शुक्र या दूसरे ग्रह से पहला 60 kpx

जब हम “दूसरे ग्रह की सतह से फोटोग्राफी” सुनते हैं, तो मंगल आमतौर पर सबसे पहले दिमाग में आता है। यह निश्चित रूप से आश्चर्य की बात नहीं है: हाल के वर्षों में हमें स्टीरियोस्कोपिक एचआरएससी छवियों, विशाल संकल्प के साथ हाईराइज पैनोरमा और लगभग दैनिक फोटो रिपोर्ट के साथ क्यूरियोसिटी रोवर द्वारा खराब कर दिया गया है। और यहां तक ​​कि जब इस मुद्दे के इतिहास की बात आती है, तो हम अमेरिकी वाइकिंग मिशनों की सफलता को याद करते हैं। लेकिन कुछ लोग याद करते हैं (या यह भी जानते हैं) कि किसी अन्य ग्रह की सतह से पहली तस्वीर मंगल ग्रह पर नहीं अमेरिकी तंत्र द्वारा प्राप्त की गई थी, लेकिन सोवियत स्टेशन "वीनस -9" द्वारा 1975 में।

इस विषय में, मैं ऐतिहासिक न्याय को बहाल करना चाहता हूं और इस बारे में बात करना चाहता हूं कि कैसे सोवियत इंजीनियरों ने एक उपकरण बनाने में कामयाबी हासिल की, जिसने 470 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर बेहद आक्रामक वातावरण में सफलतापूर्वक शूटिंग की और 93 एटीएम का दबाव बनाया।




शुक्र के अध्ययन में सोवियत सफलता का इतिहास काफी अच्छी तरह से (कम से कम विकिपीडिया पर) वर्णित है, इसलिए मैं केवल मुख्य मील के पत्थर की रूपरेखा तैयार करूंगा:

• 1961 में, मानव जाति के इतिहास में पहला उपकरण भेजा गया था, जिसका उद्देश्य अन्य ग्रहों के अध्ययन के लिए था, "शुक्र -1"।
• 1967 - "शुक्र -4" ग्रह के वायुमंडल में प्रवेश करने और वहां से वैज्ञानिक डेटा संचारित करने वाला पहला उपकरण बन गया।
• 1970 - वीनस -7 लैंडर ने शुक्र की सतह पर एक नरम लैंडिंग की, जानकारी 53 मिनट प्रसारित की गई, जिसमें सतह से 20 मिनट भी शामिल थे (यह किसी अन्य ग्रह की सतह से रेडियो संचार का पहला मामला है)।
• 1975 - दूसरे ग्रह की सतह ("शुक्र -9, 10") से पहले काले और सफेद मनोरम चित्र।
• 1982 - पहली बार सतह की रंगीन छवियां प्राप्त हुईं और ग्रह की मिट्टी का प्रत्यक्ष विश्लेषण किया गया ("शुक्र -13, 14")।

इसलिए, जब शुक्र -9 लॉन्च किया गया था, तब तक सोवियत वैज्ञानिकों को उन परिस्थितियों के बारे में पर्याप्त जानकारी थी जिनके तहत फोटोग्राफी की जानी थी: सबसे पहले, ये इंजीनियरिंग संरचनाओं की सही गणना (वीनस -4 तक) के लिए आवश्यक तापमान और दबाव पैरामीटर थे। वायुमंडल को 10 एटीएम के बराबर माना जाता था, जो ग्रह की सतह तक पहुंचने से पहले ही इस वंश के वाहन को नष्ट कर देता था), साथ ही कैमरे के सही सेटअप के लिए रोशनी के मापदंडों (उदाहरण के लिए, गलत गति के कारण मंगल -2 और मंगल -3 पर फोटो को गति देता है। n प्रैक्टिकल वैज्ञानिक मूल्य का प्रतिनिधित्व नहीं)।

