Панорамная камера
Верхние и нижние футляры панорамной фотокамеры полностью ее закрывают, за исключением отверстия объектива, и предохраняют ее от светового, теплового и радиационного влияния. Подвижная панель в крышке фотокамеры позволяет астронавту вынимать кассету с пленкой после окончания фотографирования.
Кроме названных выше оптической системы с ломаным лучом (рис. 8) и пленочного цилиндра с обоймой валиков, поддерживающих фотопленку, панорамная камера имеет механизм переменной щели для регулирования времени экспозиции, шторный затвор, который открывается, когда объектив описывает дугу в 108° под космическим кораблем, и очень сложную механическую часть.
Рис. 8. Принцип действия панорамной фотокамеры «Аполлона». Здесь используется оптическая система с ломаным лучом, вращающаяся около своей продольной оси
Важной особенностью этой камеры является ее способность работать в двух режимах: стереоскопическом и моноскопическом. При работе в моноскопическом режиме камера выполняет панорамную съемку лунной поверхности, находящейся непосредственно под космическим кораблем. В этом случае механическая часть (включающая устройство типа карданового подвеса) обеспечивает два рода движений в фотокамере во время экспозиции : первое — вращение вокруг продольной оси (сканирование), второе — компенсационный сдвиг (аналогичный тому, который осуществляется в картографической камере) для предотвращения смазывания изображения за счет перемещения космического корабля. Продольная ось камеры всегда направлена по движению корабля и камера получает панорамное изображение, грубо говоря, полосы, перпендикулярной этому движению. В этом режиме скорость работы камеры значительно меньше, чем в стереоскопическом, вследствие чего время экспозиции увеличивается. Следовательно, моноскопический режим важен при съемке областей с низкой освещенностью (близ терминатора).
При работе в стереорежиме камера должна получать так называемые стереопары. Для того чтобы получить пространственный эффект при фотографировании, необходимо иметь снимки одного и того же участка поверхности, выполненные под двумя разными углами. Эти снимки и называются стереопарой.
На рис. 14 изображен принцип получения стереопар на космическом корабле «Аполлон». Стереопара с углом между направлениями съемки в 25° образуется в результате фотографирования из положения 1 с осью камеры, направленной вперед по движению корабля, и из положения 6, когда ось камеры направлена назад. Следующая стереопара получается при фотографировании из положений 3 и 8.
Рис. 14. Принцип получения стереопары. Стереопара панорамных фотографий создается фотосъемкой из положения 1 в направлении движения корабля и из положения 6 в обратном направлении
Таким образом, в стереорежиме механическая часть должна обеспечить (помимо уже названных двух видов движения в камере) изменение положения самой камеры в перерывах между экспозициями, с тем чтобы снимки производились поочередно в разных направлениях. Именно в этом процессе основную роль играет устройство типа карданово-го подвеса. Здесь сканирование позволяет получить снимки полос лунной поверхности, которые уже находятся не непосредственно под кораблем, а впереди или сзади него (полосы также перпендикулярны направлению движения корабля). Скорость работы фотокамеры устанавливается такой, чтобы достигнуть 100%-ного перекрытия в стереопаре.
Главный каркас, к которому прикреплена установка карданового подвеса, жестко смонтирован с секцией SIM-bay «Аполлона». В нем размещены подающая и принимающая пленочные катушки и вся электронная система фотокамеры. Как в картографической фотокамере, существенно, чтобы тяжелые катушки непрерывно вращались во время работы камеры, поэтому здесь также образуются пленочные петли в подающей и принимающей частях прибора.
Крайне необходимой компонентой главного каркаса является датчик Скорость/Высота (V/H), который измеряет скорость кажущегося движения поверхности. Выходное напряжение с датчика V/H регулирует последовательность всех операций фотокамеры. Датчик V/H вместе с датчиком величины экспозиции также регулирует ширину относительного отверстия щели, с тем чтобы обеспечить определенную величину экспозиции в заданном диапазоне скорости работы камеры. Если по каким-либо причинам датчик V/H не дает необходимого сигнала, то фотокамера автоматически настраивается на работу при номинальной высоте 110 км. Это неоднократно происходило на «Аполлоне-15»; на «Аполлоне-16» и «Аполлоне-17» регулировка производилась астронавтами из командного отсека. Это достигалось установкой регулятора на фиксированные высоты в интервале 102—111 км.
Перед фотоснимком на пленке отпечатывается совокупность различных данных. Она содержит отсчет времени, последовательный номер кадра, указатель положения карданного подвеса (вперед, вертикально или назад), сигнальную метку V/H, стрелку, указывающую направление полета и ориентацию снимка, а также совокупность выходных данных, содержащую порядковый номер полета «Аполлона», серийный номер фотокамеры и т. д. По краю фотопленки также отпечатываются координатные метки через каждый 2,5° угла вращения объектива, специальная метка, указывающая на центр кадра, и соответствующий этому центру момент времени.
По команде астронавта фотокамера может быть переведена на работу в моноскопиче-ском режиме. Устраняется покачивание на 25° взад и вперед между отдельными кадрами.
Критические температуры, сигнал V/H, положение опорных механических частей, характеристики вращения объектива и другие необходимые данные для каждого кадра телеметрически посылаются в Центр управления полетом.
Невозможно показать на печатном листе как размер, так и качество фотографий, полученных панорамной фотокамерой «Аполлона». Рис. 15 представляет собой увеличенное изображение фрагмента одной из фотографий. Общее покрытие лунной поверхности панорамной фотокамерой приблизительно то же, что и покрытие, показанное на рис. 13.
Рис. 15. Увеличенное изображение фрагмента панорамной фотографии показывает 6500-метровый центральный пик кратера Циолковский. Кратер был впервые сфотографирован советской автоматической станцией «Луна-3» в 1959 г. и был назван в честь К. Э. Циолковского (1857—1935), пионера ракетной теории и энтузиаста межпланетных перелетов