Страница 10 из 14
Выше отмечалось, что экспозиция фотопленки на автоматической межпланетной станции умышленно изменялась от кадра к кадру. Средняя плотность обработанных негативов при этом оказывалась различной, в результате чего уровни сигналов изображения, снимаемых с нагрузки фотоэлектронного умножителя, были различными. Чтобы устранить разность уровней, был специально разработан узкополосный стабилизированный усилитель. В этом усилителе производилось автоматическое выравнивание выходного сигнала.
На качество изображения большое влияние оказывает линейность развертывающих напряжений. Известно, что реальные отклоняющие системы обладают той или иной степенью нелинейности. При этом с уменьшением частоты развертки возрастают и трудности создания линейной развертки. Трудности возникают из-за влияния посторонних магнитных полей и нестабильности высокого напряжения в электронно-лучевых трубках. Если бы можно было сделать так, чтобы скорость движения развертывающего луча трубки приемника точно следовала за любым изменением скорости луча в передающей трубке, то в принципе было бы не важно, сохраняется ли эта, скорость строго постоянной. Однако чем меньшими будут изменения скорости движения электронного луча на передающей стороне, тем легче будет обеспечить с необходимой точностью определенную скорость развертки в приемнике.
Для точной работы электронно-лучевые трубки на передающей и приемной сторонах должны быть защищены не только от магнитных полей рассеяния (главным образом от источников питания), но и токи и напряжения, используемые в системах отклонения луча, должны быть свободными от фона. Особая забота должна проявляться в отношении стабильности ускоряющих напряжений электронно-лучевых трубок, так как непостоянство этих напряжений приводит к изменению чувствительности по отклонению электронного луча.
Для обеспечения хорошей линейности при малых скоростях развертки в ряде случаев используют устройства, имеющие частично механическую и частично электронную схему, так как в механической системе легче добиться лучшей линейности.
Развертывающие устройства, использовавшиеся для отклонения электронного луча трубки в межпланетной станции, обладали высокими линейностью и экономичностью.
Сложным является и вопрос синхронизации развертывающих устройств. Эта трудность также была успешно преодолена. Для синхронизации передающих развертывающих устройств с приемными устройствами на Земле использовался метод, который обеспечивал высокие помехоустойчивость и надежность работы аппаратуры.
На автоматической межпланетной станции было сделано большое количество фотографий обратной стороны Луны, для передачи которых требовалось много времени. Для ускорения процесса передачи информации о поверхности нашего естественного спутника были использованы два режима передачи сигналов. В то время, когда станция была далеко от Земли и мощность поступающих сигналов от нее была очень малой, передача осуществлялась очень медленно. При приближении к нашей планете мощность поступающих в приемные антенны сигналов со станции увеличивалась, что позволяло увеличить скорость передачи.
Советские специалисты стремились использовать любую возможность для получения максимальной информации от бортовой аппаратуры. Так, например, телевизионная система позволяла в зависимости от условий передачи осуществлять изменение числа строк, на которое разлагалось изображение Луны. Максимальное число строк доходило при этом до 1 000 на один кадр. Напомним для сравнения, что в телевизионном вещании СССР число строк равно 625, в США — 525, а в Англии — еще меньше — 405 строк. Если отношение ширины изображения к его высоте в телевизионной системе третьего советского спутника равно 1:1, то число воспроизводимых на Земле элементов составило 1000·1000=1000 000. В обычном телевидении отношение ширины изображения к его высоте составляет 4:3, т. е. можно считать, что в одной строке укладывается 625·4/3 = 833 элемента. Таким образом, системы с разложением изображения на 625 строк рассчитаны на передачу 625·833 = 520 000 элементов, а системы телевизионного вещания США и Англии — соответственно на 370 000 и 220 000 элементов. Эти примеры наглядно показывают высокую степень совершенства телевизионной аппаратуры, использованной на автоматической межпланетной станции.
Естественно, что проведение столь грандиозного научного эксперимента требовало принятия мер, обеспечивающих невосприимчивость системы в целом к каким-либо неожиданностям, могущим вызвать выход из строя того или иного ее узла. Эти меры заключались, в частности, в том что работа всей аппаратуры линии радиосвязи как на борту, так и на наземных пунктах дублировалась. Это позволило повысить надежность передачи сообщений с автоматической межпланетной станции и передачи команд с Земли на космическую станцию. В случае выхода из строя одного из приборов на борту станции или исчерпания ресурсов его работы он мог быть заменен резервным прибором. Для этого достаточно было подать соответствующую команду с наземного пункта управления.
Передача изображений Луны, как мы уже отмечали, осуществлялась по командам с Земли. Этими командами включались питание бортовой телевизионной аппаратуры, протяжка фотопленки и производилось подключение телевизионной аппаратуры к радиопередатчикам.
Важно подчеркнуть то обстоятельство, что работы по созданию телевизионных систем с пониженной скоростью передачи начали проводиться впервые в Советском Союзе. Эти работы были начаты в 30-х годах группой московских специалистов, руководимой проф. С. И. Катаевым.
Работами проф. С. И. Катаева, выполненными в то время, были заложены основы создания узкополосных телевизионных систем с малокадровым способом разложения.
Прием сигналов изображения на Земле
Дошедшие до Земли сигналы радиопередатчика космической станции по кабелю подводились к радиоприемному устройству. Здесь эти слабые сигналы усиливались и преобразовывались. На выходе детектора создавались уже сигналы изображения, которые затем дополнительно усиливались.
Сигналы изображения фиксировались тремя способами: на кинофотопленку, в аппаратах магнитной записи и на специальных электронно-лучевых трубках с длительным послесвечением. Производилась также запись изображений на электрохимической бумаге в фототелеграфных аппаратах открытой записи.
Как видно из сказанного, регистрация сигналов изображения, принятых наземными приемными пунктами, производилась многими способами. Это позволяло осуществлять необходимое резервирование и производить визуальный контроль процесса передачи. Кроме того, регистрация сигналов различными способами позволила устранить специфические искажения, возникшие на линии радиосвязи и в самих регистрирующих устройствах.
Рассмотрим подробнее принципы работы регистрирующих устройств.
Запись сигналов изображения на магнитную ленту. Одним из методов фиксации сигналов изображения обратной стороны Луны была запись электрических телевизионных сигналов на магнитную ленту. Сохраняясь неограниченно долгое время, однажды сделанная магнитная запись может по желанию многократно воспроизводиться с помощью устройства, аналогичного записывающему.
Рассмотрим устройство простейшей системы записи и воспроизведения сигналов изображения. Схема записывающего аппарата представлена на рис. 13,а. С подающей кассеты с помощью лентопротяжного механизма протягивается в приемную кассету лента с нанесенным на нее слоем ферромагнитного материала. Наибольшее распространение получили магнитные носители в виде слоя лака, содержащего ферромагнитный порошок (окись железа или магнетит). Этот слой наносится на ленту толщиной 20–50 мк из ацетилцеллюлозы, триацетата, поливинилхлорида или другого эластичного материала. Лента хранится в виде рулонов в специальных кассетах.