वेनेरा -9 वंश वाहन के वैज्ञानिक उपकरणों में शामिल हैं: तापमान और दबाव मापने की प्रणाली, वायुमंडल की रासायनिक संरचना का निर्धारण करने के लिए एक मास स्पेक्ट्रोमीटर, एक्सीलरोमीटर, नेफेलोमीटर (2), प्रकाश शासन का अध्ययन करने के लिए एक फोटोमीटर (दृश्य क्षेत्र में 3 बैंड + 2 आईआर) तीन ठोस कोण), सीओ ₂ और एच ₂ ओ के अवशोषण बैंड के लिए एक फोटोमीटर, एक एनीमोमीटर, एक गामा स्पेक्ट्रोमीटर, जो वेनुसियन चट्टानों में प्राकृतिक रेडियोधर्मी तत्वों की सामग्री का निर्धारण करने के लिए, सतह की परत में मिट्टी के घनत्व को निर्धारित करने के लिए एक विकिरण डेन्सिटोमीटर है। ग्रह, नयनाभिराम टेलीफोटोमीटर (2)।




वंश वाहन के लैंडिंग स्थल पर शुक्र की सतह की एक छवि प्राप्त करने के लिए, पैनोरमिक कैमरा एक एयरटाइट उपकरण के डिब्बे में स्थापित किया गया था जिसमें तापमान और दबाव की सामान्य स्थिति लंबे समय तक प्रदान की गई थी। इसके अलावा, शुक्र की सतह पर एक "ऑप्टिकल विंडो" बनाना आवश्यक था, जहां दबाव 100 एटीएम और तापमान 500 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है, और कैमरे पर उनके प्रभाव की अनुमति नहीं देता है। इन परिस्थितियों में कई मूल तकनीकी और डिजाइन समाधानों की आवश्यकता थी। इसलिए, ग्रह के पास पहुंचने से दो दिन पहले, सिस्टम का एक आंतरिक शीतलन किया गया (-10 ° तक)। सतह पर संचालन के दौरान आंतरिक तापमान शासन को स्थिर करने के लिए, कम तापीय चालकता, स्क्रीन-वैक्यूम इन्सुलेशन, और लिथियम नाइट्रेट ट्राइहाइड्रेट से बने गर्मी संचयक के साथ सेलुलर मिश्रित सामग्री, जिसमें एक उच्च विशिष्ट गर्मी और ~ 30 डिग्री सेल्सियस का पिघलने बिंदु था, का उपयोग किया गया था। शुक्र की सतह पर 75 मिनट के वंश और एक घंटे के काम के बाद, वंश वाहन के अंदर का तापमान प्रारंभिक -10 डिग्री सेल्सियस से 60 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ गया।

संरचनात्मक लेआउट योजना पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव कैमरे के दृश्य के आवश्यक क्षेत्र और सतह पर रिज़ॉल्यूशन प्रदान करने से संबंधित कार्यों का एक सेट था। नामित एनजीओ में लैवोककिना (डिवाइस के डेवलपर) को उपकरण कंटेनर के ऊपरी क्षेत्र में कैमरा लगाने के लिए सबसे उपयुक्त के रूप में पहचाना गया था। हालांकि, निकट और दूर की योजना दोनों की छवियों को प्रसारित करने की आवश्यकता के कारण, कैमरों की पैनिंग की धुरी लैंडिंग तंत्र के ऊर्ध्वाधर अक्ष पर 50 ° झुकी हुई थी। इस मामले में, सतह से कैमरे तक की न्यूनतम दूरी लगभग 1 मीटर थी। इस प्रकार, इस पर लागू होने वाले परीक्षण विपरीत छवियों वाले डिवाइस का एक हिस्सा कैमरे के दृश्य के क्षेत्र में प्रवेश करना चाहिए था। कैमरे के इस तरह के स्थान ने वायुमंडल की कम पारदर्शिता के साथ सतह की छवि प्राप्त करना और ग्रह की सतह की फोटोमीट्रिक विशेषताओं को निर्धारित करना संभव बनाया, साथ ही अनुकूल मौसम की स्थिति में, शुक्र के एक महत्वपूर्ण सतह क्षेत्र को कवर करने के लिए एक पैनोरमा प्राप्त करना संभव बनाया।

कैमरे के इंस्टॉलेशन साइट पर, इंस्ट्रूमेंट कम्पार्टमेंट के बाहर, एक बेलनाकार आकार का एक ऑप्टिकल पोरहोल्ड था:



