Наши космические пути

Для отклонения луча электронно-лучевой трубки были применены экономичные низкочастотные развертывающие устройства. Усиление и формирование сигналов изображения осуществлялось специально разработанным узкополосным стабилизированным усилителем с устройством автоматической компенсации влияния изменения средней плотности негатива на выходной сигнал.

Все схемы были выполнены в основном на полупроводниках.

Была предусмотрена передача изображения в двух режимах: медленная передача на больших расстояниях и быстрая на ближних расстояниях при подлете к Земле.

Телевизионная система позволяла в зависимости от условий передачи изменять число строк, на которые разлагалось изображение. Максимальное число строк доходило до 1000 на один кадр.

Для синхронизации передающих и приемных развертывающих устройств использовался метод, обеспечивающий высокую помехоустойчивость и надежность работы аппаратуры.

Изображение Луны передавалось с автоматической межпланетной станции по линии радиосвязи, которая в то же время служила для измерения параметров движения самой станции, а именно: расстояния, скорости и угловых координат, а также для передачи результатов научных экспериментов с помощью телеметрической аппаратуры. Включение и выключение различных приборов на борту станции и изменение режимов их работы производилось путем передачи с Земли на борт специальных команд по той же радиолинии.

Передача изображений Луны и все другие функции в линии радиосвязи со станцией осуществлялись с помощью непрерывного излучения радиоволн (в отличие от импульсного излучения, применявшегося ранее в некоторых случаях). Такое совмещение функций в единой линии радиосвязи при непрерывном излучении произведено впервые и дало возможность обеспечить надежную радиосвязь вплоть до максимальных расстояний при минимальных затратах энергии на борту.

Линия радиосвязи со станцией состояла из двух частей: линии «Земля — Станция» и линия «Станция — Земля» — и включала в себя командные устройства, мощт ные радиопередатчики, высокочувствительные приемные и регистрирующие устройства, антенные системы, расположенные на наземных пунктах радиосвязи, а также передающие, приемные и антенные устройства, установленные на межпланетной станции. Помимо этого, на борту станции были размещены командные и программные радиотехнические устройства.

Вся аппаратура линии радиосвязи как на борту, так и на наземных пунктах была задублирована для повышения надежности связи. В случае выхода из строя одного из радиотехнических приборов на борту или исчерпания ресурсов его работы он может быть заменен резервным прибором путем подачи соответствующей команды с наземного пункта управления.

Передача изображений Луны производилась по командам с Земли. Этими командами включалось питание бортовой телевизионной аппаратуры, протяжка фотопленки и производилось подключение телевизионной аппаратуры к бортовым передатчикам. В результате на Землю передавался закон изменения яркости вдоль строк, на которые разлагается изображение.

Общий объем научной информации, передававшийся по линии радиосвязи, включая кадры изображения Луны, намного превосходил тот объем информации, который передавался с первой и второй советских космических ракет.

Для надежной передачи этой информации при наличии значительного уровня шумов космического радиоизлучения был применен особо эффективный метод радиосвязи, обеспечивающий минимальное потребление энергии от бортовых источников питания.

По соображениям экономии электрической энергии мощность бортовых радиопередатчиков была установлена в несколько ватт. В бортовой приемной и передающей радиоаппаратуре были применены полупроводники и другие современные детали и материалы. Особое внимание было обращено на достижение минимального объема и веса приборов.

О трудностях, с которыми сопряжено обеспечение надежной радиосвязи с межпланетной автоматической станцией, можно получить представление, если подсчитать, какая часть мощности, излучаемой бортовым радиопередатчиком, попадает в наземное приемное устройство.

Для того чтобы связь со станцией не прекращалась при ее вращении, антенны станции излучают радиосигналы равномерно во всех направлениях так, что мощность излучения, приходящаяся на единицу поверхности, будет одинакова для всех точек воображаемой сферы, в центре которой находится станция.

В наземную приемную антенну попадает часть мощности излучения, определяемая соотношением эффективной площади приемной антенны к поверхности сферы с радиусом, равным расстоянию от станции до приемного пункта. Поэтому для приема сигналов со станции используются большие приемные антенны.

Однако даже в этом случае при максимальном удалении станции от Земли принимаемая часть мощности излучения бортового передатчика в 100 миллионов раз меньше средней мощности, прийимаемой обычным телевизионным приемником. Для приема таких слабых сигналов нужны очень чувствительные приемные устройства, имеющие малый уровень выходных шумов.