно-белом виде).
 
В 1981 году на КА «Венера-13» и «Венера-14» скорость принимаемой с СА научной информации, так же за счет использования режима ретрансляции сигналов СА через КА, находившийся на орбите спутника Венеры, была доведена до 64 кбит/с, что позволило передать на Землю цветные панорамы поверхности Венеры.
 
Необходимо отметить особенности конструкции панорамных камер спускаемых аппаратов КА «Венера-9, -10, -13, -14». В связи с исключительно тяжелыми условиями работы камеры устанавливались внутри герметичного и теплоизолированного отсека СА. «Работа» камер производилась через цилиндрический иллюминатор с помощью перископической системы, отдельные элементы которой, включая сканирующее зеркало, к концу сеанса работы (около часа) нагревались до температуры около 400°С. Основная часть камеры (электроника, привод и др. узлы) была окружена карманами, заполненными теплопоглощающим веществом – солями лития, камеры для передачи цветных панорам содержали револьверный механизм с переключающимися светофильтрами, т.е. была организована последовательная передача цветного изображения.
 
В 1988 году на КА «Фобос-2» был поставлен научный эксперимент «Термоскан», обеспечивший тепловую съемку экваториальной области Марса. В результате были впервые получены карты тепловой инерции поверхности с высоким пространственным разрешением. Двухканальный тепловизор был разработан во ФГУП «РНИИ КП».
3.Системы дистанционного зондирования Земли.
 
 
3. Системы наблюдений Земли
 
Системы наблюдений Земли из космоса, называемые системами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), сегодня широко востребованы для использования в хозяйственных и научных целях для исследования природных ресурсов, экологического мониторинга, картографии и океанографии. Такие системы строятся на основе комплексного подхода, включающего все элементы получения, передачи, регистрации и обработки больших потоков видеоинформации.
 
Наиболее труднореализуемую с инженерной точки зрения часть этой технологической цепочки составляют устройства наблюдения: оптико-электронные системы, работающие в нескольких диапазонах от видимого до теплового оптического спектра. Разработка устройств оптического диапазона во ФГУП «РНИИ КП» производилась на основании успешного опыта создания приборов для исследования Луны, и дало толчок развитию направления ДЗЗ в институте. Другие элементы системы ДЗЗ, кроме радиолокационных, разрабатывались в институте в соответствии с основным направлением работ, хотя это и потребовало значительных новых разработок, например, специализированных бортовых запоминающих устройств на магнитной ленте, отличающихся повышенным объемом памяти и скоростью записи/воспроизведения информации.
 
Первый советский КА для ДЗЗ, у которого передача многоспектральных изображений осуществлялась оперативно по радиоканалам, получил название «Метеор-Природа» (запущен в 1974 году). КА разрабатывался в тесном творческом сотрудничестве со Всесоюзным научно-исследовательским институтом электромеханики (ВНИИЭМ, г. Москва). Наземная аппаратура станции – также разработки института – в городах Обнинске, Новосибирске и Хабаровске обеспечивали прием, обработку и распространение информации многочисленным потребителям. Эксплуатацию системы осуществляло НПО «Планета» Госгидромета. Бортовой радиотелевизионный комплекс КА «Метеор-Природа» состоял из двух типов многоспектральных сканирующих устройств, приборов запоминания и передачи информации. Всего было запущено семь КА «Метеор-Природа».
 
В дальнейшем направление ДЗЗ в институте активно развивалось, росла его актуальность.
 
В 1977 году постановлением Правительства ФГУП «РНИИ КП» был назначен головной организацией по общегосударственной космической системе ДЗЗ «РЕСУРС» в целом и по наземно-бортовым информационным комплексам входящих в нее двух оперативных подсистем: «РЕСУРС-О» (для наблюдения суши) и «ОКЕАН-О» (для наблюдения акваторий). В состав системы входила также фотографическая подсистема «РЕСУРС-Ф».
 
Задачей института была разработка унифицированной радиоэлектронной аппаратуры для передачи, приема и регистрации информации со скоростью до 128 Мбит/с, обеспечение работы в международном сантиметровом диапазоне радиоволн и создание наземного комплекса приема и обработки информации. Были разработаны новые оригинальные многоспектральные оптико-электронные устройства наблюдения. В результате была создана БИСУ-П – бортовая информационная система, унифицированная и перепрограммируемая, которая впоследствии использовалась неоднократно. Спутники подсистемы первого этапа «РЕСУРС-О1» (разработки ВНИИЭМ) запускались четыре раза до 1998 года. Подсистема для наблюдения океана и ледовой обстановки «ОКЕАН-О» (КБ «Южное», г. Днепропетровск) также создавалась поэтапно. Ее спутники запускались 10 раз с 1983 по 1989 годы. Первый этап был сдан в эксплуатацию в 1985 году.
 
В 1996 году был запущен разработанный ОАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королева» модуль «Природа» пилотируемой станции «Мир», предназначенный для решения экспериментальных задач ДЗЗ и международного сотрудничества. Для него институтом был создан пункт приема информации в Германии (г. Нойстрелиц). До этого, в 1995 году, в Швеции (г. Кируна) также был создан приемный пункт. Эти работы были выполнены на основании разработок больших пунктов приема и обработки данных для системы «РЕСУРС», построенных в Обнинске и Новосибирске, работающих после ряда модернизаций и в настоящее время.
 
В годы перестройки общегосударственная система «РЕСУРС» перестала существовать, но аппаратурный задел еще длительное время использовался для запуска КА и эксплуатации наземной инфраструктуры.
 
Более поздние разработки в области ДЗЗ включали бортовые комплексы нового поколения для КА «Метеор-3М» (2001 г.), «Сич-1М» (2004 г.), «Монитор-Э» (2005 г.) и других. Они отличаются, в частности, более скоростным каналом передачи информации (до 300 Мбит/с) и новыми бортовыми запоминающими устройствами. Перспективные работы охватывают метеорологические системы для низкоорбитальных КА типа «Метеор-3М» и геостационарные типа «Электро-Л».
 
В последние годы было создано несколько новых наземных пунктов приема, более совершенных по аппаратурному исполнению, в Ханты-Мансийске, Минске и Москве (два комплекса). Всего же институтом было создано 15 наземных пунктов приема информации ДЗЗ.
 
Многоспектральные изображения, передаваемые с КА, проходят общую для всех потребителей обработку, так называемую «нормализацию», технология которой разрабатывалась в институте.
 
Принципиальной особенностью всех телевизионных устройств (многозональных сканеров) для систем ДЗЗ, отличающей их от других средств наблюдения Земли в оптическом диапазоне, является высокая фотометрическая точность измерений световых потоков в спектральных каналах, доходящая до единиц процентов. Помимо высокого отношения сигнал/шум, необходимого для реализации этих требований, должна быть обеспечена наземная и бортовая калибровка приборов и разработана система эталонированных средств и методов измерений. В институте в течение многих лет для этих целей создавалась и поддерживалась необходимая метрологическая база.
 
Для наземной отработки приборов и методик наблюдений Луны и планет, и в особенности для систем ДЗЗ, были созданы экспериментальные самолетные комплексы. На базе самолета АН-2 – комплексы «Фотосканер-1, -2, -3 , -4» (1973 – 1974 годы) для работы с геологическими и лесными службами, и 24-канальный комплекс «АГРОС» для самолета-лаборатории ТУ-134СХ.
 