पोरथोल मोटी दीवार वाले क्वार्ट्ज ग्लास से बना था जिसकी मोटाई 10 मिमी 371 मिमी की फोकल लंबाई और 95% की एक संप्रेषण के साथ थी। बेलनाकार पोरथोल के अंदर स्कैनिंग दर्पण के साथ कैमरे के पेरिस्कोप उपकरण स्थित था। इस प्रकार, खिड़की के माध्यम से घुसने वाली मुख्य गर्मी प्रवाह, केवल कक्ष के ऊपरी भाग पर काम करती है, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों तक नहीं पहुंचती है।

किसी दिए गए थर्मल शासन को सुनिश्चित करने के लिए और उपकरण पर उच्च तापमान के प्रभाव को खत्म करने के लिए, गैर-गर्मी-संचालन और गर्मी-अवशोषित संरचनात्मक तत्वों का उपयोग करके उपकरण के डिब्बे में कैमरा और खिड़की को तय किया गया था। पोरथोल शक्तिशाली थर्मल इन्सुलेशन के साथ बंद था, जिसमें कट-आउट viewing को देखने के लिए आवश्यक क्षेत्र प्रदान किया गया था। निरीक्षण कट-आउट, बदले में, गर्मी-इन्सुलेट ढक्कन द्वारा बंद किया गया था, जो कि पायरोडेविसेस की मदद से लैंडिंग के बाद रीसेट किया गया था। यह सुनिश्चित किया गया है, सबसे पहले, गिरावट के दौरान चैम्बर का थर्मल शासन, और दूसरी बात, संभवत: गर्मी से निकलने वाली गैस पर खिड़की के कांच की सुरक्षा, वर्षा और संक्षेपण और शुक्र के वातावरण से कोई भी गैर-पारदर्शी वर्षा।

चूँकि सोवियत इंजीनियरों को लूनर वाहनों, दोनों स्थिर (लूना-ई, लूना -13) और मोबाइल (लूनोखोद -1, लूनोखोद -2) पर ऑप्टिकल-मैकेनिकल पैनोरमिक कैमरों का उपयोग करने में काफी सकारात्मक अनुभव था। , और इन कैमरों के ऑप्टिकल और विद्युत विशेषताओं के रूप में वीनसियन मिशन की आवश्यकताओं के अनुरूप है, उनका उपयोग करने का निर्णय लिया गया। केवल एक चीज, चंद्र कक्षों के विपरीत जो बाहरी वातावरण में सीधे काम करते थे, इस मामले में, शुक्र पर विशेष रूप से कठोर जलवायु प्रभावों से सुरक्षा प्रदान की गई थी।

कैमरा असेंबली:



ऑप्टिकल-मैकेनिकल पैनोरमिक कैमरा स्कैनिंग टेलीफोटोमीटर के सिद्धांत का उपयोग करता है। कैमरे के मुख्य तत्व और डिवाइस पर उनकी स्थापना:



जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कैमरा एक मोहरबंद और थर्मल अछूता मामले के अंदर स्थित था। सतह को एक बेलनाकार खिड़की के माध्यम से गोली मार दी जाती है, जिसके अंदर एक स्कैनिंग दर्पण और उसके ड्राइव तत्व स्थापित होते हैं। 40x180 ° के नाममात्र कोण में आसपास की सतह की समीक्षा स्कैनिंग दर्पण के दो आंदोलनों के कारण की जाती है - इस अक्ष के माध्यम से गुजरने वाले विमान में पैनिंग और स्विंगिंग के अक्ष के चारों ओर घुमाव। कम रोशनी की स्थिति या बहुत कम विरोधाभासों में छवि अधिग्रहण की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए, दो कृत्रिम प्रकाश स्रोत बाहर स्थापित किए गए थे, जो पैनोरमा के दो क्षेत्रों में स्थानीय सतह क्षेत्रों को रोशन करते हैं।

कैमरा डिवाइस:





