Родионов Б.Н.


Факты истории развития научных исследований, конструкторских разработок и подготовки специалистов высшей квалификации в области прикладной космонавтики на кафедре аэросъемки Московского института инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (1958 - 1967г.г.)

Впервые эти работы были начаты в январе 1958г., то есть спустя три месяца после запуска первого искусственного спутника Земли. В то время кафедра аэросъемки была одной из самых малочисленных кафедр института. Она вела на аэрофотогеодезическом факультете три дисциплины: аэрофотографию, аэрофотосъемку, применение радиометодов в аэрофотосъемке, а также учебную летную практику по аэрофотографии и аэрофотосъемке. Согласно учебному плану на эти дисциплины отводилось в общей сложности около 400 часов. Занятия велись со 2-го по 5-й курсы в трех учебных группах аэрофотогеодезического факультета. С учетом деления групп на подгруппы и четверть-группы (на аэрофотографии и учебной практике), зачетов, экзаменов, консультаций, руководства дипломниками и аспирантами это составляло общий баланс часов на кафедре около 2700 в год. Курс лекций по аэрофотографии читал по совместительству профессор, доктор технических наук Виктор Яковлевич Михайлов, заведовавший аэрофотографическим отделом ЦНИИГАиК, лабораторные занятия вел Павел Васильевич Захаров. В учебном процессе по курсу аэрофотографии участвовал также аспирант Ю.Н.Кузнецов. В.Я.Михайлов в нашей стране и за рубежом пользовался известностью как ведущий ученый и автор фундаментальных монографий и учебных пособий в области фотографии и аэрофотографии, как идеолог и один из организаторов отечественной аэрофотослужбы. П.В.Захаров был известен как выдающийся специалист практик с огромным производственным и педагогическим опытом. Курс аэрофотосъемки вели доц., к.т.н. Б.Н.Родионов, исполнявший обязанности заведующего кафедрой и старший преподаватель Я.Л.Зиман. За плечами у первого были аспирантура по специальности "Летно-съемочные работы", десятилетний стаж работы штурманом-аэрофотосъемщиком и пятилетний опыт руководства аэросъемочным подразделением в институте Гидропроект, у второго опыт военного штурмана в годы Великой Отечественной войны и преподавательской работы в Аэрофотошколе ГУГК. Обязанности ассистента по курсу аэрофотосъемки выполнял молодой выпускник МИИГАиК Е.П.Аржанов. Б.Н.Родионов читал лекции и вел лабораторные занятия также по дисциплине применение радиометодов в аэросъемке. Техническое обслуживание кафедры лежало на плечах препаратора Александры Ивановны Ежовой.

Кафедра аэросъемки располагалась в соседних помещениях общей площадью около 100 кв.м., в том числе учебный класс аэрофотосъемки, учебная аэрофотолаборатория, учебный кабинет оптико-механических исследований аэрофотоаппаратов, механическая мастерская и кабинет заведующего. Учебный процесс был обеспечен комплексом оборудования и учебных пособий, позволявшим вести занятия на высоком для того времени уровне. Аэрофотолаборатория располагала несколькими комплектами сенситометрического оборудования, приборами ручной и автоматической обработки аэрофильмов, приборами позитивного процесса, имела раздельные кабины для фоторабот, что давало возможность студентам выполнять их самостоятельно. В классе аэрофотосъемки был установлен навигационный тренажер, имитировавший условия полета. На нем студенты отрабатывали навыки по аэронавигации, необходимые для последующей летной практики. Для изучения и исследования аэрофотоаппаратов кафедра располагала уникальным глубинным коллиматором, гониометрической оптической скамьей, стендами для поверки и испытаний съемочной и навигационной аппаратуры, имелся также богатый набор наглядных пособий, выделялись уникальный аэрофотоснимок, сделанный со стратостата, модели аэрофотосъемочных самолетов и плакаты, иллюстрирующие процесс аэросъемки. Особую ценность представляла собой коллекция аэрофотоаппаратов различных типов, начиная от первого в истории техники полуавтоматического пленочного аэрофотоаппарата, конструкции полковника русской армии В.М.Потте, и кончая новейшим АФА-ТЭ, конструкции лауреатов Государственной премии С.П.Шокина и А.Г.Гордона.