Литература
 
  •     Б.Е. Черток. Ракеты и люди. Москва, изд. «Машиностроение», книга 2, 1996, книга 3, 1997 г.
  •     П.Ф. Брацлавец, И.А. Росселевич, Л.И. Хромов. Космическое телевидение. Изд. «Связь», 1967 г.
  •     А.С. Селиванов. Космос – миру. Телевизионные системы для исследования планет. Москва, изд. «Знание», 1990 г., 64 с.
  •     Атлас обратной стороны Луны. Под ред. Н.П. Барбашова, А.В. Михайлова, Ю.Н. Липского. Москва, изд. АН СССР, 1960 г., 147 с.
  •     Атлас обратной стороны Луны, часть II. Под ред. Ю.Н. Липского. Москва, изд. «Наука», 1967 г., 236 с.
  •     Первые панорамы лунной поверхности. Под ред. Ю.И. Ефремова. Москва, изд. «Наука», 1966 г., 99 с.
  •     Передвижная лаборатория на Луне «Луноход-1. Под ред. А.П. Виноградова. Москва, изд. «Наука», 1971 г., 128 с.
  •     Поверхность Марса. Под ред. А.В. Сидоренко. Москва, изд. «Наука», 1980 г., 238 с.
  •     Первые панорамы поверхности Венеры. Под ред. М.В. Келдыша. Москва, изд. «Наука», 1979 г., 181 с.
  •     А.С. Селиванов. Космические исследования на службе науки и народного хозяйства. «Техника кино и телевидения», 1977 г., №10, стр. 61-67
  •     А.С. Селиванов. Космические фототелевизионные устройства. Воспоминания разработчиков. «История телевидения», 1(2), 1998 г., стр. 12-32.
  •     А.С. Селиванов, Ю.М. Тучин, М.К. Нараева, Б.И. Носов. Экспериментальный бортовой информационный комплекс для наблюдения Земли. «Исследования Земли из космоса», №5, 1981 г., стр. 35-39.
  •     Л.К. Цыцулин. Телевидение и космос. С.-П., изд. «ЛЭТИ», 2003 г., 227 с.
  •     Атлас Марса по данным радиометра «Термоскан». Москва, изд. «АСКОНТ», 1998 г., 48 с
 
Источник: www.spacecorp.ru
 
Он стоял у истоков космического телевидения
 
Арнольду Селиванову – 75 лет
 
19 июня 2010 года исполнилось 75 лет выдающемуся человеку – доктору технических наук, профессору, заместителю генерального конструктора ОАО «Российские космические системы» (РКС) Арнольду Сергеевичу Селиванову.
 
Родился Арнольд 19 июня 1935 г. в г.Кременчуг Полтавской области (Украинская ССР). Еще в школе увлекся математикой, физикой и астрономией. Позже у юноши проявился интерес к радиотехнике, которой он посвятил всю свою жизнь. Этот интерес возник во многом благодаря его отцу – военному радисту и очень незаурядному человеку.
 
Немного об отце. Сергей Александрович Селиванов – внук ростовского купца-промышленника Павла Александровича Селиванова. (Судьба этой династии очень интересна, и о ней написаны целые книги.) В детстве Сергей увлекся электротехникой и радиосвязью, став одним из первых радиолюбителей в Ростове. Вместе с друзьями он собрал радиоприемник и радиопередатчик. Школьники не только ловили передачи радиостанции «Коминтерн», но и умудрились устроить первую громкую трансляцию собственного концерта на весь Ростов. Как гласит семейное предание, это было в тот же год, когда состоялась первая радиотрансляция концерта из московского Дома радио. За самовольное вещание ребят задержали соответствующие органы, но наказали лишь символически. На их счастье, в город поступило оборудование радиовещательной станции, и для ввода ее в действие других специалистов не нашлось.
 
 
С 1930 г. Сергей Селиванов работал на вагоноремонтном заводе в Кременчуге. Но школьное увлечение радиоделом взяло свое: он участвовал в радиофикации города. В 1933 г. занимался тем же, но уже в Ленинграде, и заочно учился в электротехническом институте. Поднаторев за это время в науке, С.А.Селиванов разработал звукоусилительную радиоаппаратуру для внешнего вещания.
 
В 1941 г. его призвали на фронт и как специалиста назначили командиром радиопередвижки (подвижная принимающая/ передающая радиостанция. – Авт.). Во время войны радиопередвижек выпускалось немного, так что ожидать новую взамен поврежденной не приходилось. А Сергей Селиванов «из ничего» мог восстановить разбомбленную радиоустановку: вот где сказались навыки школьных лет, когда из проволочек наматывалась катушка, а сопротивления делались из карандашного грифеля.
 
В 1945 г. опытного специалиста направили на завод Orion в Будапеште курировать выпуск продукции. А с 1946 по 1954 г. он контролировал все репарационные заказы на заводе Philips в Австрии.
 
Конечно, увлечение отца не могло не затронуть душу его сына: он тоже с детства увлекался радиотехникой. В 1954 г. в возрасте 19 лет Арнольд впервые занялся серьезной работой на поприще радиотехники. Тогда его отцу поручили разработку первого портативного радиомегафона. Существующие технологии не позволяли получить малогабаритное автономное устройство. Но тут как раз появились первые транзисторы, и талантливые инженеры сообразили, как их применить. Отец решил привлечь к работе сына – и радиомегафон был успешно создан. Эта первая серьезная конструкторская работа вселила в Арнольда уверенность в своих силах.
 
Примерно в те же годы они вместе занимались и другими серьезными делами: собрали из отдельных деталей телевизор. Сын паял и настраивал, а отец руководил работой. Тогда телевидение было еще слабо развито – только-только происходило его становление. Появились первые промышленные образцы, доступные населению. И самым передовым устройством, по воспоминаниям А.С.Селиванова, был телевизор КВН с маленьким черно-белым экраном и огромной заполненной водой линзой на металлической подставке.
 
После окончания школы Арнольд решил поступать в Московский авиационный институт, но по стечению обстоятельств туда не попал, а был зачислен в 1953 г. в Московский электротехнический институт связи (МЭИС; сейчас – Московский технический университет связи и информатики – Авт.) на факультет «Телефонно-телеграфная связь». Это было не совсем то, о чем мечтал способный юноша. Поэтому параллельно с учебой он начал заниматься в кружке на радиофакультете института и достиг таких успехов, что в 1957 г., еще будучи студентом, стал начальником учебной лаборатории при кафедре телевидения МЭИС.
 
Через два года после окончания вуза, в 1960 г., Селиванова пригласили в СКБ-567 на должность начальника научно-исследовательской группы, а впоследствии он стал начальником лаборатории, специализирующейся на разработке космических телевизионных систем (КТС) для съемки Луны, Марса и Венеры. Спустя три года, в 1963 г., СКБ-567 воссоединилось с НИИ-885, головным радиотехническим институтом космической отрасли СССР (будущий РНИИ КП, ныне – ОАО РКС).
 
Первой успешной работой, выполненной под руководством и при непосредственном участии А.С.Селиванова, было завершение съемки обратной стороны Луны, начатой в 1959 г. станцией «Луна-3». Он со своим коллективом подключился к этой работе позже и обеспечил фотосъемку и передачу видеосигнала с другой станции – «Зонд-3» (1965 г.). Съемка с этого КА охватила почти всю обратную сторону Луны и позволила создать первый картографически достоверный глобус Луны. Другие телевизионные системы разработки коллектива А.С.Селиванова стояли на советских «Луноходе» и «Луноходе-2», которые были доставлены на наш естественный спутник в 1970 и 1973 гг. соответственно.
 
Успешной и непревзойденной до настоящего времени стала работа по получению черно-белых и затем цветных панорам с поверхности Венеры (АМС «Венера-9» и -10, 1975 г.; «Венера-13» и -14, 1981–1982 гг.). Подобная аппаратура устанавливалась и на станциях серии «Марс», запускавшихся к Красной планете.
 
