Впервые. Записки ведущего конструктора - Ивановский Олег (бесплатная библиотека электронных книг .TXT) 📗
После фотографирования станция должна была быть переведена в режим так называемой закрутки — вращения вокруг одной из осей, подобно карусели. При закрутке равномерное облучение станции Солнцем поможет сохранить нужный тепловой режим. Да и антеннам при этом удобнее передавать радиосигналы на Землю, чем при беспорядочном кувыркании. Закрутка и являлась «последним словом» системы ориентации.
Создание такой системы становилось проблемой номер один. Ведь только на то, чтобы очень кратко и упрощенно рассказать, что и как эта система будет делать, и то вон сколько ушло бумаги. А ведь систему надо было создавать не на бумаге, а, как говорят, в металле, стекле, в механизмах, электронике… И все это впервые. Тут не посмотришь в справочник, не позаимствуешь опыт другой организации, не вспомнишь: «Постойте-постойте, я об этом читал (писал, слыхал…) там-то и там-то».
Попутно становилось ясным, что есть и проблема номер два, которую нужно было решать радистам и телевизионщикам. О радиокомплексе стоит сказать несколько слов. Его основная задача — передать на Землю с максимальных расстояний полученное на борту станции фотографическое изображение. Такая задача тоже должна была решаться впервые. Негатив — кадр фотопленки с различной степенью почернения — необходимо было преобразовать в ряд электрических сигналов. Для этого можно использовать метод просвечивания, аналогичный тому, который применялся при передаче кинофильмов телевизионными центрами.
Миниатюрная электронно-лучевая трубка с тончайшим электронным пучком создавала на своем экране яркое светящееся пятнышко. Оно перемещалось по экрану от одного края к другому строго равномерно. Прочертит горизонтальную строчку, мгновенно прыгнет обратно и чертит другую строчку. Это скачущее световое пятнышко с помощью оптической системы проецировалось на негатив. А сам он в это время медленно протягивался лентопротяжным устройством. Одна строка ложилась точно к другой. И так весь кадр, все кадры.
Свет, прошедший через фотопленку, попадал на фотоэлектронный умножитель. Естественно, порция света зависела от степени почернения негатива в том или ином месте. Фотоэлектронный умножитель превращал изменяющийся световой поток в меняющийся электрический сигнал. Затем сигнал усиливался, преобразовывался и поступал на передатчик, который и передавал его на Землю.
Кажется, эта задача — не задача. Но это не совсем так. Вернее, совсем не так. Можно подсчитать, что на расстоянии 500 тысяч километров от Земли каждый ватт мощности, излучаемой бортовым передатчиком в пространство, доходит до каждого квадратного метра земной поверхности в 3 раза слабее одной миллиардной от одной миллиардной доли ватта. Такую потерю мощности вызывает только расстояние. Есть и другие потери. Но о них для простоты говорить не будем.
Мыслимо ли принять такой сигнал? Казалось бы, что может быть проще — ставь нужное количество усилительных каскадов, увеличивай уровень сигнала во столько раз, во сколько число с пятнадцатью нулями больше единицы. Или же если сигнал так слаб, то повысь мощность передатчика на борту в несколько тысяч раз. Однако увеличение мощности бортового передатчика повлекло бы за собой увеличение мощности его питания, его веса. А если увеличить усиление в приемнике? Но дело не в малости принимаемого сигнала, а в помехах радиоприему.
Каким бы малым ни был входной сигнал, его можно усилить во много-много раз, но вместе с тем усилятся и помехи, всякого рода шумы. Если эти шумы соизмеримы с уровнем сигнала, то каков смысл их совместного усиления? Понять это можно на простом примере. Представьте себе, что вы сидите в кино на дневном сеансе. Идет интересный кинофильм. И вот кто-то открывает двери кинотеатра, и в зал врывается яркий солнечный свет. В данном случае посторонний свет — это помеха, изображение на экране видно плохо. Будет ли лучше, если киномеханик каким-либо способом станет все более повышать яркость изображения, в то время как какой-то озорник откроет одну за другой все двери на улицу? И полезный сигнал, и помехи будут увеличиваться, но вам от этого легче не станет.
