История
21 июля 1969 года, практически одновременно с тем, как Нил Армстронг и Эдвин Олдрин покинули поверхность Луны, о наш естественный спутник разбилась советская межпланетная станция «Луна-15». Она должна была привезти грунт одновременно с американскими астронавтами.
Одной из версий о причине ее аварии было неточное знание гравитационного поля Луны. По предложению Охоцимского, было решено создать специализированные станции для изучения как Луны, так и ее гравитационного поля.
При создании этих станций в НПО им. Лавочкина особо долго не мудрствовали и взяли за основу перелетную станцию Е-8 с Луноходом. Видимо, для ускорения разработки и снижения цены. Из-за чего они стали выглядеть довольно специфически.
Первой станцией этого типа стала «Луна-19», запущенная 28 сентября 1971 года. Она успешно вышла на орбиту Луны, а в СМИ появилась определенная информация, после чего все постепенно затихло.
В станции не было ничего секретного. Просто она тогда явно считалась «технологическим» аппаратом для уточнения некоторых моментов, и ее из-за этого, как выразились бы сегодня, не очень-то и пиарили. Данные, полученные при анализе гравитационного поля Луны, конечно, были опубликованы. Но они тогда стали известны только специалистам. А вот про саму станцию тогда сказали не так уж много.
Все это привело к тому, что долгие годы практически единственным известным изображением «Луны-19» или «Луны-22» (следующая станция данной серии) был вот этот снимок.
Точнее, среди фалеристов была известна медаль, выпущенная к полету «Луны-22». На ней было хорошее изображение станции. Но из-за небольшого тиража она стала широко известна только в начале нулевых, с развитием соцсетей.
В любом случае, информации о станциях было мало. В частности, не были известны их конструкционные особенности, состав аппаратуры и элементы полета. И такое положение вещей сохранялось очень долго. Были рассекречены многие военные аппараты, но новой информации о «Луне-19/22» так и не появилось. Судя по всему, о них просто «забыли».
В 2004 году на форуме «Новостей Космонавтики» даже был задан вопрос пресс-секретарю Роскосмоса Вячеславу Давиденко. Он очень удивился тому факту, что проблема вообще имеет место быть, и обещал разобраться. И вскоре на сайте НПО им. Лавочкина появилась подробная техническая информация по станциям этой серии.
Раз и два
Телефотометр станции «Луна-19/22». Развертка по вертикали за счет вращения зеркала, по горизонтали за счет движения станции
Увы, несмотря на то, что там были телефотометры для получения изображений поверхности Луны, сами изображения опубликованы не были. Это явно объяснялось тем, что, согласно опубликованной истории, из-за отказа системы управления не была сформирована рабочая орбита и «съемка отдельных районов лунной поверхности осуществлялась в режиме закрутки, что приводило к смазу изображений. Всего было проведено 12 сеансов съемки и получен 41 снимок лунной поверхности».
В результате вся информация о снимках Луны, полученных с «Луны-19», ограничивалась теми кадрами, что успели опубликовать в 1972 году, по горячим следам. А у них было очень плохое качество. Например:
или
Кстати, по ссылке на сайт НПО им. Лавочкина можно найти изображение, которое относят к «Луне-19», но это ошибка! Оно относится к «Луне-22».
Оригинальные изображения
В результате, когда у меня появилась возможность заказать копии снимков «Луны-19», я сделал это. Оказалось, что целиком кадр, переданный станцией, выглядел так:
По какой-то причине в архиве хранились снимки как в позитиве, так и негативе. Оказалось, что я заказал оба варианта. Видимо, это копии с распечаток, на которых уже от руки поставили дату съемки. Хорошо видно, что съемка в закрутке действительно не отличалась качеством. Но чем богаты…
Собственно, это действительно полные кадры телеметрии. На границах снимка можно заметить небольшие реперы. Двух типов. Назовем их большими и маленькими. Причем сравнение их в разных частях файла показывает, что их форма немного отличается.