Опыт, полученный коллективом А.С.Селиванова при разработке аппаратуры для исследования Луны и планет Солнечной системы, впоследствии позволил создать бортовые информационные комплексы для дистанционного зондирования Земли: «Метеор-Природа», «Ресурс-О», «Океан-О».
 
В начале 1980-х Арнольд Сергеевич начал заниматься дальней космической связью – как бортовыми, так и наземными радиосистемами. В 1997 г. его назначили главным конструктором системы наблюдения Земли «Ресурс», обеспечивающей информацией широкий круг хозяйственных и научных потребителей и состоящей из ряда крупных подсистем и развитой наземной инфраструктуры. Один из самых важных и значимых проектов в карьере А.С.Селиванова – международная система поиска и спасания терпящих бедствие судов и самолетов КОСПАС/SARSAT. С 1982 по 2002 г. Арнольд Сергеевич являлся техническим руководителем российской части системы и обеспечил ее сдачу в международную эксплуатацию.
 
С 2001 г. А.С.Селиванов возглавляет Экспертно-аналитический центр РКС, который специализируется на экспертизе научно-исследовательских работ, эскизных проектов и различных технических предложений. Как отмечает сам Арнольд Сергеевич, ему в жизни повезло с руководителями: он работал с такими людьми, как М.С.Рязанский, Л.И.Гусев. Нынешнего генерального директора ОАО РКС Ю.М.Урличича юбиляр считает талантливым современным руководителем с широкими взглядами.
 
В 2005 г. с борта МКС был запущен в космос первый российский экспериментальный наноспутник ТНС-0, техническая идея создания которого принадлежит А.С.Селиванову. В ходе миссии выполнен ряд интересных экспериментов по отработке новых технологий. Создание малоразмерных КА сейчас развивается во всем мире, и, по мнению Арнольда Сергеевича, Россия не будет исключением.
 
А.С.Селиванов – автор более 300 научных работ и 16 изобретений, лауреат Ленинской (1966 г.) и Государственной (1986 г.) премий, действительный член Академии электротехнических наук (1995 г.), заслуженный деятель науки Российской Федерации (2006 г.). Он награжден орденом Трудового Красного Знамени (1976 г.), почетными знаками К.Э.Циолковского (2003 г.), С.П.Королёва (2005 г.) и Ю.А.Гагарина (2007 г.) за заслуги перед космической отраслью.
 
За свою 50-летнюю трудовую деятельность в космической сфере он создал научную и инженерную школу специалистов, успешно работающих в области космического приборостроения и информационных систем.
 
В свои 75 лет Арнольд Сергеевич полон новых идей. Под стать ему и продолжатели династии: сын Владимир Арнольдович Селиванов, кандидат технических наук, является генеральным директором учебного центра компании Cisco в Москве, где обучают новейшим технологиям, используя возможности Интернета. А внук Кирилл имеет два высших образования – инженера и экономиста. В 2005 г. за лучший российский студенческий интернет-проект он получил золотую медаль Александра Попова. Того самого, что изобрел радио...
 
Подготовил П.Шаров, журнал "Новости космонавтики"
 
 
К 75-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ И 50-ЛЕТИЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ А. С. СЕЛИВАНОВА
 
 
19 июня 2010 года исполняется 75 лет доктору технических наук, профессору, заместителю генерального конструктора ОАО «Российские космические системы» Арнольду Сергеевичу Селиванову. Лауреат Ленинской (1966) и Государственной (1986) премий, автор более 300 научных работ, действительный член Академии электротехнических наук, Арнольд Сергеевич Селиванов за 50 лет своей трудовой деятельности в космической отрасли создал научную и инженерную школу специалистов, успешно работающих в области космического приборостроения и информационных систем. Российским космическим агентством за заслуги перед космической отраслью он награжден почетными знаками К. Э. Циолковского (2003), С. П. Королева (2005) и Ю.А. Гагарина (2007).
 
.— Уважаемый Арнольд Сергеевич! В этом году у вас два юбилея - 50-летие научно-технической деятельности и 75 лет со дня рождения. Расскажите, пожалуйста, о том, каквы пришли в ракетно-космическую отрасль...
 
— Юбилеи, особенно такие, настраивают на воспоминания. После окончания Московского электротехнического института связи (МЭИС), который сейчас переименован в Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ), я был направлен на предприятие, где трудился полвека. В трудовой книжке о месте работы у меня одна запись. По образованию и опыту работы я радист широкого профиля, а по специальности, записанной в дипломе об окончании института, «инженер-электрик по радиосвязи и радиовещанию».
 
Характерная для МЭИС расширенная программа подготовки студентов во многом способствовала дальнейшей моей много-профильной деятельности. Это и космические исследования Луны и планет, и дальняя космическая связь, дистанционное зондирование Земли из космоса, и ряд других областей.
 
— Полвека - солидный период жизни. За это время многое изменилось в стране. Далеко вперед шагнул научно-технический прогресс, особенно в такой бурно развивающейся отрасли, как ракетно-космическая. Как это коснулось вас?
 
— Начну с истории, без которой не обойтись. Наш институт был создан в 1946 году по постановлению советского правительства вместе с рядом других предприятий, включая фирму С.П. Королёва,заложивших основу ракетно-космической отрасли страны. Вскоре мы получили наименование НИИ-885, о котором хорошо помнят ветераны. Потом было много преобразований, расширение тематики института, название которого неоднократно менялось. Сегодня мы — ОАО «Российские космические системы». Это название полностью отражает пройденный путь от создания систем управления первыми ракетами и радиопередатчика первого спутника Земли до системы космической навигации ГЛОНАСС.
 
Многие мои первые работы связаны с созданием и использованием приборов космического телевидения, завершением съемки обратной стороны Луны (1965 г.), получением первых панорам с поверхности Луны (Ленинская премия 1966 г.), затем получением черно-белых и цветных панорам с поверхности Венеры, телевизионных систем управления луноходами и ряд других. Космическое телевидение — это первая любовь, которая сохранилась на всю жизнь.
 
— Судя по всему, работа для вас стала самым большим увлечением.
 
— Увлекательная работа - это счастье, зачастую со вкусом горечи и грусти. Были ведь не только успехи, но и крупные неудачи, о которых и вспом инать-то не хочется. Но если вспоминать хорошее, то, пожалуй, это прежде всего две интересные и нужные людям системы.
 
Первая — большая государственная система исследования природных ресурсов Земли и охраны окружающей среды — «Ресурс». Мне довелось быть ее главным конструктором. Система создавалась по этапам в 1970-1980 гг. и имела хорошо развитую наземную инфраструктуру, включая сеть активных народно-хозяйственных потребителей космической информации. Это типичная по своей структуре система наблюдения Земли, суши и океана с разнообразными, в том числе весьма совершенными, телевизионными приборам и на борту. Такая система была особенно нужна нашей обширной по территории стране, нужна и сегодня. Но она была разрушена перестройкой. Сейчас, вновых условиях, элементы этой системы возрождаются. Есть надежда...
Другая, самая гуманная в мире космическая система, в формировании которой я активно участвовал, - международная система поиска и спасения терпящих бедствие судов и самолетов. Это известная в мире система КОСПАС-САРСАТ, или, как ее привыкли называть у нас, «Надежда». На сегодня благодаря этой системе спасено более 25 000 человек, но об этом мало кто знает. В нашей стране она внедряется удивительно слабо и этому обстоятельству каждый раз находятся какие-то некомпетентные объяснения.
 
— Какие наиболее перспективные проекты могут быть реализованы?
 