संरचनात्मक रूप से, कैमरा दो भागों में विभाजित है: मुख्य शरीर और पेरिस्कोप डिवाइस। पेरिस्कोप इंसुलेशन शेल से परे एक स्कैनिंग दर्पण ले गया और एक ऐसे क्षेत्र में स्थित है जहाँ तापमान 475 ° तक पहुँच सकता है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और एक ऑप्टिकल प्रणाली के साथ मुख्य शरीर एक ऐसे क्षेत्र में स्थित है जहां ऑपरेटिंग तापमान 40-50 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं था। पेरिस्कोप डिवाइस एक पतली दीवार वाली पाइप के रूप में बनाया जाता है जो कम तापीय चालकता वाली सामग्री से बना होता है। 250 मिमी लंबे तार और छड़ के माध्यम से कैम और पुशर से दर्पण का स्विंग किया गया। पेरिस्कोप ट्यूब, एक मनोरम दृश्य के दौरान घूमता हुआ, बॉल बेयरिंग पर चढ़ा हुआ था, जिसके बीच एक रेडिएटर स्थित था, जो शरीर को गर्मी हस्तांतरण प्रदान करता है। मामले में ही, पूरी परिधि के आसपास एयरटाइट गुहाएं बनाई गईं, जो लिथियम नाइट्रेट ट्राइहाइड्रेट से भरी हुई हैं, जिसमें उच्च गर्मी क्षमता है।

कैमरे का ऑप्टिकल डिजाइन:



सतह से किरणों की एक किरण, पोर्थोल से गुजरती हुई, धनु खंड में विचलन हो जाती है, क्योंकि पोरथोल एक बेलनाकार लेंस है (ऊपर फोटो देखें)। एक डायवर्जिंग बीम स्कैनिंग दर्पण पर पड़ता है और, इससे परिलक्षित होता है, एक क्षतिपूर्ति बेलनाकार लेंस पर पड़ता है, जिसके सामने का फोकस पोरथोल के पीछे के फोकस के साथ मेल खाता है। लेंस के बाद, बीम फिर से समानांतर हो जाता है और, रोटरी दर्पण से परिलक्षित होता है, लेंस से 28 मिमी की फोकल लंबाई और 1: 2 के सापेक्ष एपर्चर के साथ गुजरता है। छवि विमान में एक डायाफ्राम होता है, जो एक तैनाती तत्व होता है जो कैमरे की एपर्चर विशेषता बनाता है। डायाफ्राम के बाद, बीम प्रकाश डिटेक्टर को मारता है। फ्लाईबैक के समय, शटर की सील द्वारा चमकदार प्रवाह अवरुद्ध होता है। एक ही समय में, फोटोडायोड को एक गरमागरम दीपक द्वारा प्रसूति पर एक उद्घाटन के माध्यम से रोशन किया जाता है और एक वापसी आघात शुरू करने के लिए एक विद्युत आवेग बनाता है। रिवर्स के दौरान, उपकरण को कैलिब्रेट किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, दीपक से प्रकाश, जिसकी चमक स्थिर होती है, को प्रकाश गाइड का उपयोग करके प्रकाश रिसीवर को खिलाया जाता है।

स्कैनिंग दर्पण ऑसिलेट्स (लाइन स्कैन), रेखीय कोणीय वेग के साथ ° 20 ° के कोण के माध्यम से प्रकाश किरणों को विक्षेपित करता है और पंक्ति अवधि के 10% का रिवर्स स्ट्रोक होता है। उसी समय, स्कैनिंग दर्पण पैन अक्ष के चारों ओर घूमता है। कैमरे के डिजाइन ने 360 ° के कोण पर एक पूर्ण मनोरम दृश्य प्रदर्शन करना संभव बना दिया, लेकिन तंत्र के तत्वों द्वारा अस्पष्ट नहीं देखने का क्षेत्र लगभग दो गुना छोटा है, इसलिए पैनोरमिक स्कैन 180 ± 4 ° के कोण तक सीमित है।

ऑप्टिकल-मैकेनिकल भाग एक प्रत्यक्ष वर्तमान मोटर द्वारा संचालित किया गया था, जिसकी रोटेशन की गति ऑन-बोर्ड क्रॉनाइज़र से आपूर्ति की गई आवृत्ति के आधार पर एक सर्वो प्रणाली के माध्यम से स्थिर हुई थी। नाममात्र कोणीय संकल्प 21 'प्रति पंक्ति 115 तत्वों की स्पष्टता से मेल खाती है, जो कैमरों के एपर्चर विशेषता द्वारा नहीं, बल्कि वीडियो सिग्नल (क्षैतिज दिशा में) की नमूना आवृत्ति और निर्दिष्ट पैनोरमिक चरण तक सीमित था। निकट क्षेत्र में 21 'के एक कोणीय संकल्प के साथ, लगभग 10 मिमी के आयामों के साथ सतह के विवरण का पता लगाया जा सकता है, और कई बार बड़े होने वाले आयामों को विश्वसनीय रूप से प्रतिष्ठित किया जाना चाहिए। कैमरा लेंस हाइपरफोकल दूरी पर सेट किए गए थे, इसलिए आप 800 मिमी की दूरी पर और पोर्थोल से आगे की वस्तुओं की एक तेज छवि प्राप्त कर सकते हैं, अर्थात्, एक मनोरम दृश्य के सभी क्षेत्रों में, लैंडिंग प्लेटफॉर्म के किनारे सहित।

