Две камеры "Марс-3"
Кадр из фильма "Путь к Марсу", 1972
На спускаемом аппарате "Марс-3" было установлено две телевизионные панорамные камеры - так называемых телефотометра. Каждый из них мог передать круговую панораму с углом обзора по вертикали 30 градусов: 5 градусов выше плоскости панорамирования и 25 ниже. На камеры были установлены различные светофильтры: на один оранжевый ОС-14, а на другой - желто-зелёный ЖЗС-13 (согласно [5]). Известно, что аппарат осуществлял передачу панорамы одновременно по двум независимым радиоканалам.
Оптико-механические камеры Я-198, или телефотометры, использованные на СА "Марс-3", берут своё начало от камер лунных станций первого поколения: "Луна-9" и "Луна-13". Подробно об устройстве их телевизионной системы можно прочитать в [16]. На их основе были созданы камеры лунных станций второго поколения, установленные в том числе на "Луноходах". Отличия камер станций второго поколения рассмотрены в [17]: основными усовершенствованиями были повышение скорости сканирования камеры до 4 строк в секунду и изменение схемы работы системы автоматической регулировки чувствительности. Согласно [5], камеры СА "Марс-3" были сделаны на основе камер "Луноходов".
На рисунке приведёна схема работы камеры из [16]:
Видно, что световой поток поступал на зеркало, которое, качаясь с помощью специального кулачка 2, формировало строчную развёртку. Возврат сканирующего зеркала в исходное положение, за счёт формы эксцентрика, обеспечивался гораздо быстрее, чем развёртка самих строк изображения. Таким образом, каждая строка изображения содержала специальный участок - импульс обратного хода, ИОХ - который соответствовал возврату зеркала. На время формирования ИОХ камера не посылала изображение в линию, а вместо этого формировался набор прямоугольных импульсов - полосок, ширина которых зависела от освещённости. То есть, ширина полосок в ИОХ была телеметрической информацией об уровне освещённости, передаваемая в сигнале изображения. Для камер Луны-9 процент ИОХ в строке сигнала в [16] указан около 10%, а сколько же он занимал в сигналах "Марс-3" - мы будем разбираться в следующих главах.
Но сколько камер фактически работало во время первого и единственного сеанса передачи данных с МА "Марс-3"? Различные источники расходятся в ответе на этот вопрос. Так, источники [2], [3], [18], [19] свидетельствуют о нескольких работавших камерах. В то же время, в [5] говорится только об одной передававшей камере, сигналы с которой были продублированы по обоим каналам передачи. Вероятно, в этом случае предполагалось, различия во внешнем виде двух сигналов вызваны искажениями и помехами, возникшими при передаче.
Давайте посмотрим, может ли так быть. Сравним наши отпечатки сигналов:
Рис.1а
Рис. 2
Первое, что бросается в глаза - это то, что на Рис.1 имеются полоски импульса обратного хода, а на Рис.2 - нет. Ну, не то, чтобы их совсем не было: видно, что в начале передачи (снизу Рис.2), когда сигнал был очень ярким, то несколько строчек ещё содержали полоски, но потом они угасли. На Рис.1а подобного не происходит, там исправные полоски передавались от начала до конца фрагмента. Далее, обратим внимание на форму краёв участка ИОХ: она различна, чего не может быть в случае, если один сигнал является искажённой репликой другого. Засветление в начале передачи обоих фрагментов, являющееся, согласно [5], результатом работы системы АРЧ (автоматическая регулировка чувствительности), выглядит совершенно по разному.
Кроме того, если мы посмотрим на структуру строчек, образующих изображения, то мы увидем существенное различие. Если на Рис.2 телевизионные элементы (пиксели) "плавают" от строчки к строчке, будучи недостаточно синхронизированными по какой-то технической причине, то на Рис.1а точки стоят чётко на своём месте, образуя не только строки, но и столбцы.
Таким образом, внешний анализ сигналов показывает, что они соответствуют двум различным камерам, снимавшим одновременно. Информация о том, что снимали две камеры, была также подтверждена на основании архивных данных НПО им. Лавочкина Владимиром Молодцовым - одним из создателей "Марс-3". Надо полагать, информация [5] содержит по данному вопросу ошибку.
Можно сказать, что сигналы, сформированные двумя разными камерами, внешне отличаются наличием полосок в участке импульса обратного хода. Таким образом, Рис.2 и Рис.3 принадлежат камере, снимавшей "без полосок", а Рис.1а - другой камере, снимавшей "с полосками".
Ссылки:
[2] Perminov V.G. “Difficult Road to Mars”, Monographs in aerospace history, 15, July 1999 https://history.nasa.gov/monograph15.pdf
[3] Harvey B., Zakutnyaya O. “Russian Space Probes: Scientific Discoveries and Future Missions”, Praxis, 2011
[5] Селиванов А.С. “О первой панораме с поверхности Марса”. Журнал “Астрономический вестник”, 2013, том 47, №3, с.198-200 http://naukarus.com/o-pervoy-panorame-s-poverhnosti-marsa
[16] Селиванов А.С. и др. “Панорамная телевизионная камера автоматических лунных станций”. Журнал “Техника кино и телевидения”, 1968, №1
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/tehnika-kino-i-televideniya/1968/1/9-17.djvu
[17] Селиванов А.С. и др. "Телевизионные системы панорамного обзора автоматических лунных станций второго поколения". Журнал “Техника кино и телевидения”, 1972, №5
http://www.planetology.ru/panoramas/selivanov_i_dr_1972_tevizionnye_sistemy_panoramnogo_obzora.pdf
[18] ТАСС “Советские автоматы исследуют Марс”. В сборнике “Современные достижения космонавтики”, М. “Знание”, 1972
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/znan/1972/12/12-sovr.html
[19] "Поверхность Марса" ред. Сидоренко, М. "Наука", 1980
https://epizodyspace.ru/bibl/poverhnost_marsa/01.html
Читать дальше