— Я начальник Экспертно-аналитического центра института. Через наш центр проходят и попадают во внешний мир бумажные «продукты», которые рождаются в институте: отчеты по научно-исследователским работам, эскизные проекты, различного рода технические предложения. Мы оцениваем риски проведения работ по перспективным контрактам и делаем ряд других, полезных для институтадел, которые в конечном счете связаны уже не с бумагой, а с реальной продукцией, приборами и системами, реализуемыми на производстве.
 
Есть у нас и небольшие по объему, но более близкие к «железу» работы. Например, некоторое время назад мы разработали первый технологический наноспутник ТНС-0, начиненньгй большим количеством экспериментальных новинок, и испытали его в космосе. Направление создания малоразмерных космических аппаратов, судя по мировым тенденциям, весьма перспективное, и мы, по мере возможности, способ ствуем его развитию в институте и в стране.
 
— Благодаря чему это удалось сделать?
 
— У нас замечательный творческий коллектив. Здесь я проработал 50 лет под руководством таких людей, как мудрый главный конструктор М.С. Рязанский, волевой и энергичный директор Л.И. Гусев. И нынешнийнаш генеральный директор —генеральный конструктор, молодой и нацеленный на перспективу Ю.М. Урличич, является примером современного руководителя и широко мыслящего человека. Но это, конечно, не все. Может быть, сейчас я с большей ясностью осознаю, какие умные, талантливые и самоотверженные люди меня окружали и окружают до сих пор. Без них всего того, о чем я рассказал, сделать было невозможно, как и в других современных технических делах, которые являются коллективными. Об этом нужно говорить всегда, несмотря на то, что такие слова неоднократно повторяются, особенно на юбилеях.
 
В 1960 г., через два года после окончания радиофакультета Московского электротехнического института связи (МЭИС), А.С. Селиванова приглашают в СКБ-567 на должность начальника группы инженеров-исследователей, а затем он становится начальником лаборатории, специализирующейся на разработке телевизионных космических устройств для съемки Луны, Марса и Венеры.
 
Первой успешной работой, выполненной под руководством и при непосредственном творческом участии Селиванова, было завершение начатой в 1959 году другим коллективом, съемки обратной стороны Луны. Съемка с КА «Зонд-3» в 1965 г. охватила практически всю поверхность обратной стороны Луны и позволила создать первый, картографически достоверный глобус Луны. Далее последовала передача первых лунных панорам с КА «Луна-9» (1966). Программа исследования Луны продолжалась, и многие лунные КА, включая «Луноход-1» и «Луноход-2», имели в своем составе телевизионные системы и устройства, разработанные коллективом специалистов под руководством А.С. Селиванова.
 
В 1963 г. СКБ-567 воссоединяется с НИИ-885 (ныне ОАО «Российские космические системы») - головным радиотехническим институтом космической отрасли. Таким образом, в течение 50 лет А.С. Селиванов работает в одном институте, последовательно расширяя сферу своей научно-технической и производственной деятельности, занимая должности начальника отделения, главного конструктора направления, первого заместителя генерального конструктора.
 
Весьма успешной и непревзойденной до настоящего времени была пионерская работа по получению черно-белых и затем цветных панорам с поверхности Венеры («Венера-9,10,13,14»), Опыт, полученный Арнольдом Сергеевичем при разработке аппаратуры для исследования Луны и планет, позволил создать бортовые информационные комплексы для дистанционного зондирования Земли («Метеор-Природа», «Ресурс-О», «Океан-О»). В 1997 году его назначили главным конструктором системы наблюдения Земли «Ресурс», предназначенной для обеспечения информацией широкого круга хозяйственных и научных потребителей и состоящей из ряда крупных подсистем и развитой наземной инфраструктуры.
 
С 1982-го по 2002 год Селиванов был техническим руководителем российской части международной системы поиска и спасения терпящих бедствие судов и самолетов КОСПАС-САРСАТ и обеспечил ее сдачу в международную эксплуатацию.
 
С 2003 года Арнольд Сергеевич возглавляет Зкспертно-аналитический центр ОАО «Российские космические системы». В 2006 ему присуждено звание «Заслуженный деятель науки РФ».
 
Павел Зубов. Источник: www.spacecorp.ru   
 
 
А.С. Селиванов, профессор, доктор технических наук, ОАО «Российские космические системы»
 
ОАО «Российские космические системы» и создание
ракетно-космической техники научного назначения
 
Образованный в 1946 году НИИ-885, ныне ОАО «Российские космические системы», наряду с несколькими другими организациями стал одним из основателей ракетно-космической отрасли в нашей стране. С самого начала была определена его специализация – разработка систем радио- и автономного управления ракетами дальнего действия, а позднее – космическими аппаратами (КА), включая передачу научной информации с КА.
 
Создание ракеты 8К71, знаменитой «семёрки», открыло путь в космос. Для этой ракеты наша организация разработала систему автономного и радиоуправления и телеметрическую систему.
 
55 лет назад, в октябре 1957 года, был запущен разработанный ОКБ-1 первый в мире искусственный спутник Земли. Он был оснащен работавшими на двух частотах передатчиками радиосистемы Д-200, разработанными в НИИ-885. Всему миру известны позывные первого ИСЗ – знаменитые «бип-бип».
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Радиосистема
первого ИСЗ
 Д-200
Это было начало космической эры. И в последующие годы наша организация принимала участие в создании бортовых и наземных систем управления практически во всех проектах исследования Луны, планет Солнечной системы и космического пространства. Большая часть этих работ выполнялась в сотрудничестве с НПО им. С.А. Лавочкина (Автоматические космические аппараты для фундаментальных и прикладных научных исследований, 2010; Вехи истории 1946-2011, 2011; Селиванов А.С., 2010).
 
Луна: 22 миссии с 1959 по 1973 г. («Луна-1…-24»).
 
Впервые: съёмка обратной стороны Луны (два этапа), мягкая посадка и панорама, возврат грунта, два лунохода.
 
Марс: 10 миссий с 1961 по 1966 г. («Марс-1…-7», «Фобос-1, -2»).
 
Впервые: спутник Марса, посадка, цветные снимки, тепловая карта с высоким разрешением.
 
Венера: 17 миссий с 1969 по 1985 г. («Венера-1…-16», ВЕГА).
 
Впервые: посадка, панорамы, радиолокационная съёмка Венеры и съёмка кометы Галлея.
 
Солнце-Земля: 11 миссий с 1972 по 1996 г. («Прогноз-1…-10», «Интербол-1, -2»).
 
Астрофизика: три миссии с 1977 по 1996 г. («Реликт», «Астрон», «Гранат»).
 
Стартом космических исследований было начало Лунной программы. Три космических аппарата, созданных в ОКБ-1, совершили последовательно:
 
 - облёт Луны («Луна-1», январь 1959 г.);
 - попадание в Луну («Луна-2», сентябрь 1959 г.);
 - съёмку обратной стороны Луны («Луна-3», октябрь 1959 г.).
 
Под эти работы в нашей организации был разработан бортовой комплекс командного управления, траекторных измерений, передачи телеметрии и научной информации. В Крыму и на Камчатке были организованы первые в мире комплексы управления межпланетными КА. Использовались имеющиеся антенные системы от радиолокаторов и радиотелескопов научного назначения. Основной пункт был в Крыму, в районе пос. Симеиз.
 
Таким образом, к 1959 г. были созданы и практически испытаны все основные элементы космических радиосистем, которые в дальнейшем получили конструктивное и организационное развитие.
 
Выдающимся мировым достижением была первая съёмка обратной стороны Луны. Непосредственно фототелевизионную аппаратуру для КА «Луна-3» делал НИИ-380 (г. Ленинград). В дальнейшем, в течение многих лет, для космических проектов, выполняемых НПО им. С.А. Лавочкина, фототелевизионную аппаратуру делало ОАО «Российские космические системы».
 
