У истоков космовидения

7 октября 1959 года советская станция «Луна-3» впервые в истории человечества сфотографировала обратную сторону естественного спутника нашей планеты. Причем не только сняла ранее невидимые для человека части Луны, но и передала на Землю все снимки. Все это происходило при помощи фототелевизионной аппаратуры «Енисей», созданной в НИИ телевидения, сегодня являющемся частью холдинга «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех. Эта дата считается днем рождения космического телевидения. Спустя полтора года другая космическая телесистема разработки института показала всему миру бесценные кадры первого «кинофильма» с орбиты – Юрия Гагарина в кабине корабля «Восток».
Разработки НИИ легли в основу космовидения и сделали такими привычными прямые трансляции из космоса – они позволяют наблюдать за жизнью космонавтов на орбите, их работой в открытом космосе, видеть стыковки кораблей, величественные «космические» закаты и рассветы Земли.

Фотографии с той стороны Луны

Запуск первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года стал неожиданностью даже для тех, кто был связан с нарождающейся космической отраслью. Это событие воодушевило всю страну. В ноябре того же года в небо взлетел спутник с собакой Лайкой на борту, и стало понятно, что для дальнейших космических полетов потребуется визуальная связь, чтобы наблюдать за животными и – в перспективе – за человеком на космическом аппарате.

Однако научно-исследовательские работы по созданию космического телевидения начались еще в 1956 году, до полета первого спутника. К 1958 году в НИИ телевидения (тогда − НИИ 380) сформировалось два направления для разработок в этой тематике: фототелевизионная система для съемок обратной стороны Луны «Енисей» и, собственно, создание космического телевидения − комплекса «Селигер» для передачи движущегося изображения из кабины.

Телевизионная система «Енисей»

Работами фактически руководил молодой ученый Петр Брацлавец. Именно он предложил использовать для передачи записей малокадровое телевидение, так как для космоса обычные, «земные» способы передачи изображения оказались совершенно неприемлемыми. Решение состояло в том, чтобы резко сузить полосу частот с замедлением построчной передачи изображения. Для системы космических камер «Енисей» были разработаны два режима: кадр за 10 секунд и для получения достаточно качественного изображения − кадр за 30 минут. И это было вполне приемлемо. Как говорил сам Брацлавец, «если человечество на протяжении тысячелетий не могло взглянуть на обратную сторону Луны, то полчаса можно и подождать».

В 1959 году человечество впервые увидело скрытую до этого сторону Луны. 7 октября станция «Луна-3» передала сенсационные фотографии лунной поверхности, которые спустя некоторое время появились на первых страницах мировой прессы. Работа НИИ 380 над комплексом «Енисей» заложила основу новому направлению – космическому телевидению. Кстати, фотоаппарат АФА-Е1, который непосредственно снимал Луну, также был изготовлен предприятием Ростеха − Красногорским механическим заводом.

«Собачье телевидение»

В конце 1959 года в НИИ сформировалась рабочая группа, в задачи которой входила разработка комплекса аппаратуры «Селигер». С его помощью планировалось вести наблюдение за собаками в полете. Как вспоминала руководитель группы Мария Иосифовна Мамырина, многие в институте относились к новому направлению недоверчиво и даже в шутку называли «собачьим телевидением».

Практически всё в проекте «Селигер» приходилось придумывать с нуля, ведь ранее подобных задач не ставилось. Инженеры были жестко ограничены в габаритах и весе будущей телевизионной системы, еще одним требованием была минимизация потребления энергии. Ко всему этому добавлялись такие необычные условия, как невесомость, вибрационные перегрузки и многое другое, с чем телевизионщики сталкивались впервые в истории. Нужно сказать, что и обычное телевидение в то время только начинало шагать по стране, а космовидение было чем-то совсем экзотическим.

В качестве передающей телевизионной трубки был выбран только-только появившийся видикон как наиболее подходящий под требования. Передающую ТВ-камеру сделали частично на полупроводниках, частично – с применением еще одной новинки – стержневых радиоламп, отличавшихся экономичностью. В стремлении к малогабаритности инженеры НИИ пришли к интересному решению, которое использовалось потом долгие годы – модульному характеру устройства, когда каждый блок создавался отдельным модулем. Это позволяло в дальнейшем легко модернизировать отдельные части устройства, не меняя его в целом.