Это и другое оборудование, учебные и методические пособия, а также четко налаженный учебный процесс оставил в наследство своим преемникам Александр Игнатьевич Шершень. Его трудами и заботами на базе кабинета аэросъемки, основанного в МИИГАиК выдающимся пионером аэрофотосъемки В.С.Цвет-Калядинским, была создана кафедра, заведованию которой А.И.Шершень посвятил четверть века своей жизни. Будучи увлеченным и искусным педагогом А.И.Шершень внес также значительный вклад в развитие аэрофотосъемочной техники. Его перу принадлежит ряд учебных пособий и монографий по летно-съемочным работам и аэрофотоаппаратостроению, не потерявших значение и сейчас, то есть полвека спустя после их издания. Так, небольшая монография А.И.Шершня "Аэрофотоаппараты; краткое описание и характеристики", Геодезиздат, М, 1939 г., является единственным в соем роде справочником по истории развития конструкторской мысли в области аэрофотоаппаратостроения на тот период. Благодаря этой работе современный читатель может увидеть сколь оригинальны и подчас изящны были технические решения конструкторов того времени, как сложился облик аэрофотоаппарата, ставшего прототипом современных конструкций. Особо значителен капитальный труд А.И.Шершня "Аэрофотосъемка", Геодезиздат, М. 1958 г., увидевший свет, увы, уже после смерти автора. К сожалению, он не был должным образом оценен ученым советом МИИГАиК, Но сейчас, 40 лет спустя, этот труд является наиболее основательным и компетентным справочным руководством и учебным пособием по аэрофотосъемке. Возможно ученикам и последователям А.И.Шершня следовало бы подумать о переиздании последней его книги, дополнив ее одной, двумя главами, освещающими современный этап развития аэрофотосъемки. Собственные научные интересы А.И.Шершня лежали в сфере проблем совершенствования основных узлов аэрофотоаппарата: механизмов выравнивания аэропленки и фотозатворов, где ему персонально и в соавторстве принадлежит ряд изобретений. Сам лично Александр Игнатьевич был скромным, отчасти даже застенчивым человеком, что как-то отодвигало его на второй план по сравнению с такими яркими фигурами на аэрофотогеодезическом факультете, как профессора Ф.В.Дробышев, А.С.Скиридов, Н.Я.Бобир. Часто человек с подобным характером бывает ревнив к другим, опаслив к конкуренции, не стремится привлекать к работе молодых, энергичных специалистов из боязни, что те могут потеснить его самого. Весьма примечательно, что А.И.Шершень был лишен этих черт. Он смело искал и привлекал к работе на кафедре молодежь. Это в совокупности с технической, методической и педагогической обустроенностью кафедры создало те изначальные условия и творческую атмосферу, которые подготовили небольшой научно-педагогический коллектив кафедры к выходу на самые передовые рубежи науки того времени и позволило ему включиться в работу по развитию прикладной космонавтики. Начиная изложение фактов истории развития работ в этой области на кафедре аэросъемки МИИГАиК, мы должны подчеркнуть, что их предтечей была деятельность А.И.Шершня, а сам он был ученым, стоявшим у истоков этих работ.

Вторым человеком, ставшим у их истоков, давшим им первоначальный импульс, а затем оказавшим неоценимое содействие их развитию, был профессор, доктор технических наук Юрий Сергеевич Быков, впоследствии лауреат Ленинской премии, Герой Социалистического труда, директор Института космической радиосвязи, а в то время - заведующий лабораторией в НИИ авиационного приборостроения. Он одним из первых понял огромные возможности информации о земной поверхности, получаемой с помощью наблюдений из космоса и стал искать научный коллектив, который смог бы вести работы в этой области. Круг таких коллективов был очень ограничен и замыкался внутри организаций военно-промышленного комплекса. Юрий Сергеевич рассказывал, что он считал необходимыми альтернативные решения и поэтому обратился к нашей кафедре, отыскав ее в справочнике для поступающих в ВУЗ-ы.

Надо сказать, что мы сами предпринимали энергичные усилия по постановке серьезных хоздоговорных научно-исследовательских работ. Но, к сожалению, предложения кафедры, обращенные к нашим ведущим по этой профессии ведомствам и организациям: ГУГК, ЦНИИГАиК, ГосНИИ ГВФ и др., не вызывали интереса и поддержки. Ю.С.Быков в январе 1958 г. предложил нашей кафедре приступить к работе по теме: "Схематическая разработка метода автоматической съемки земной поверхности с больших высот", что и положило начало развитию деятельности МИИГАиК в области прикладной космонавтики. Был заключен хозяйственный договор (тема 78-Х) на сумму 75 тыс. руб. Заказчиком был Государственный комитет по авиационной технике, срок окончания работ - 4-й кв. 1958 г., научный руководитель - Б.Н.Родионов.