Датой рождения космического телевидения считается 7 октября 1959 г.: в этот день начала работать первая в мире советекая КТС, осуществившая съемку невидимой обратной стороны Луны с борта АМС «Луна-3».
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Фототелевизионное устройство для первой съемки обратной стороны Луны ФТУ13.
К Луне не летало, так как на КА «Луна-3» использовалось устройство  НИИ-380 (ВНИИТ, г. Ленинград).
Позже ФТУ13 послужило прототипом ФТУ 15П52, устанавливаемом на КА, летавшим к Луне:
"Зонд-3" - облет Луны летом 1965 года;
«Луна-10, -11, -12» - на орбите Луны в 1966 году.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Первый снимок обратной стороны Луны, станция «Луна-3» (1959)
 
 
Первые 60% обратной стороны Луны были отсняты с помощью ФТУ станции «Луна-3», разработанной в НИИ-380. Траекторные измерения, радиоуправление станцией «Луна-3», передача, прием и регистрация телевизионной информации осуществлялись аппаратурой, созданной в московском НИИ-885.
 
Завершение съёмки обратной стороны Луны было реализовано на КА «Зонд-3» (1965) – одном их последних КА марсианского класса, разработанного в ОКБ-1. Фототелевизионная аппаратура, разработанная для этого КА, использовалась впоследствии на КА «Луна-10, -11, -12» - спутниках Луны, разработанных в НПО им. С.А. Лавочкина.
 
В 1965 г. на борту АМС «Зонд-3» стояло ФТУ 15П52 второго поколения массой 6.5 кг, разработанное в НИИ-885.
 
ФТУ АМС «Зонд-3» содержало много новых инженерных решений. Прежде всего они касались процесса передачи снимков и химико-фотографической обработки пленки.
 
Оптико-механическое устройство, имеющее многорежимный шаговый привод строчной и кадровой разверток, произвело с расстояния около 11000 км от поверхности Луны съемку 28 кадров (три из них были экспонированы от УФ-спектрографа в области длин волн, поглощаемых земной атмосферой). С задачей ФТУ справилось: «Зонд-3» практически завершил обзорную съемку обратной стороны Луны, что позволило создать первую полную карту Луны (не охватывались лишь несколько процентов поверхности в приполярных областях). По этим результатам была установлена единая глобальная система селено-графических координат, дешифровано и внесено в каталог около 3500 новых образований на лунной поверхности.
 
 
 
 
 
 
 
 
Противоположная сторона Луны - снимок с КА "Зонд-3"
УФ-спектр
 
В 20 июля 1965 г. "Зонд-3" сделал 23 фотографии (с оранжевым фильтром?) и УФ-спектры обратной стороны Луны. Экспонирование производилось каждые 2,25 минуты, с чередующейся выдержкой в 1/100 и 1/300 доли секунды.
 
Сначала было проведено быстрое сканирование отснятых фотографий с разрешением в 67 линий на фотографию, а затем по команде было проведено несколько раз повторное сканирование с высоким разрешением (1100 строк на фотографию) и передача изображения, в том числе с расстояния, эквивалентному расстоянию до Марса. Кроме снимков Луны, были переданы предварительно экспонированные кадры в начале и в конце пленки.
 
Использовались передатчик 5-сантиметрового диапазона (импульсный) и передатчик 8-сантиметрового диапазона (аналоговый). Скорее всего, обе системы были протестированы на различных расстояниях. В режиме высокого качества изображения  передавались со скоростью 550 пикселей в секунду (2 секунды на строку). Требовалось около получаса, чтобы отправить одно изображение размером 1100 строк х 880 элементов в строке.
 
Ультрафиолетовый спектрограф был включен в конструкцию камеры и записал спект УФ-излучения в диапазоне 285-355 нм на трех кадрах пленки. Второй, коаксиальный, УФ-спектрометр измерял интенсивность излучения в спектре 190-275 нм с помощью детектора ФЭУ с выходом на цифровую телеметрию.  Спектрометр был разработан А. И. Лебединским и В. А. Краснопольским.
 
 
 
 
 Фототелевизионное устройство
КА «Зонд-3»
с капсульным проявочным устройством
для съемки
обратной стороны
Луны
ФТУ 15П52
(1965)
 
1- 106,4 мм объектив;
 
2 - Электрические разъемы
 
3 -
 
4 - входное отверстие УФ спектрографа ?
 
 
 
 
 1 - Радиационно-экранированная кассета с пленкой
 2 - Фильмовой канал с окном в фокальной плоскости
 3 - 106,4 мм объектив
 4 - Механизмы затвора, управления выдержкой и диафрагмой
 5 - Капсульное проявочное устройство с подогревателем
 6 - Сушильный барабан
 7 - Поглатитель влаги
 8 - Серворолики
 9 - Слот через Rewind Reel
10 - Окно сканера с конденсаторной линзой
11 - Приводной вал и натяжной ролик
12 - Приемная катушка
13 - Высокоточный шаговый двигатель
14 - Электроника управления и видео электроника
15 - Стабилизированный точечный источник света
16 - Качающийся зеркало сканера
17 - Фотоумножитель (ФЭУ-54)
18 - Входное отверстие УФ-спектрографа
http://selena.sai.msu.ru/Home/Spacecrafts/Zond-3/Zond-3.htm
http://www.walkinspace.ru/photo/23-0-1739
http://epizodsspace.airbase.ru/e2/foto-e2/z3.html
Второй этап Лунной программы был связан с обеспечением мягкой посадки на Луну. Серия запусков завершилась в 1966 г. успешной мягкой посадкой станции «Луна-9» и передачей первой лунной панорамы.
 
Это уже была совместная работа с НПО им. С.А. Лавочкина. Для этого этапа была разработана система автономного управления лунной ракетой, система радиоуправления, траекторных измерений и телеметрии, система передачи научной информации с посадочной станции; создана уникальная панорамная камера массой 1,3 кг, которая устанавливалась на автоматической лунной станции «Луна-9» и на СА «Марс-2, -3». Эта камера применялась с небольшими изменениями на посадочном аппарате станции «Луна-13», на «Луноходе-1, -2», а также в виде однострочного варианта на орбитальных КА «Венера-9, -10», «Луна-19, -22», «Марс-4, -5», то есть до 1975 года.
 
Панорамная оптико-механическая телевизионная камера (телефотометр) Я-198.
Разработка 1963 года.
Масса - 1.3 кг,
габариты - 80x250 мм,
 потребляемая мощность - 2.5 Вт.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Оптико-
механическое
сканирующее
устройство
панорамных
камер
Я198 и ее
модификаций
 
Сканирование по вертикали (строчная развертка) производится с помощью
поворотного зеркально-кулачкового механизма, установленного перед
оптической системой. Год разработки – 1962
 
Расположение телекамеры Я-198 на КА "Луна-9"
 
Расположение телекамер Я-198 на КА "Луна-13"
 
 
Конструкция телекамеры типа Я-198
 
Телевизионная камера типа  Я-198 представляет собой оптико-механическое сканирующее устройство, близкое по своей конструкции к приборам механического телевидения или фототелеграфии. В отличие от электронных телевизионных систем медленно действующая оптико-механическая система не способна передать динамическое изображение. Однако в данном случае это обстоятельство не является недостатком. При медленной передаче изображения полоса частот видеосигнала получается весьма узкой, и сигнал может быть передан через экономичный канал радиосвязи, использующий на борту станции маломощные передатчики и ненаправленные антенны.
 
Зеркало совершает два движения: качание по вертикали (строчная развертка) и медленное вращение в горизонтальной плоскости - кадровая панорамная развертка.
 