Разработчик советских телевизионных космических систем Арнольд Селиванов применительно к другой сканирующей системе писал о подобных маркерах:
Он имел характерную строчную структуру, свойственную панорамным телевизионным сканирующим устройствам, содержал в себе сигнал синхронизации в виде пакета прямоугольных импульсов, передаваемых во время так называемого “обратного хода” сканирующего зеркала строчной развертки.… Пакет прямоугольных импульсов, который вставлялся в сигнал на место обратного хода строчной развертки, модулировался по ширине сигналом АРЧ, что позволило определить уровень внешней освещенности".
Это из описания работы телефотометра «Марса-3». Видимо, этот пакет прямоугольных импульсов мы и видим на снимках «Луны-19». Отличий в подходе было мало. Благо, «Марс-3» и «Луна-19» работали практически одновременно.
Для уточнения я даже решил проверить. Оценить по снимку уровень яркости изображения и сравнить с тем, что дает сигнал синхронизации. Слева — данные по анализу изображения, по центру — изучения как «больших», так и «малых» импульсов, справа — само изображение. На мой взгляд, определенная корреляция есть
Собственно, можно еще раз взглянуть на данные «Марса-3». Теперь можно без особого труда (по боковым полоскам) определить, когда приемник просто усиливал «белый шум», а когда действительно пошла телеметрия с его СА. Увы, разрешение слишком низкое, и блок прямоугольных импульсов попросту не виден.
Кадр из фильма «Космический аппарат М-71», 1972 год
Обработка
Для обработки снимка было решено не пользоваться каким-либо редактором, а написать программу для прямой работы с файлами, содержащими изображение. Причем для увеличения градаций изображения и избавления от артефактов я решил одновременно обработать оба файла, позитивный и негативный. После их суммирования формировался новый файл, в котором нужные строки программно сдвигались для получения прямоугольного изображения. Итог:
Ну, а уже из этого изображения получаем фотоснимок Луны:
Качество, конечно, не очень высокое. Но здесь и исходник был плохого качества.
При обработке еще одного кадра с «Луны-19» описанным выше методом снимок получился несколько более качественный
Также минимум один снимок тогда удалось получить без смаза
Вот. Перед вами три снимка с «Луны-19» из 41.
Увы. Заказ копий снимков – дело дорогое. Тем более что я не знал при заказе про позитив/негатив, из-за чего получил мало отдельных снимков. Но когда будут деньги — постараюсь заказать оставшиеся и отобрать из них лучшие варианты, чтобы окончательно закрыть этот фрагмент истории отечественной космонавтики.
Если кто-то хочет попробовать обработать снимок самостоятельно — здесь можно взять исходники одного снимка.
А сами снимки планируется использовать в оформлении книги.
Комментарии (30)
qbertych
06.12.2016 17:02А есть ли информация о том, сколько времени занимал один снимок?
Еще не совсем понятно про синхроимпульсы. На фотографиях из архива они сверху и снизу, во время обратного хода. А на маленькой фотографии (которую по ошибке приписывают Луне-19) они косые. Это просто фотографию повернули?
Shubinpavel
06.12.2016 17:36В про какой снимок? Тот маленький, что после газеты скорей всего тоже «Луны-19». Просто в то время его такп ытались обработать приведя к нормальному виду. Насчет скорости передачи данных с этой станции, информации у меня, увы, нет. Считалось, что Луна-9/13 передавала панораму со скоростью один столбец из 500 элементов в секунду, а Луноходы 4 столбца в секунду. Но там была аналоговая передача и скорость сканирования синхронизировалась со скоростью передачи. Впрочем по ним можно попробовать сделать оценку для «Луны-19». Ее значение должны быть в этом диапазоне.
Zenitchik
06.12.2016 17:09Очень интересная статья. Жаль, что по этой станции мало.
На картинке вижу сбрасываемый отсек, по виду похожий на таковые у «Луны-17». Вероятно, их тоже два и у них тот же смысл?Shubinpavel
06.12.2016 17:21Я выше написал, что при создании станции просто взяли за образец станцию серии Е-8. " Луна-17/21". Так что да, смысл в этих отсеках был аналогичный. В них было топливо. Единственное отличие — их сделали не сбрасываемыми. Станция была сделано полностью не разделяемой. Собственно из-за того, что ее сделали на базе посадочного аппарата у нее вообще не было проблем с топливом для коррекций. 5.5 тонн станция, 3.4 топлива. Причем, приличная его часть скорей всего не была потрачена и упала на Луну.