Белка и Стрелка на «рабочих» местах в контейнере корабля-спутника перед стартом

В итоге была создана уникальная камера весом всего 3 кг и потребляющая лишь 15 ватт. Но при всем совершенстве устройства качество передаваемой информации оставляло желать лучшего. Из-за низкой мощности передатчиков и слабых возможностей телеканалов камера могла передать лишь 100 строк при 10 кадрах в секунду. Изображение получалось будто бы разрезанным на полоски и нечетким, как в первые годы появления телевидения. Но главный заказчик, Сергей Павлович Королев, одобрил такую схему, сказав: «Нам бы хоть одним глазком туда к ним заглянуть».

Кроме двух камер, одна из которых показывала собаку в профиль, а другая – ее соседку анфас, в состав комплекса «Селигер» входил комплект приемной аппаратуры, выполненный в стационарном и автомобильном вариантах. Эти комплекты размещались в наземных измерительных пунктах, которые были раскиданы по всей стране − от Крыма до Камчатки. Кстати, дворняжек для полетов отбирали только со светлым окрасом шерсти, чтобы они лучше отображались на мониторах.

В начале лета 1960 года началась «обкатка» системы. Специально оборудованный самолет с собаками на борту совершал облеты с проверкой телевизионных и других аппаратов. И вот 19 августа того же года состоялся легендарный полет Белки и Стрелки, во время которого впервые в истории из космоса были получены изображения подвижных объектов. Эту дату можно считать вторым днем рождения космовидения.

«Он сказал: «Поехали!»
Он взмахнул рукой»

Благодаря телевизионным системам, передававшим кадры с борта корабля, ученые впервые могли визуально наблюдать за состоянием испытуемых живых существ в условиях космоса. Результаты изучения полученных данных позволили сделать вывод о возможности полета человека в космос. В частности, наблюдения с помощью камер зафиксировали необычное поведение одной из собак, которому так и не было найдено объяснения. В результате длительность полета Юрия Гагарина на всякий случай была сокращена до одного витка вокруг Земли.

Телевизионная связь дополняла те объемы информации, которые собирались через массу датчиков и устройств на теле и в кабине космонавта во время полета. Но помимо медицинской ценности, у космовидения была и другая, не менее важная цель – показать землянам первого человека в космосе и сохранить с ним визуальную связь.

Можно сказать, что полет Белки и Стрелки стал первой успешной репетицией перед отправкой человека в космос. Кроме этих дворняжек в космосе побывали и другие собаки, некоторые из них, к сожалению, погибли. Отлично показавшую себя в полете с собаками телевизионную систему «Селигер» установили на испытательные корабли-спутники, имитировавшие полет человека. В марте 1961 года были проведены успешные, «зачетные» пуски кораблей-спутников с человекоподобными манекенами, на основании которых было принято окончательное решение о полете Гагарина. Отметим, что манекены, скафандры и катапультные кресла для этих полетов были разработаны НПП «Звезда», ныне входящим в Госкорпорацию Ростех.

Юрий Гагарин перед стартом

Подготовка к первому полету человека в космос проходила в напряженной обстановке. Все системы корабля «Восток-1» непрерывно испытывались в течение 15 суток. К моменту старта телевизионная система «Селигер» работала штатно. После завершения всех предстартовых работ, когда люк за Юрием Гагариным захлопнулся, с остальным миром его соединяли только радио- и видеосвязь.

В кабине использовалось две камеры, как и в полетах с собаками: одна снимала космонавта в профиль, другая показывала анфас. Светильники и камеры были установлены таким образом, чтобы лицо показывалось крупным планом и освещалось равномерно. Благодаря предстартовым съемкам мы можем увидеть спокойствие и решительность Гагарина, которые, нужно сказать, сохранялись на протяжении всего полета.

12 апреля 1961 года человек впервые побывал в космосе. Система «Селигер» успешно отработала весь полет. Уникальные кадры, снятые с ее помощью, разлетелись по миру, дав мощный стимул к развитию космовидения. Качество съемки полета Гагарина было таким же, как и во время полета Белки и Стрелки − 100 строк в кадре при 10 кадрах в секунду. Та же аппаратура «Селигер» применялась и при первом в мире суточном полете Германа Титова в августе 1961 года. Так завершился первый этап в истории космовидения. Дальнейшими задачами для НИИ телевидения стало улучшение качества изображения и расширение аудитории, чтобы сигнал из кабины космонавта мог передаваться не только специалистам, но и в сеть телевещания и далее к телезрителям по всему миру.

Эта публикация на сайте РОСТЕХа