Оба перемещения зеркала производятся с помощью двигателя, скорость вращения которого стабилизирована. Профиль кулачка, вызывающего качание зеркала по вертикали, сделан таким, чтобы обеспечить линейное угловое перемещение зеркала за период строчной развертки и быстрый возврат его в исходное положение за время, составляющее около 10% от периода.
 
Выбор величины вертикального угла зрения камеры является компромиссом между стремлением иметь необходимую угловую разрешающую способность и обеспечить обзор достаточно большой части поверхности. Учет этих факторов, а также целого ряда дополнительных соображений позволил остановиться на величине вертикального угла зрения около 29°. Этот угол расположен несимметрично относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения камеры (18° вниз,11° вверх), для того, чтобы обеспечить преимущественную передачу изображения именно поверхности. При выбранном вертикальном угле получается соотношение сторон круговой панорамы, близкое к 1:12,5.
 
Особенностью станции является предусмотренный конструкцией наклон на некоторый угол. Основание станции и механизм ее лепестков сделаны так, что при их открытии ось станции, а с ней и ось телевизионной камеры на достаточно ровной горизонтальной поверхности наклонены примерно на 16° к местной вертикали. Это обеспечивает попадание в поле зрения камеры одного из близлежащих участков лунной поверхности и создает благоприятные условия для передачи изображения микрорельефа с минимального расстояния от камеры. Выбранный вертикальный угол обзора дает необходимое представление об общей структуре ландшафта и обеспечивает получение высококачественного, хорошо дешифрируемого изображения, на котором опознаются детали микрорельефа, измеряемые миллиметрами.
 
Телевизионная камера Я-198  выполнена в виде небольшого металлического цилиндра, внутри которого расположены все необходимые блоки и узлы. Она частично утапливается в корпусе. Для обеспечения теплового режима внешняя поверхность выступающей из корпуса станции часть камеры позолочена.
 
Камеры для лунных станций были обеспечены гибким оперативным управлением, для чего была предусмотрена работа камеры в различных режимах, задаваемых по командам с Земли. Скорее всего, подобное решение было предусмотрено и для марсианских станций.
 
Развертывающее устройство камеры имеет несколько режимов работы для передачи изображения: со скоростью одной строки в секунду при обзоре по часовой стрелке или при обзоре в обратном направлении, время полного оборота - около 100 минут и со скоростью в пять раз выше - быстрый поворот в прямом или обратном направлении, время полного оборота - около 20 минут. Наличие разных режимов позволяет управлять камерой, просматривая наиболее интересные места изображения при минимальной потере времени.
 
Как видно из оптической схемы камеры, световой поток от передаваемого объекта попадает на зеркало 1 и, пройдя объектив 3, на диафрагму 5, формирующую элемент изображения.
 
Размеры диафрагмы определяют разрешающую способность прибора и составляет 500 элементов в одной строке, или примерно 0,06° (29°/500) на один телевизионный элемент, что контролируется во время наземных испытаний прибора по специальной испытательной таблице - штриховой черно-белой мире. Погрешности механического развертывающего устройства не превышают 1/3 телевизионного элемента. Камера позволяет различать детали размером 1,5 - 2 мм с расстояния 1,5 м. При имеющемся соотношении сторон панорамы для получения одинаковой разрешающей способности в строчном и кадровом направлениях передается 6000 строк на полную круговую панораму. При нормальной ориентации станции ближайшие участки лунной поверхности будут находиться на расстоянии около 1,5 м от камеры. Поэтому объектив камеры сфокусирован таким образом, чтобы обеспечить передачу резкого изображения с расстояния от 1,5 м до бесконечности.
 
После диафрагмы, расположенной в фокальной плоскости объектива, световой поток от объекта регистрируется видиконом 6, который превращает его в электрический сигнал. Этот сигнал, определяемый яркостью объекта, после ряда преобразований попадает в передатчик станции и передается на орбитальный аппарат для ретрансляции на Землю и записи в ЗУ.
 
1 - зеркало;
2 - кулачок;
3 - объектив;
4 - двигатель;
5 - диафрагма;
6 - видикон.
 
Сканирование по вертикальной строке осуществляется подачей изображения качающимся с помощью эксцентрика зеркалом на неподвижный видикон. Обратный ход луча в точку начала следующей вертикальной строки происходит в момент скольжения "считывающего" элемента зеркала - кулачка - по "перепаду" с наибольшего радиуса экцентрика на наименьший, в этот же момент происходит перемещение зеркала с экcцентриком по горизонтали.
Изображения: www.scienceandtec.ucoz.ru
 
Панорамная телевизионная камера представляет собой оптико-'мешгаческое сканирующее устройство. От стабилизированного мотора на кркало передаются два движения, совершая которые, оно последовамыю «просматривает» местность. Одно сканирующее движение (строчил развертка) качание зеркала вокруг оси, перпендикулярной конст- [пивной оси камеры, второе (кадровая развертка) вращение его круг конструктивной оси. Скорости рабочих вращений зеркал равнорны. Световой поток от просматриваемого объекта отражается зерлом, проходит объектив, точечную диафрагму в его фокальной пло- Рис. 4. Автоматическая станция «Луноход-1» / панорамные камеры; 2 курсоиые камеры ста и попадает в светоприемник, который формирует электрический нал, пропорциональный яркости светового потока. Угловая разрешая способность камеры 3,6'. Вертикальный угол зрения 30, горинтальный 360. Четкость передачи полной панорамы: 500 элементов строке и 6000 строк в панораме. Принятый на Земле сигнал изобретя записывается на видеомагнитофоны и стандартный фототелеафный аппарат барабанного типа. Сканирующие движения телевизиой камеры и движения записывающих устройств синхронизированы высокой точностью, поэтому панорамные изображения обладают хошими метрическими свойствами.
Ровно 44 года назад стартовала космическая платформа «Луна-21», которая доставила на поверхность спутника Земли «Луноход-2». Аппарат массой 836 кг прошел по Луне более 40 км. О том, как происходила подготовка к полету и сама экспедиция, нашему изданию рассказал руководитель разработки телевизионных систем советских луноходов, сотрудник АО «Российские космические системы» (РКС) профессор Арнольд Сергеевич Селиванов.
 
- Помните ли Вы как и когда было принято решение о создании подвижной автоматической станции для исследования Луны?
 
- Такие большие проекты формируются на очень высоком уровне. Значительно более высоком, чем начальник отдела разработки космической аппаратуры, которым я тогда являлся. Это государственное решение, на реализацию которого требуются очень большие деньги и значительное время. Чтобы сделать луноход надо было отдельно разработать ходовую часть –шасси, систему дистанционного управления, конструкцию посадочной платформы, и решить еще много уникальных задач. Я не могу точно сказать, когда начали решаться эти задачи, но это произошло задолго до запуска первого лунохода, еще при жизни Сергея Королева (умер за пять лет до запуска «Лунохода-1»).
 
- Это был его проект?
 
 - Думаю, можно так сказать – он определил идеологию и начал подбор исполнителей для отдельных частей аппарата. Но реализовывали его уже другие. Дело С. Королева продолжил главный конструктор НПО им. С.А. Лавочкина Георгий Бабакин.
 
В нашей организации работы велись под общим руководством главного конструктора Михаила Рязанского и директора Леонида Гусева.
 
Мы делали «глаза» аппарата– телевизионные системы для управления движением и съемки панорам Луны, а также радиосистемы для передачи изображения, телеметрии и команд управления. Кроме того, мы создали наземный комплекс космической связи и обеспечивали траекторные измерения во время полета и посадки станции «Луны-21». Эксперты-баллистики смогли очень точно «навести» станцию – расстояние между намеченной и фактической точками посадки составило всего 300 м – высокая точность для того времени. Это стало результатом работы созданных в нашем институте специализированных радиотехнических средств и методик измерения.
 