Zenitchik
06.12.2016 18:12>В них было топливо
Не только. В них ещё часть приборов, нужных на этапе полёта к Луне, но не нужных во время посадки. Точный список не вспомню, но можно посмотреть в книжке про Луну-17.
Nepherhotep
06.12.2016 17:33А можно ли похожим образом восстановить снимок с Марса?
Развернуть
Rumlin
06.12.2016 19:05Этим вопросом занимались многие, пытаясь что-то увидеть. Но специалисты Лавочкина говорят, что первыми снимками должны были пойти «настроечные таблицы», записанные на Земле, чтобы по ним откалибровать снимки.
avk123
09.12.2016 07:30Думаю, это невозможно. Никто таблицы на Марс не тащил, и вряд ли стал бы закрывать ими обзор.
Rumlin
09.12.2016 12:19Речь не в табличке в обзоре камеры, а в эталонном сигнале по которому тестировалось качество радиолинии т.е. своего рода аналог телевизионной настоечной таблицы.
Но судя по всему вспомнилась гипотеза про что-то другое. Про Марсы здесь у Селиванова —
Как уже говорилось, программа работы СА была составлена так, что первой начинала работать телекамера спускаемого аппарата. В 16:50:35 началась передача видеосигнала с телекамеры СА. Передача продолжалась 20 секунд и резко прекратились. Расшифровке полученная информация не поддавалась. [Впрочем, в первые секунды работы телекамеры телевизионная головка должна была еще только выходить из-за защитной шторки. Поэтому за 20 секунд передачи и нельзя было что-то увидеть на поверхности планеты ?]. Но больше никаких сигналов с СА станции «Марс-3» не поступало. Оставалась надежда, что на борту орбитального блока записалась более полная информация. Но переданная 5 декабря с ОБ информация оказалась идентична ретранслированной в реальном масштабе времени.
С орбиты искусственного спутника Марса станции «Марс-2» и «Марс-3» должны были провести фотосъемку планеты. Однако получаемые на Земле фотографии представляли собой белые пятна с контуром марсианского горизонта. На самой поверхности «Красной планеты» нельзя было различить практически никаких деталей.
***
Сначала грешили на сильнейшие пылевые бури глобального масштаба, которые бушевали в это время на Марсе. Но в то же время шли телекартинки с борта американской АМС «Маринер-9», находившейся одновременно с «Марсом-2 и -3» на орбите ИСМ. Они были куда четче, несмотря на пылевые бури. Причина оказалась не в бурях, а в ФТУ «Марсов». Их разработчики использовали неправильную модель Красной планеты. Из-за этого были выбраны неправильные выдержки ФТУ, фотографии получались пересветленными. Ничего поделать тут уже было нельзя. Сделали несколько серий снимков (каждый по 12 кадров) и, убедившись в их практически полной непригодности, от использования ФТУ на аппаратах отказались. [А запас пленки на них оставался большой: в каждой ФТУ был запас пленки на 480 снимков, то есть всего две АМС могли в принципе передать на Землю 1920 снимка поверхности Марса ?].avk123
09.12.2016 19:24в эталонном сигнале по которому тестировалось качество радиолинии т.е. своего рода аналог телевизионной настоечной таблицы
В качестве этого эталонного сигнала выступал фрагмент импульса обратного хода — полоски телеметрии, о которых подробно рассказал Шубин. Обзору камеры он ничем не мешал.
[Впрочем, в первые секунды работы телекамеры телевизионная головка должна была еще только выходить из-за защитной шторки. Поэтому за 20 секунд передачи и нельзя было что-то увидеть на поверхности планеты
Это писал не Селиванов. Автор сайта kik-sssr.ru взял этот фрагмент из статьи Лантратова «Марсианское время», в которой тот, судя по всему, пересказывает разные недостоверные байки. Во-первых, что за головка у телевизионной камеры? Конструкция камер всем прекрасно известна, есть на том же kik-sssr по Вашей ссылке. Во-вторых, какая к чертям «защитная шторка»? Никакой защитной шторки конструкцией СА предусмотрено не было, да они и не нужна: камеры были закрыты сначала лепестками, а сверху пенопластовой крышкой, отбрасываемой перед раскрытием лепестков. Процесс раскрытия станции можно посмотреть здесь. В третьих, никакая информация «в реальном времени» не поступала, всё шло в записи на пониженной в 4 раза скорости — «резко прекратиться» через 20 секунд передача никак не могла. В общем, Лантратов не источник.