कैमरे के मुख्य पैरामीटर:

पंक्ति में तत्वों की संख्या (कोई वापसी नहीं)	115
पैनोरमा में लाइनों की संख्या	517 ± 13
रिवर्स में आइटम की संख्या	13
स्ट्रिंग स्थानांतरण समय, एस	3.5
पैनोरमा अंतरण समय, मि	30 ± 0.9
घनत्व सीमा	0-1.2 (1-5)
वीडियो परिमाणीकरण स्तरों की संख्या	64 (6 बिट)
वजन, किलो	5.8 (लिथियम लवण सहित - 2.1 किग्रा)
बिजली की खपत	5

पैनोरमिक कैमरा सहित लैंडिंग उपकरण के सभी उपकरण, स्वचालित मोड में काम करते थे और एक प्रोग्राम-टाइम डिवाइस द्वारा नियंत्रित किया जाता था, जो लैंडिंग के बाद कैमरे को चालू करने का आदेश देता था। उसके बाद, कैमरे के स्वयं के स्वचालन ने निर्दिष्ट देखने वाले क्षेत्रों में प्रकाशकों को चालू और बंद कर दिया और जब कैमरा पैनिंग कोण के चरम स्थान पर पहुंच गया तो स्वीप को उलट दिया। कैमरा आउटपुट से, वीडियो सिग्नल एनकोडर और फिर ट्रांसमीटर को खिलाया गया था। प्रत्येक 4 मिनट में वीडियो सिग्नल बाधित हो गया, क्योंकि डिवाइस के सभी वैज्ञानिक उपकरणों से टेलीमेट्रिक जानकारी संचार चैनल में प्राप्त हुई थी। और चूंकि इस समय नयनाभिराम स्कैन बंद नहीं हुआ था, इससे प्रत्येक माप चक्र के लिए छवि की 4-5 लाइनें खो गईं। उसी समय, कैमरे के संचालन के बारे में निम्न जानकारी प्रेषित की गई थी: स्वचालित संवेदनशीलता समायोजन के स्तर में बदलाव, अजीमुथल कोण में परिवर्तन, क्षैतिज स्कैनिंग की उपस्थिति, वीडियो सिग्नल की उपस्थिति, प्रबुद्ध क्षणों की गति और बंद, और कैमरे का तापमान।

कच्चे पैनोरमा को इस तरह देखा:



शोर को खत्म करने के बाद, यह पैनोरमा इस तरह दिखने लगा:



कुछ प्रेमियों को असुरक्षित 6-बिट डेटा वाली फिल्में मिलीं, जिसके अनुसार उन्होंने स्वतंत्र रूप से पुनर्निर्माण किया। डॉन मिशेल का सबसे प्रसिद्ध काम:



उन्होंने "वीनस -10", "वीनस -13" और "वीनस -14" की छवियों के पुनर्निर्माण पर भी काम किया।

और मैं शुक्र -13 से एक प्रभावशाली रंग छवि के साथ अपनी कहानी समाप्त करना चाहता हूं। मैं ईमानदारी से विश्वास करना चाहता हूं कि सोवियत स्कूल ने अंतरिक्ष यात्रियों में जो सफलता हासिल की थी, वह लगातार विफलताओं के बावजूद भुला नहीं जाएगी और रूसी वैज्ञानिकों की एक नई पीढ़ी अंतरिक्ष के अध्ययन में कोई कम योगदान नहीं देगी।



PS सभी रुचि के लिए, मैं डॉन मिशेल की साइट की अत्यधिक अनुशंसा करता हूं, जिसने न केवल शुक्र की प्रारंभिक तस्वीरों को संसाधित किया, बल्कि सोवियत अंतरिक्ष यान और उनके वैज्ञानिक उपकरणों के बारे में बहुत सारी अनूठी जानकारी एकत्र की।