- Как проходила работа?
 
- Это была авральная работа, но в космических проектах по-другому просто не бывает. Мы всегда делаем что-то новое, и запустить это новое надо в очень жесткие сроки, которые зачастую нам диктует небесная механика. Это очень хорошо дисциплинирует коллектив. К тому же мы были молоды, могли выносить высокие нагрузки и ощущали свою причастность к очень важному делу – освоению космоса.
 
- Вы сказали, что делали «глаза» лунохода. Что они могли видеть?
 
- На луноходах было сразу две телевизионных системы. Одна была предназначена для оперативного управления аппаратом. Ее камеры ориентировались по направлению движения.
 
Вторая обеспечивала панорамирование в двух плоскостях. В горизонтальной плоскости лунохода –для высокоточной топографической съемки на 360 градусов. В вертикальной плоскости было установлено также по одной камере с левого и правого борта – для решения навигационных задач.
 
К слову сказать, качество панорамных изображений вполне соответствует современному уровню.
 
- Телевизионная система играла ключевую роль в управлении движением аппарата. Насколько сложно было наладить качественное взаимодействие на уровне «человек-машина»?
 
- Луноход – это робот, подобный современным радиоуправляемым игрушкам, которые можно купить в детском магазине. Принципиальное отличие состоит в том, что он находится на другом небесном теле, на расстоянии почти в 400 тыс. км от Земли. Радиосигнал проходит это расстояние за время немногим больше секунды. Вследствие этого общая задержка в контуре управления движением лунохода составляет существенно более трех секунд: около одной секунды тратиться на приход команды от Земли, еще около секунды – на подтверждение исполнения команды луноходом, и более секунды – на собственно исполнение команды луноходом, реакцию водителя и исполнительных механизмов.
 
Этот можно сравнить с торможением автомобиля на скользкой дороге. Вы нажали на тормоз, а вместо торможения машина еще какое-то время продолжает движение вперед.
 
На лунном расстоянии очень сложно создать высокоскоростной радиоканал, способный передавать подвижные изображения, подобно вещательному телевидению. Водитель лунохода вместо динамической телевизионной картинки наблюдал лишь слайды с изображением поверхности Луны, сменявшиеся с частотой в диапазоне от 1 слайда в 3 секунды до 1 слайда в 20 секунд.
 
- Можете описать – как это происходит на практике?
 
- Допустим, вам требуется продвинуться на расстояние 10 метров вперед, вы отправляете команду и ждете ее исполнения, и лишь через несколько секунд видите изображение нового участка поверхности. Так очень легко попасть в аварийную ситуацию. Водителю надо было постоянно предугадывать развитие событий. Это нетривиальная задача требовала особых навыков у водителей. Они отрабатывались на Земле на специальных «лунодромах».
 
- На них воспроизводились лунные условия?
 
- Основных лунодромов было два. На этапе разработки технических решений испытывался макет лунохода, который передвигался в ангаре. Его подвешивали на специальные резиновые канаты, чтобы имитировать лунную силу тяжести, которая в 6 раз меньше, чем на Земле. В таком «обезвешенном» состоянии, сцепление колес становилось меньше и тогда можно было понять, как он реально будет двигаться по Луне. Так имитировалось поведение шасси, сначала, без телевидения. Мы участвовали на этом этапе, как наблюдатели.
 
Потом, когда луноход уже был создан, то небольшой «лунодром» был построен в Симферополе, около наземного Центра Управления, буквально во дворе. Все, как сегодня в компьютерной игре – экраны, джойстики. Задержка в передаче сигнала была смоделирована. Там луноход управлялся не по радио, а по проводам. Он ехал, а за ним передвигался провод с пультом управления. На этом этапе уже использовались наши камеры.
 
- Вы присутствовали на этих тренировках?
 
- И я, и сотрудники моего отдела участвовали в тренировках, управляли луноходом на Земле. Важно было самим сыграть роль водителей, чтобы понять, как работает телевизионная система управления в данных условиях.
 
- Чем оборудование, которое вы делали для «Лунохода-2» отличалось от «Лунохода-1»?
 
- На первом аппарате две телевизионные камеры были установлены очень низко, поэтому они видели перед собой лишь небольшой участок поверхности. Поначалу все считали, что очень важно видеть то, что находится непосредственно перед луноходом, чтобы рассмотреть более мелкие предметы, не пропустить какие-то препятствия. Тем более, что изображение более далеких объектов давали четыре панорамных камеры, правда, они работали не все время. Надо было часто останавливаться, чтобы осмотреться кругом, что заметно снижало скорость движения первого лунохода.
 
Эти обстоятельства были учтены на втором луноходе, на котором была установлена дополнительная камера на высоте человеческого роста. Она оказалась наиболее эффективной в реальной работе. В результате, качество изображения получилось намного выше, скорость движения аппарата и управляемость существенно возросли, и он прошел значительно большее расстояние за меньшее время.
 
- Как выбирали водителя?
 
- «Луноходом» управлял не один человек. Было два экипажа. Кроме управления движения, был еще один контур управления. Поскольку очень мощного передатчика на «Луноход-2» не поставишь, то пришлось делать направленную на Землю антенну с узким лучом. Антенна тоже была на приводе. В некоторых случаях, при передвижении по сильно неровной местности, существенно смещалось направление антенны и требовалось возвращать ее обратно, в нужный сектор. Была даже такая должность – оператор направленной антенны и был специальный свой второй джойстик для ее управления.
 
Таким образом, экипаж состоял из пятерых человек: водитель, командир, штурман, оператор остронаправленной антенны и бортинженер. Все они специальным образом отбирались для этой цели, их психологически готовили к управлению.
 
- В чем заключалась психологическая часть подготовки?
 
- Например, до них постоянно доводили одну и ту же мысль: «уважаемые товарищи, имейте в виду, что вам доверили бесценный космический аппарат, а потому очень осторожно к нему относитесь и при малейшем подозрении, что возникнет аварийная ситуация – выключайте его».
 
Между нами говоря, палку немного перегибали, и это приводило к стрессу. Водители были в напряженном состоянии и через определенное время их надо было менять.
 
Это было известно заранее. Поэтому в команде управления были свои специалисты по психологии и врачи. Водителям мерили давление, контролировали их состояние и т.д. К ним относились почти как к космонавтам.
 
- Подбирали людей с идеальным здоровьем?
 
- Космонавтов подбирают больше по физическим данным. Здесь важнее была гибкость нервной системы. Нужно было уметь воспринять эту работу. Подобрали молодых офицеров. Таких людей, которые никогда не управляли никаким видом транспорта до этого. Это очень необычный способ управления, поэтому исходили из того, чтобы не всплыли ранее полученные навыки и привычные автоматизмы. В конце концов, были созданы очень хорошие экипажи, которые отлично справлялись со своей задачей.
 
- Вы помните свои чувства, когда ваша разработка начала работать на Луне? Как это было?
 
- Потрясающее ощущение, но оно быстро проходит. Вообще восторг и энтузиазм были всеобщими. Когда луноход заработал на Луне, появилось огромное количество желающих посмотреть, как это все происходит. Представляете, как это интересно? Говорят, что министр Сергей Афанасьев попросил, чтобы ему дали возможность «порулить», и такая возможность ему была предоставлена. Желающих ощутить причастность к управлению луноходом начальников более низкого ранга было и вовсе огромное количество.
 
- Это не могло повредить миссии?
 
- Участие посторонних людей в управлении было кратковременным и скорее символическим. Им позволяли направить одну-две команды под надзором экипажа не более того.
 
- Насколько испытания на лунодромах оказались адекватны тем условиям, с которыми вы столкнулись на Луне?
 