Третьим человеком, которому мы обязаны развитием работ по прикладной космонавтике в МИИГАиК был ректор института профессор, доктор технических наук Петр Сергеевич Закатов. Он сразу же оказал этим работам максимальное содействие и делал это искренне, как подлинно большой ученый, из патриотических чувств к родине и своему институту, бескорыстно без малейшего намека на претензию к соавторству. Ниже мы еще не раз будем говорить о вкладе П.С.Закатова в дело становления космических исследований в институте и об организационных и практических шагах, благодаря которым МИИГАиК занял одно из ведущих мест в этой области.

Оборонная тематика

При выполнении работ по теме 78-Х требовалось дать ответы на целый комплекс принципиальных вопросов о перспективах космических съемок, как в части свойств получаемой информации, так и в части возможных технических решений. Прежде всего надо было понять можно ли вообще с высот 200-300 км увидеть на земной поверхности достаточно мелкие детали, представляющие какой-либо интерес. Дело в том, что среди астрономов, бывших в то время главными авторитетами в области космонавтики, существовало мнение, что турбулентность атмосферы станет препятствовать наблюдениям из космоса. Однако имевшийся на кафедре упомянутый выше аэрофотоснимок, сделанный со стратостата "Осоавиахим-1" с высоты 15 км, то есть практически через всю оптическую толщу земной атмосферы, говорил об обратном. Чтобы внести ясность, было необходимо по возможности смоделировать оптические условия съемки из космоса.

Заказчиком был предоставлен лучший по тем временам высотный самолет ТУ-16Р, на котором мы установили аэрофотоаппарат АФА-37 и с высоты 12 км получили прекрасные аэрофотоснимки в масштабе 1:170000. Столь мелкомасштабные снимки ранее в практике не использовались, но оказалось, что они весьма информативны и встала задача исследовать вопрос о том как меняются дешифровочные свойства при еще более мелких масштабах съемки. Существовавшие аэрофотоаппараты не позволяли получить необходимые сверхмелкомасштабные снимки и тогда был сделан первый аэрофотоаппарат, положивший начало семейству малоформатных аэофотоаппаратов АФА-МИИГАиК (АФА-М) с фокусным расстоянием объектива 20 мм. Это дало возможность получить снимки масштаба 1:600000 и убедиться в том, что и такие сверхмелкомасштабные изображения несут богатую информацию об объектах земной поверхности.

Дешифрирование аэрофотоснимков, моделирующих фотосъемку из космоса, позволило определить круг задач, решаемых по космическим фотоснимкам в интересах военной разведки и народного хозяйства.

Другой проблемой, подлежащей рассмотрению, было влияние динамических условий съемки на изобразительные и геометрические свойства снимков, получаемых из космоса. Космическая скорость ИСЗ неизбежно приводила к сдвигу изображения в съемочной камере при экспонировании фотопленки, что вызывало его смаз и потерю разрешающей способности. Возникла необходимость компенсации сдвига изображения. Это нарушало лежащие в основе традиционной фотограмметрии законы линейной перспективы, по которым строится проекция местности на снимке. Были начаты углубленные исследования свойств снимков, получаемых при компенсации сдвига изображения, что привело в дальнейшем к развитию идей динамической фотограмметрии.

Своеобразие космического полета открывало новые возможности для определения элементов внешнего ориентирования и координатной привязки снимков. В связи с этим были рассмотрены вопросы баллистики, небесной механики и астроориентации применительно к задачам съемки местности из космоса.

В 1958 г., когда выполнялась работа по теме 78-Х, возвращаемые с орбиты космические аппараты еще не применялись. Поэтому, естественно, мы рассматривали возможности передачи получаемых на ИСЗ изображений местности по телевидению. Изобразительные и измерительные свойства ТВ-изображений в ту пору были не изучены. Ввиду этого совместно с Московским телевизионным центром были поставлены эксперименты по телевизионной передаче изображений аэрофотоснимков с целью оценки потерь информации, связанных с особенностями ТВ-передачи, в частности с растровым строчным характером изображения и нелинейностями телевизионного сигнала. Был получен важный результат, согласно которому изобразительные свойства оригинальных фотоснимков, переданных по телевидению, могут быть сохранены при правильном подборе параметров телепередачи. Это дало возможность обосновать целесообразность применения в космических съемках метода фототелевидения, который впоследствии был использован на советских и американских космических аппаратах при съемках Луны и Земли.