Вторая цитата корректная. Но она про орбитальный аппарат, а не про лэндер. На СА не было ФТУ с плёнкой.
Gepard057
09.12.2016 07:29-1Вам это действительно интересно?
Nepherhotep
09.12.2016 11:29Конечно интересно, это же историческая первая фотография поверхности Марса, которую теоретически можно восстановить современными методами.
NikitosZs
07.12.2016 01:20Я правильно понял, что после:
нужные строки программно сдвигались для получения прямоугольного изображения. Итог:
Идёт изображение, где «После» наклеили сверху «До»?Shubinpavel
07.12.2016 06:19Так после сдвига нужно было откуда то брать информацию о неизвестных элементах в строке. Можно было конечно и нулями забить. Но алгоритмически было проще оставить в элементах матрицы те данные, что там уже были
Dima_K
07.12.2016 13:02Интересная статья! Если у Вас есть какие-нибудь вопросы к Селиванову, то я смогу попробовать передать их ему лично. Быть может это поможет Вашим исследованиям.
Shubinpavel
07.12.2016 13:13Было бы интересно :) На самом деле вопросов, конечно, у меня много. Но можно и выделить основные. Если про «Луну-19/22» то что все-таки означали маркеры. Почему их два разных типа?
Еще хотел бы спросить. Может быть он помнит про работу по так и нереализованному проекту Е-7? Было два варианта станции этой серии с ФТУ и с доставкой пленки на Землю. Причем оба варианта разрабатывали как в ОКБ-1 так и НПО им Лавочкина. В результате, есть четыре варианта станций этой серии. У них упоминаются как ФТУ с МТО-1000СА так и телевизионные системы. И, конечно, система с перемоткой пленки в специальный спускаемый аппарат. Может быть он что-нибудь помнит?
avk123
09.12.2016 07:37Мне было бы интересно узнать, откуда взялся кадр из фильма «М-71», т.е. какая часть сигнала на нем изображена.
AndrewTishkin
07.12.2016 16:22+2Увы. Заказ копий снимков – дело дорогое.
А во сколько обошлось?
снимки планируется использовать в оформлении книги.
Как я понял, ограничений на дальнейшее использование нет. Или с архивом надо согласовывать цели, «нужны для книги и ещё хочу разместить в статье на таком-то сайте»?Rumlin
08.12.2016 10:03+1Автору этого сайта в начале 2000-х желание получить сканы распечаток советских космических фото из ИКИ РАН (к слову не все опубликованы на его сайте) обошлись в несколько тысяч $.
Единственное отличие, что сейчас уже файлы отсканированы.
Shubinpavel
08.12.2016 13:26+1Я заказывал не только их. Пробный заказ обошелся где-то в 12 тыс руб. Но будет и дозаказ.
Как я понял, ограничений на дальнейшее использование нет. Или с архивом надо согласовывать цели, «нужны для книги и ещё хочу разместить в статье на таком-то сайте»?
По договору я могу использовать их для оформления книги. И несколько выборочно для рекламы. Впрочем, на результат подобной обработки вряд ли есть ограничения.
unxed
13.12.2016 14:40Не думали о краудсорсинге на снимки? Полагаю, многим здесь было бы интересно.
Shubinpavel
13.12.2016 15:50+1Де юре этим я сейчас и занимаюсь. :)
https://boomstarter.ru/projects/149141/luna_istoriya_lyudi_tehnika
Rumlin
13.12.2016 16:06+1была попытка в этом году собирать на советские космические документалки, по-моему не набрали сумму на оцифровку.
Alexmaru
честно говоря, на последнем изображении — есть ощущение, что оно должно выглядеть как-то так
Shubinpavel
Очень может быть. :) Я еще не проводил анализ какой снимок к какому району Луны относится.