- После путешествия первого лунохода стало ясно, что на Земле лунные условия полностью сымитировать не удалось. Лунный грунт, реголит, имеет очень специфические светооптические характеристики. При определенных углах он хорошо отражает свет в сторону источника освещения. Если Солнце светит точно сзади и при небольшом угле, то в ближней зоне получается светлое пятно – большая освещенность и не видно теней. Можно ошибиться и это вводит водителя в напряженное состояние, он уменьшает скорость движения. Чтобы появились тени и рельеф был виден лучше, приходилось немного поворачивать. Соответствующие рекомендации выдавались тем, кто прокладывал маршрут перед каждым сеансом движения, длившемся несколько часов. Весь накопленный опыт был использован для модернизации «Лунохода-3». К сожалению, он остался в истории, как музейный экспонат.
 
- Почему нет видеофильма с Луны?
 
- Мы думали об этом. С технической точки зрения тогда это было затруднительно, хотя и возможно, а сегодня в целом проблем нет. Например, путешествие «Лунохода-2» отражено в более восьмидесяти тысяч кадров и 86 панорамах. Из них можно сделать красивый документальный фильм о путешествии по поверхности Луны. Но в то время подобная задача не считалась первостепенной… Сейчас эти кадры находятся в Архиве космической информации ждут своего режиссера – было бы желание и средства.
 
- Вы помните, как закончил свое путешествие «Луноход-2»?
 
- В конце своего пути «Луноход-2» попал в сложную «дорожную ситуацию». Он должен был преодолеть старый, сильно разрушенный кратер, что было обычным делом и неоднократно происходило ранее во время его движения. Но проявилась одна особенность: на дне этого кратера за многие годы скопилось необычно большое количество реголита – часто называемого «лунной пылью». Колеса стали погружаться в реголит и «Луноход-2» забуксовал. Ситуация хорошо известная обычным водителям, когда автомобиль застревает в песчаном грунте. Решили выбираться задним ходом.
 
В конце концов «Луноход-2» выбрался из кратера, но оказалось, что во время энергичных маневров, крышка, покрытая солнечными батареями, и радиатор охлаждения частично оказались засыпаны «лунной пылью». Это привело к недопустимому росту температуры внутри лунохода и уменьшению тока зарядки аккумуляторов. Следующую лунную ночь он не пережил – не проснулся… Это было печально, но не трагично, ведь «Луноход-2» многократно перевыполнил свое задание.
 
- Как возможности телевизионной аппаратуры изменились с тех пор? Тот опыт будет учтен в новой российской лунной программе?
 
- Несомненно. Прежде всего, на новых аппаратах телевизионные системы будут существенно миниатюрнее. Изображение поверхности Луны станет цветным, объемным и будет соответствовать перспективным телевизионным стандартам.
 
Беседовал Владимир Корягин.
Был передан большой объём телевизионной информации – как панорам, так и кадров с систем ТВ управления. К сожалению, информация с «Лунохода-2» не была опубликована, а «Луноход-3» остался в музее НПО им. С.А. Лавочкина.
 
Фрагмент панорамы Луны и снимок посадочной платформы, полученный с «Лунохода-1» (1970)
 
 
 
 
 
 
 
 
Малокадровая телевизионная
камера ЭА-030 - основной прибор системы малокадрового телевидения (МКТВ) автоматических лунных самоходных аппаратов «Луноход-1» и «Луноход-2»
 
ибору не смогли создать в мире.
Для исследования поверхности Луны, спутника Земли
в СССР в 1965–1969 годах были подготовлены специальные
автоматические станции и передвижные модули – луно
-
ходы.  На  этих  модулях  были  установлены  телекамеры 
для  определения  местоположения  станции,  работаю
-
щие  только  в  малокадровом  режиме,  а  луноход  прохо
-
дил за 10 секунд три метра. В Центре слежения находился
пульт  управления  с  прибором  ЛН-17,  который  преобра
-
зовывал  малокадровую  мелькающую  "слайдовую"  кар
-
тинку  в  полнометражную  телевизионную  трассу  следо
-
вания лунохода. Преобразователь работал непрерывно
на протяжении многих суток (рис.5, 6).
«Луноход-1» (1970): 1 – антенна радиосистемы для ТВ управления; 2 – антенна система радиоуправления и ТМ;
3 – камеры телевизионной система управления движением; 
4 – панорамные камеры горизонтального и вертикального обзора.
 
 
Большой работой в рамках Лунной программы был запуск «Лунохода-1» (1970) и «Лунохода-2» (1973). ОАО «Российские космические системы» обеспечивало радиоуправление посадочной платформой, но, кроме того, – радио- и телевизионное управление самим луноходом.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Снимок места взятия грунта КА «Луна-20», (1972)
 
Был создан также новый наземный комплекс в составе 32-метровой антенны ТНА-400 в Симферополе и 16-метровой РС10-2М на Камчатке. Комплекс в Симферополе (НИП-10) использовался во всех лунных и других миссиях совместно с другими наземными комплексами управления лунными и межпланетными КА.
 
Последующим важным этапом в исследовании Луны была доставка на Землю лунного грунта. Как известно, эта операция успешно проводилась несколько раз. Первый удачный запуск и доставка грунта был в 1970 г. («Луна-16»), затем в 1972 г. («Луна-20») и в 1976 г. («Луна-24»). Во всех миссиях ОАО «Российские космические системы» обеспечивал радиоуправление посадочной платформой и возвращаемой ракетой, а также передачу изображения с места посадки.
 
Для исследования поверхности Луны, спутника Земли в СССР в 1965-1969 годах были подготовлены специальные автоматические станции и передвижные модули - луноходы. На этих модулях были установлены телекамеры для определения местоположения станции, работающие только в малокадровом режиме, а луноход проходил за 10 секунд три метра. В Центре слежения находился пульт управления с прибором ЛН-17, который преобразовывал малокадровую мелькающую "слайдовую" картинку в полнометражную телевизионную трассу следования лунохода. Преобразователь работал непрерывно на протяжении многих суток (рис.5, 6).
http://www.spacecorp.ru/about/scientific/articles/item298.php
 
http://www.spacecorp.ru/press/interview/item130.php
 
http://www.spacecorp.ru/about/scientific/articles/item310.php
 
http://www.spacecorp.ru/press/interview/item131.php
 
http://www.spacecorp.ru/press/releases/item5298.php
 
http://www.spacecorp.ru/about/scientific/articles/item309.php
 
http://www.spacecorp.ru/about/scientific/articles/item311.php
 
http://www.spacecorp.ru/about/museum/38/
 
http://www.spacecorp.ru/press/publications/item6526.php
 
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum11/topic3007/
http://www.mentallandscape.com/V_Cameras.htm#Luna3
http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1163&tx_ttnews[tt_news]=851&cHash=3f3f2763cb50a9eb9970b4470d94088a
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/varvarov/7-kont/02.html
http://www.bbc.co.uk/emp/releases/iplayer/revisions/749603_749269_749444_5/pop.html
 
 
http://www.computerra.ru/vision/620218/
 
 
http://mosgavr.ucoz.ru/blog/iz_istorii_izuchenija_luny_sovetskimi_kosmicheskimi_apparatami/2013-01-03-80
 
http://www.spacecorp.ru/about/scientific/articles/item309.php
http://www.spacecorp.ru/press/releases/item5298.php
http://www.spacecorp.ru/about/museum/38/
http://www.spacecorp.ru/press/publications/item6526.php
http://stp.cosmos.ru/index.php?id=history
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/vehi/09.html
 
 
 
 
 
 
 
 
Михаил
Сергеевич
Рязанский
и
Георгий
Николаевич
Бабакин.
 
Байконур,
1969