Теоретически были рассмотрены все основные аспекты космической съемки. Наиболее принципиальные вопросы были апробированы на модельных экспериментах. Как требовало техническое задание, была сделана схематическая проработка возможностей космической съемки и предложены основы технических и методических решений для их реализации. Работа была выполнена в срок и представлена заказчику в виде объемистого научно-технического отчета с приложениями, иллюстрирующими проделанные эксперименты и подтверждающие достоверность и реальность разработок.

Коллектив кафедры аэросъемки работал дружно и с огромным энтузиазмом. Роли отдельных сотрудников распределились сами собой согласно научным интересам и личным склонностям: Ю.Н.Кузнецов при консультации В.Я.Михайлова и участии П.В.Захарова взял на себя ответственность за проработку фотографических вопросов, Е.П.Аржанов занялся аппаратурой и проведением летных экспериментов, Я.Л.Зиман исследовал вопросы навигационных и астрономических определений, на Б.Н.Родионова легло общее идейное руководство, а также проработка вопросов изобразительных и измерительных свойств космических снимков, технических аппаратурных решений, разработка общей схемы съемочного комплекса. Для решения вопросов, выходящих за рамки компетенции членов кафедры, удалось привлечь научного сотрудника Института прикладной математики АНСССР В.И.Сарычева, который осветил некоторые вопросы баллистики и космической навигации, и ведущего инженера НИИ-25 В.И.Ерхова, выполнившего необходимые конструкторские разработки. Большой интерес к нашим работам проявил выдающийся советский геодезист профессор, доктор технических наук А,А,Изотов, который непосредственно в них не участвовал, но внимательно за ними следил и морально нас поддерживал.

Следует подчеркнуть, что работа по теме 78-Х, будучи хоздоговорной, выполнялась кафедрой одновременно с проведением полноценного учебного процесса и с научно-исследовательскими работами по госбюджетной тематике. Итоги последних, в частности, выразились в 12-ти публикациях 1958-59г.г., в том числе у Е.П.Аржанова и Я.Л.Зимана по 3 работы, Б.Н.Родионова - 5, Ю.Н.Кузнецова - 1.

Научно-технический отчет по теме 78-Х получил высокую оценку заказчика. Благодаря содействию Ю.С.Быкова о нем стало известно в организациях, работающих в области космонавтики.

В дальнейшем развитии работ кафедры аэросъемки МИИГАиК в этом направлении выдающаяся роль принадлежит ректору института П.С.Закатову, который лично доложил о них тогдашнему заместителю министра Высшего образования СССР С.В.Румянцеву, курировавшему работы в этой области со стороны высшей школы. Ознакомившись с нашим отчетом, С.В.Румянцев направил его от имени МВО СССР головным разработчикам космических систем министерств обороны и военной промышленности, а также в Совет Министров СССР. В результате рассмотрения работы в этих инстанциях было принято решение поручить нам ее продолжить и включить работу в государственную космическую программу, отразив это в постановлении ЦК КПСС и СМ СССР. Такое постановление за N 1388-618 появилось 10 декабря 1959 г. Название темы: "Разработка методов аэросъемки с искусственных спутников Земли, принципиальных схем аэрофотоаппаратов, методов дешифрирования и привязки снимков', срок II кв. 1961 г., заказчик - МО СССР, исполнитель - МИИГАиК. Приказом МВССО РСФСР №111 от 22.12.59 научным руководителем - главным конструктором был назначен Б.Н.Родионов.

Работы, начатые кафедрой по теме 78-Х, после сдачи ее заказчику не прекратились и финансировались из госбюджетных ассигнований, выделяемых институту. И здесь сказалось доброе отношение к ним ректора П.С.Закатова и понимание им их важности и перспективности. С выходом указанного постановления ЦК КПСС и СМ СССР данным работам была открыта "зеленая улица". Институту предоставили дополнительные госбюджетные ассигнования и штатные единицы научного персонала, выделили фонды материального снабжения. С заказчиком был заключен хозяйственный договор на сумму 200 тыс. руб.(тема 105-Х). Все это позволило резко расширить фронт работ кафедры аэросъемки и привлечь к их выполнению новых сотрудников. Ими в первую очередь стали талантливые выпускники аэрофотогеодезического факультета прежних лет: Б.В.Непоклонов, Ю.М.Чесноков, Л.И Злобин, работавшие в различных производственных и научных организациях, а также несколько молодых инженеров оптико-механиков с Красногорского механичемкого завода. Пришел на кафедру молодой математик из МГУ Ю.Л.Бирюков. Коллектив кафедры также пополнился техническим персоналом - конструкторами и механиками.

