Fotótelevízió a kozmoszban

1957-ben a Szputnyik–1 indításával kezdődött az űrkorszak és ezzel együtt az űrverseny is. Persze mit sem értek a világraszóló teljesítmények, ha az emberek nem látták mi történik odafenn.

A szovjet mérnökök úttörő szerepet játszottak az űrben használatos kamerák kifejlesztésében. Még Szergej Pavlovics Koroljov határozta meg az irányt az első űreszköz fellövése előtt: létre kellett hozni egy olyan rendszert, ami képeket küld a Hold túlsó oldaláról. Akkoriban a számítástechnika és a sok megapixeles CCD chipek nélkül a feladat nem volt egyszerű. A televízió technika is gyermekkorát élte, ezért maradt a hagyományos film és megszületett egy érdekes eszköz, az űrben használatos fotótelevízió.

A filmre gyorsan képeket lehet készíteni, messze meghaladja a vidikon képfelvevő csövek felbontását és érzékenységét. Óriási mennyiségű vizuális információ tárolható egy filmtekercsen, amit többször vissza lehet csévélni és beolvasni, a telemetriai átvitelhez megfelelő sebességgel. Az amerikai Lunar Orbiter missziók hat évvel később ugyanerre a módszerre tértek át. Mit lehet kezdeni egy fényképpel, amit az űrben készítenek? Két megoldás kínálkozott: elő kell hívni, majd szkennelni és rádiókapcsolaton keresztül elküldeni, vagy a filmtekercset egy visszatérő egységgel eljuttatni a Földre. Mindkét módszert alkalmazták, de a visszajuttatás csak a kémműholdaknál és a távolra nem merészkedő eszközöknél működött.

A lenti képen látható Luna-3 volt az első szonda, amely képet sugárzott a Földre.

A képtovábbítás céljára egy speciális berendezést fejlesztettek ki a Leningrádi Televíziós Tudományos Kutatóintézetben (NII-380). A "Jeniszej" nevű készülék (lenti kép balra) fényképészeti filmre készített felvételeket. Az előhívást és a szárítást egy bonyolult mechanikus rendszer végezte a szerkezet belsejében, amit a Földről küldött rádióparancsokkal vezéreltek. Egyes beszámolók szerint az alapanyag 35 milliméteres légi felderítéshez használt film volt, amit az amerikai kém ballonokból szedtek ki.

A negatívot egy katódsugárcsőből sugárzott fényponttal pásztázták, az átjutó fénymennyiséget pedig fotoelektron-sokszorozó elektroncső alakította elektromos jelekké, amit a 183,6 MHz frekvencián FM modulációval az adatcsatornán keresztül a Földre sugároztak 3 watt teljesítménnyel. A Krímben és a Kamcsatka félszigeten üzemelő állomások tartották a kapcsolatot a szondával. A lenti kép jobb oldalán láthatjuk a fogadó egységet, amiből 2 féle létezett, a "Jeniszej 2" vevő nagyobb átviteli sebességet tudott. A bejövő FM jel mágnesszalagra került, de a képet azonnal meg lehetett tekinteni Skiatron képtárolós katódsugárcsővel, plusz hőpapírra is kinyomtatták a faxhoz hasonló megoldással, valamint az űrben használt szkennelés fordítva is működött, ezért filmre is rögzítették. A holdfelszínről készült képeket Moszkvába vitték és 1959. október 27-én a Pravdában tették közzé először.

A Marsz-1 szondát is nagyon hasonló kamerarendszer hordozására tervezték 1960-ban. 1962-ben indult és egy komplex 32 kilogrammos egységet tartalmazott, ami a lenti kép bal oldalán láthatunk. 70 mm-es filmet használt, egy tekercsén 112 képkocka kapacitással.

A kamerának saját, 6 GHz-es adója volt, ami impulzus modulációt használt a 100 millió kilométeres távolság áthidalására. Az 50 wattos adó 25 000 wattos, nagyon rövid ideig tartó impulzusok kibocsátására volt képes. A felvételt képpontonként küldték el, de nem digitális alakban, hanem analóg érték formájában. Az átviteli sebesség másodpercenként 90 képpontra adódott, így kb. 6 óra alatt jutott el egy 1440x1440 pixeles kép a Földre. A navigációs berendezés hibája miatt 1963. március 21-én a Földtől 106 millió, a Marstól 193 000 kilométerre megszakadt a kapcsolat. Ezt a kamerát valamelyik korai Vénusz szonda is szállította, aminek szintén nem sikerült a küldetése.