Существует множество электромагнитных колебаний и земного и космического происхождения. Все эти мешающие радиоизлучения по своей физической природе такие же, как и радиосигналы, — вот почему так трудно преградить им путь в радиоприемник. Чтобы не грешить против истины, надо сказать, что на том диапазоне радиоволн, который выбран радистами, внешние помехи — враг номер один — действуют слабо. Приемные центры располагаются подальше от городов и промышленных предприятий. Но остается враг номер два — внутренние помехи, создаваемые самим приемным устройством. Хотя они и незначительны, но при слабом принимаемом сигнале могут достигать или даже превосходить его. Работающие на телевидении знают: хочешь иметь хорошую «картинку», сделай так, чтобы сигнал превышал уровень помех раз в пятьдесят — шестьдесят.
Если от внешних помех и можно избавиться, то попробуйте избавиться от внутренних! Уничтожить их невозможно, поскольку они порождаются тепловым движением молекул, которое всегда есть и в электронных лампах, и в деталях радиоприемника. Так что же делать? Что делать? Создавать радиолинию для «Луны-3»! Создавать «Луну-3»! Сделать так, чтобы она передала на Землю фотографии обратной стороны Луны. Примерно так успокаивали свои души разработчики радиокомплекса.
Допустим, рассуждали они, что все изображение — тот самый негатив — разбивается на отдельные элементы. Если так, то нетрудно определить, каким может быть каждый элемент… Мы уже говорили, что негатив будет прочерчиваться малюсенькой точечкой света. Сколько строк можно уложить в кадре? Посчитали, посмотрели, оказалось — тысячу. Ясно, что каждый маленький элементик выгодно иметь одинаковым по ширине и высоте. Пусть кадр будет квадратным. И если на нем уместится тысяча строк, то на всей его площади — миллион элементарных кадриков. Вот из этого-то миллиона, переданного на Землю и там принятого, может составиться один лунный кадр. В телевидении каждый кадр передается 25 раз в секунду. Если поступить так же? В этом случае число передаваемых электрических сигналов будет равно числу элементов в одном кадре, умноженному на число кадров, — 25 миллионов!!!
Подсчитали, что если выжать из приемного устройства все, на что способны сегодня наука и техника, то мощность передатчика, который разумно было ставить на борт, будет меньше желаемой в несколько десятков тысяч раз. Оставалось одно — уменьшить скорость передачи элементов кадра, передавать их много медленнее. Уменьшать же количество элементов в кадре невыгодно, это ухудшит изображение.
Можно ли передавать изображение медленнее? По всей вероятности, да. Почему нужно так спешить с передачей? Ведь непосредственно с телевизионной трубки смотреть изображение лунной поверхности необязательно. Скорость передачи можно уменьшить в десятки тысяч раз. И вместо 25 кадров в секунду был выбран режим — один кадр за 30 минут, «Какое же это телевидение?» — скажете вы. Но ведь и передавалось-то неподвижное изображение — фотография. Вроде бы из заколдованного круга выбрались.
Однако оставалась еще одна задача. Ведь кадров будет снято не два и не три. Если же их все передавать на Землю, расходуя на каждый полчаса, хватит ли времени? И когда выгоднее вести передачу? Конечно, делать это выгоднее не на предельно далеких расстояниях, чем ближе, тем лучше. Решили установить два режима передачи — как говорят, запас карман не тянет! Когда станция, возвращаясь от Луны, будет близко от Земли, скорость передачи можно повысить, улетит дальше — уменьшить.
Сигналы дойдут до Земли, усилятся в приемном устройстве, преобразуются, превратятся из радиосигналов в сигналы изображения — видеосигналы, как говорят специалисты. Останется их зарегистрировать, записать. Предполагалось использовать для этого сразу четыре способа. Первый — запись на магнитофон, второй — на фотопленку, третий — с помощью так называемого скиатрона (электронно-лучевой трубки с длительным сохранением изображения на экране), четвертый — на аппаратах открытой записи с регистрацией изображения на фотохимической бумаге. В дальнейшем, при обработке полученных снимков, можно пользоваться всеми четырьмя результатами записи.