Кафедра и ранее активно вела научно-исследовательскую работу со студентами в научном кружке и при дипломном проектировании. Романтика космической тематики вызвала в студенческой среде прилив энтузиазма, что позволило расширить кружковую деятельность и привлечь наиболее толковых студентов к работам на хоздоговорных началах.

Коллектив кафедры вырос более, чем в четыре раза и, конечно, встала проблема размещения сотрудников. Благодаря поддержке ректора - П.С.Закатова и проректора по научной работе доктора технических наук А.И.Дурнева кафедре аэросъемки были предоставлены две большие комнаты в помещении научно-исследовательского сектора института. В них разместились конструкторская и радиоэлектронная группы.

Если исследования по теме 78-Х были поисковыми, то работы по теме 105-Х являлись уже эскизным проектированием и опытно-конструкторскими. По данному направлению работали специализированные коллективы ряда крупнейших научных и промышленных организаций: Государственного оптического института им. С.И.Вавилова, ЦКБ Красногорского механического завода, военных научных институтов, ОКБ-1 и др. Задачей было создание комплекса военной космической разведки, который получил в дальнейшем название "Зенит". Было известно, что подобные работы активно ведутся в США. Решения, принимаемые участниками данной тематики, были отчасти альтернативными и поэтому коллективу кафедры аэросъемки МИИГАиК пришлось завоевывать свое "место под Солнцем".

Первой основной проблемой был выбор параметров съемочной аппаратуры и разработка методологии ее использования для решения практических задач военной разведки. Разумеется, необходимо было исходить из реальных технических возможностей того времени как в части фотоаппаратуры, так и космонавтики. Эта проблема решалась нами в комплексе рассмотрения информационности космических фотоснимков и оптических и аппаратурных технических решений.

Министерство обороны выделило самолет ТУ-16Р в строевом подразделении ВВС. На нем мы установили 17 аэрофотоаппаратов, в том числе 12 экземпляров АФА-39, заряженных всеми типами черно-белой, спектрозональной, цветной и ИК аэропленкой того времени, а также упомянутый АФА-М и другие АФА с разными фокусными расстояниями объективов вплоть до 1 м. В качестве съемочных полигонов выбрали города Гомель и Сумы. В последнем кафедра проводила учебную аэрофотосъемочную практику. Силами студентов под руководством П.В.Захарова на местности изготовили гигантский тест-объект из радиальных мир и площадок разных размеров, конфигураций и контрастов. Над этими полигонами была выполнена аэрофотосъемка с высот от 500 до 12000 м. с дискретностью по высоте 500 м. На снимках запечетлены упомянутый тест-объект и детали городской ситуации, которая по своим параметрам адекватна военным объектам. Получен обширнейший съемочный материал, позволивший исследовать информационные возможности снимков в большом спектре масштабов и разрешений. Дешифрирование выполнялось сотрудниками кафедры аэросъемки, военной кафедры МИИГАиК и отчасти других кафедр.

Таким обширным и полноценным экспериментальным съемочным материалом в то время никто не располагал. Результаты исследований информативности аэроснимков с различным разрешением на местности и в различных спектральных зонах представлены в объемистом альбоме, экземпляры которого рссматривались в различны инстанциях, включая ГШ и СМ.

Проведение летного эксперимента такого масштаба потребовало от кафедры больших усилий как в части организации полетов и их проведения, так и обработки данных и их интерпретации. Научное и техническое руководство осуществлялось Б.Н.Родионовым, ведущими исполнителями были Л.И.Злобин, Е.П.Аржанов, Ю.Н.Кузнецов, П.В.Захаров, Ю.Н.Чесноков, А.С.Дорофеев.

Автором настоящей статьи научным руководителем работ Б.Н.Родионовым был разработан новый по тем временам системный подход, позволивший аналитически связать воедино различные по своей функциональной сущности факторы, определяющие информативность и практическую реализуемость комплекса технических и эксплуатационных средств космической фоторазведки. Позднее эти разработки вошли в его докторскую диссертацию: "Выбор параметров космических фотоаппаратов". Наряду с разработками других участников программы "Зенит", данные, изложенные в указанной диссертации, явились научно-теоретическим обоснованием созданной космической фоторазведовательной системы. Когда последняя утратила военное значение, ее передали в народное хозяйство и она по сей день эксплуатируется под названием "Ресурс-Ф".
Частные научные и методические проблемы темы 105-Х разрабатывались ведущими сотрудниками кафедры: Е.П.Аржановым, Ю.Л.Бирюковым, Б.С.Дунаевым, Я.Л.Зиманом, Л.И.Злобиным, В.В.Киселевым, Б.В.Непоклоновым, Ю.М.Чесноковым и др. Эти исследования легли впоследствии в основу ряда кандидатских диссертаций.