A Zond-2, az 1964. évi Mars kísérlet szondája már egy miniatürizált 6,5 kg-os kamerarendszert hordozott, amelyet Arnold S. Szelivanov tervezett (lenti kép). Ugyanazon az elven működött, mint elődje, de lényegesen kisebb volt, mint a hatalmas Marsz-1 kamera. 25,4 mm-es filmet használt, 40 képpel egy tekercsen. Sajnos megszakadt vele a kapcsolat, de a Zond-3 is ugyanezt a rendszert kapta 1965-ben, igaz ő csak a Hold túlsó oldalát látogatta meg. 23 képet sikerült visszaküldeni 2 féle átviteli megoldással. A 6 GHz-es impulzusadót is használták teszt célokra, valamint állandó vivőhullámmal is üzemelt egy transzponder 3 GHz környékén. A kamerába UV spektrográfot is beépítettek, ami a képkockákra rögzítette az értékeket. A Venyera-2 Vénusz szonda is ilyen egységet vitt magával, a Luna-12 pedig kettőt, különböző méretű objektívvel és mindkét filmtekercset telefényképezte.

Az M-69 Mars projekt űrhajói már egy sokkal fejlettebb, három objektívvel megépített, színes képek továbbítására is alkalmas készüléket kaptak, amely 160 kép kapacitású speciális filmet tartalmazott. Megérkezéskor a filmet kémiailag aktiválták volna, mivel a hosszú repülés során kozmikus sugárzásnak volt kitéve. Sajnos mindkét M-69 szonda megsemmisült az akkor még vadonatúj Proton rakéta indulási kudarcai miatt.

1971-ben a Marsz-2 és a Marsz-3 következett, mindkettő két, 52 és 350 mm-es objektívvel ellátott fotoelektromos kamerát szállított. A Marsz-2-ről a telemetriai rendszerek problémái miatt nem sok minden érkezett. A Marsz-3 jobban teljesített, de egyik adója meghibásodott, és csak 60 képet készített, amelyek közül néhányat továbbítottak, de csak nagyon alacsony 250 soros felbontással.

A Marsz-4 és a Marsz-5 a Zond-3 kamerájának továbbfejlesztett verzióját (fenti kép) kapták 1973-as küldetésük során. Ebben a készülékben a film 10 különböző sebességgel szkennelhető. A névleges felbontás 940 x 880, a különösen fontos képeket 1880 x 1760 pixel minőségben továbbították, de legtöbbször a 235 x 220 as előnézeti formátumot használták. Itt már az adatok digitális csomagokban érkeztek a Földi vevőállomásra.

A legjobb minőségű felvételek a Földről és a Holdról a Zond-5-től Zond-8-ig tartó sorozaton alkalmazott visszatérő egységeken keresztül érkeztek 1968-tól 1970-ig. A kamerarendszert a Moszkvai Állami Geodéziai és Térképészeti Egyetemen fejlesztették ki Borisz N. Rodionov irányítása alatt. A Zond-6 és 8 egy 400 mm-es objektívvel felszerelt fényképezőgépet hordozott, ami 13 × 18 cm-es filmkockákra exponált. A Zond-7 300 mm átmérőjű objektívvel készített képeket 5,6 × 5,6 cm-es filmre. Az eredeti Zond-8 negatívokat Moszkvában 8000 × 6000 pixelesre digitalizálták, és továbbra is a Holdról készült legjobb képek között tartják nyilván őket (fent jobbra). Több száz szonda - a katonai célúakat is beleértve - használta a lenti képen látható, vagy ahhoz hasonló visszatérő egységeket. Ezek akár 2-3 tonnát is nyomhattak, telepakolták őket fotómasinákkal, televíziós rendszerekkel és rádióelektronikai felderítő eszközökkel.

Természetesen ezeket a visszatérő kapszulákat nem csak tudományos célra, hanem kémkedésre is használták. A következő részben a korai kémműholdakról és az első emberes űrrepülések televíziós rendszereiről lesz szó.

Források: mentallandscape.com, КИК СССР, Space Expo (Facebook)