Техническим заданием по теме 105-Х предусматривалась разработка принципиальных схем аэрофотоаппаратов. При кафедре была образована группа конструкторов оптико-механиков и электронщиков. Для ее размещения ректорат выделил дополнительное помещение. Работа велась в тесной связи с Экспериментально-производственными мастерскими МИИГАиК, где в них участвовали высококвалифицированные оптико-механики Гуняев, Кондратьев, Ковригин, Раппопорт и др. По идеям Б.Н.Родионова были созданы действующие макеты оригинальных конструкций аэрофотоаппаратов и их основных узлов. К ним относятся: длиннофокусный панорамный аэрофотоаппарат, самобалансирующаяся кассета на 1500 м. пленки с экономичным электроприводом, прецезионное устройство компенсации сдвига изображеня, центральный ленточный затвор и др Прецезионное устройство компенсации явилось прототипом для подобных устройств в современных АФА, в том числе зарубежных.

Продолжались работы по совершенствованию малоформатных АФА-М на основе изобретений Б.Н.Родионова и Н.П.Заказнова. Под руководством Б.Н.Родионова ведущим конструктором В.И.Романовым были разработаны модификации АФА-М с фокусными расстояниями объективов 15, 20, 31, 35 мм. Они изготавливались в ЭПМ-МИИГАиК малыми сериями по 3-5 экземпляров. Наибольшее распространение получили АФА-М31А, которые впоследствии эксплуатировались на космических кораблях "Союз" и станциях "Салют", "Алмаз", "Мир" космонавтами Севастьяновым, Николаевым, Губаревым, Гречко, Добровольским, Волковым, Пацаевым, Поповичем, Артюхиным и др.

Вышеупомянутые действующие макеты узлов космических фотоаппаратов демонстрировались заказчикам еще на стадии их испытания в лаблратортях кафедры. Наиболее компетентными заказчиками были специалисты из ЦКБ КМЗ: главный конструктор космической фотоаппаратуры А.К.Меньков, ведущие разработчики Ю.В.Рябушкин, А.А.Григорьев и др. Они оценили оригинальность наших предложений. Но практическую реализацию в аппаратуре "Зенит" нашли только наши рекомендации об отказе от оптической клиновой компенсации сдвига изображения и затвора "жалюзи", как устройств, снижающих разрешающую способность системы, а также о применении механической компенсации путем протяжки пленки, применении шторно-щелевого затвора. Другие предложения, хотя и отличались оригинальностью, не нашли применения, так как были слишком новаторскими. Они требовали серьезных испытаний, на которые не было времени, ввиду сжатых сроков, поставленных правительством на создание системы "Зенит"

Работа по теме 105-Х тщательно контролировалась заказчиками как со стороны МО, так и МОП. Она была закончена в срок и представлена отчетом из пяти объемистых томов, альбомов с фотоснимками, моделирующими съемку из космоса, действующими макетами разработанных узлов фотоаппаратуры в сопровождении конструкторской документации.

Оборонная тематика кафедры была продолжена по новым постановлениям СМ и ЦК КПСС и продолжалась до середины 1965 г. Номера тем: 128-Х, 165-Х, 166-Х, 167-Х, 179-Х и др Наряду с хоздоговорными выполнялись работы и по госбюджетным спецтемам. Оборонная тематика проводилась, разумеется, во взаимодействии со спецчастью института при строгом соблюдении требований режима. Создание необходимых для этого условий обеспечивалось руководством МИИГАиК при постоянном содействии ректора П.С.Закатова.

Мы провели выше беглый обзор деятельности кафедры аэросъемки по темам 78-Х и 105-Х полувековой давности, содержание которых в настоящее время утратило режимные ограничения, с целью показать современному читателю государственную значимость и уровень тех работ. Высокий уровень разработок кафедры аэросьемки МИИГАиК и престиж института возрастал из года в год. Институт стал участником всех космических исследований, где применялась фото и телевизионная съемка. Со временем акцент исследований кафедры переместился в область научных и народохозяйственных задач.

Народохозяйственная тематика

Космические фотоснимки, получаемые фотоаппаратами АФА-М31А, нашли применение в различных организациях для изучения земной поверхности в целях геологических, геофизических, гидрометеорологических и других научных и практических задач. Этот аппарат и его модификации обладали свойствами топографических фотокамер с присущими им измерительными качествами получаемых фотоснимков. Благодаря своей миниатюрности аппарат был привлекательным для организаций, производивших аэрофотосъемку при аэрогеологических, аэрогеофизических, гидрологических и подобных изысканиях. От них стали поступать заказы на малоформатные аэрофотоаппараты. Встал вопрос о серийном промышленном изготовлении. Для выпуска стандартной технической документации было привлечено ЦКБ Министерства высшего образования (директор и главный конструктор В.В.Юденич), где ведущий конструктор М.А Гаврилов разработал необходимую рабочую документацию. АФА-31 был передан для серийного производства на завод "Геофизика". Головная серия изготовлена в 1966 г. Дальнейший выпуск прекратился после смены руководства МИИГАиК.

Значительную роль в испытаниях и распространении АФА-М сыграли Е.П.Аржанов и В.Е.Пермитин. Все экземпляры АФА-М, как изготовленные в ЭПМ МИИГАиК, так и на заводе, общим количеством около 50 экземпляров были востребованы заказчиками. В настоящее время сохранился лишь один экземпляр из ЗИП-а фотоаппаратуры долговременной орбитальной станции "Салют". Он хранится у его создателя - автора Б.Н.Родионова.

Когда в стране была начата разработка космической метеорологической системы "Метеор", кафедра проявила инициативу и предложила свою версию аван-проекта. Наша инициатива была одобрена и 30 октября 1961 г. вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР №984-425, которым МИИГАиК поручена "Разработка методов автоматического дешифрирования и географической привязки космических метеорологических ТВ-снимков", эскизный проект - II квартал 1962 г., методика и 3 комплекта действующей аппаратуры - II квартал 1963 г. Заказчик Главное управление гидрометеослужбы СССР. Научный руководитель и главный конструктор Б.Н.Родионов. Руководителями Государственной программы "Метеор" в целом были академики А.Г.Иосифьян и Е.К.Федоров, курирование наших работ со стороны ГУГМС осуществлял Л.А.Александров.

Тема 122-Х открыла новый фронт работ в деятельности кафедры и потребовала развития научных и практических усилий в области телевидения и гидрометеорологии. Мы уже говорили, что при выполнении работ по теме 78-Х кафедра установила творческие связи с Московским телевизионным центром в части изучения свойств телевизионного изображения и применения телевидения для передачи с борта космического аппарата изображений местности. Эта работа продолжалась и по теме 105-Х. Теперь же объем задач, требующих решения, расширился и возникла необходимость привлечь на кафедру специалистов телевидения и радиоэлектроники. Идеология и основные технические решения были разработаны руководителем работ Б.Н.Родионовым. Они предусматривали три направления: создание аппаратуры географической интерпретации космических снимков методом их автоматизированной машинной обработки, разработку метода географической привязки снимков с использованием специализированных графических средств, разработку метода автоматического распознавания изображений облачности. Успехом деятельности по первому направлению стало то, что к нам из ВИА им. В.В.Куйбышева перешел на работу человек выдающегося ума и уникальных способностей Валерий Петрович Дубенский. Его рекомендовал М.П.Бордюков, в соавторстве с которым Валерий Петрович создал первый в мировой практике электронный картографический трансформатор. На кафедре вокруг В.П.Дубенского собрались энтузиасты и умельцы Б.И.Немковский, Михайловский, В.И.Самойлов и др. которые своими руками из деталей, изготовленных по их разработкам в ЭПМ, собрали уникальную систему ЭТП - электронного трансформирования и привязки космических телевизионных снимков облачности.

Система ЭТП представляла собой местную телевизионную установку, развертками которой управляла специальная созданная разработчиками мини ЭВМ. Надо отметить, что существовавшие в то время цифровые вычислительные машины не могли обеспечить необходимое для ЭТП быстродействие. Управление осуществлялось по телеметрическим данным об ориентации ТВ-камер, установленных на ИСЗ. Соответственно трансформировались ТВ-изображения - в них замешивалось изображение сетки географических координат, кадры монтировались и выводились на печать с помощью фоторегистратора. Выдавалась телевизионная карта облачности и подстилающей поверхности шириной 1000 км на местности, над которой пролетал спутник по своей орбите. Систему ЭТП установили на наземном научно-измерительном пункте в районе г.Щелково. Она вступила в действие в 1965 году и работала до тех пор, пока ее не заменила аппаратура нового поколения.

Система ЭТП обеспечила международный обмен спутниковыми метеоснимками по договору с США. По своим параметрам она превосходила американскую систему "Тирос", которая поставляла снимки облачности, не трансформированные в карту.

Вторым направлением были работы по созданию методики ручной графической привязки снимков с помощью палеток, накладываемых на телевизионное изображение. Это направление рассматривалось как временное до вступления в строй системы ЭТП. Ведущим разработчиком этого направления стал Б.В.Непоклонов. Им были выполнены расчеты для построения набора палеток, реализующих графическое трансформирование снимков с дискретностью 0,5 градуса по данным об угловой ориентации ИСЗ, получаемым по телеметрии. Б.В.Непоклонов развернул деятельность непосредственно в подразделениях ГУГМС, предназначенных для работ по космической гидрометеорологии, обучил персонал и лично принял участие в обработке первых же реальных снимков.

Ведущим по третьему направлению - автоматическому дешифрированию снимков облачности - был О.Н.Керша. В системе ЭТП был встроен блок, который выполнял квантование телевизионного изображения по уровням яркости, что выделяло облачность на фоне подстилающей поверхности. Подсчитывались площади квантованных участков и оценивалось количество облаков в баллах.

Когда разработки кафедры аэросъемки поступили в промышленную эксплуатацию в 1966 г., заказчики высоко их оценили и выдвинули Б.Н.Родионова, В.П.Дубенского и Б.В.Непоклонова в составе других разработчиков по программе "Метеор" на соискание Государственной премии. Такая премия была присуждена в 1969 г., но без указанных лиц из МИИГАиК, так как последние к этому времени уже не работали в институте.

Участие в подготовке космонавтов и в обеспечении программ космических наблюдений

Когда наступила эра пилотируемых космических полетов, Б.Н.Родионов был приглашен для участия в подготовке космонавтов. Тема подготовки: "Географическая привязка научных наблюдений из космоса". Полеты космических кораблей "Восток" и "Союз" на пассивных участках орбиты проходили в неориентированном режиме. Это затрудняло и даже делало невозможным определение географического положения наблюдаемых космонавтами земных объектов и явлений. Командир отряда космонавтов Юрий Алексеевич Гагарин на первом же собеседовании поставил задачи разработать методику, пособия и технические средства, с помощью которых можно было бы привязывать наблюдения к географическим картам. В частности, он попросил подобрать карты удобные для использования в космическом полете. Поставленные задачи были нами решены.

Космонавты снабжались фотоаппаратами "Зенит-3М", в которые по доработке МИИГАиК были встроены миниатюрные часы, оптическая система и источник питания. Разработчиками были Б.Н.Родионов, А.С.Дорофеев и оптико-механики ЭПМ МИИГАИК. Впоследствии была выполнена и реализована разработка установки на кораблях "Союз" и орбитальных пилотируемых станциях "Салют" и "Алмаз" аэрофотоаппаратов АФА-М31А.

Занятия в Центре подготовки космонавтов проходили в форме лекций для групп слушателей и индивидуальных тренировок на тренажере, имитирующем космический полет. За период с 1962 по 1966 г.г. нами была проведена работа в нескольких группах будущих космонавтов, готовящихся к полетам. В первой группе были Г.Т.Береговой, В.М.Комаров, А.А.Архипов, П.И.Беляев В.А.Шаталов, Н.А.Горбатко, Е.И.Хрунов, И.И.Шонин, Б.В.Волынов. Проводились также тренировки с отдельными экипажами: Береговой-Шаталов, Хрунов-Волынов. По мере развития пилотируемых полетов изменялась и программа подготовки: больше внимания стало уделяться техническим средствам наблюдений.

Между кафедрой и отрядом космонавтов установились деловые контакты. В.М.Комаров, А.А.Леонов, Е.И.Хрунов, Г.М.Береговой бывали на кафедре и выступали перед коллективами студентов и сотрудников института. Сотрудники кафедры Б.С.Дунаев, Ф.М.Трусков и др. непосредственно на стартовых позициях участвовали в контроле работы фотоаппаратуры, поставленной кафедрой аэросъемки МИИГАиК, и инструктировали экипажи.

Лунная тематика

Работы кафедры аэросъемки по лунной тематике начаты в 1966 году. Их инициатором был ассистент Б.В.Непоклонов, который познакомившись с разработчиками телевизионной системы АМС "Луна-9", совершившей мягкую посадку на Луне 3 февраля 1966 г. загорелся идеей принять участие в обработке переданных этой станцией панорам лунной поверхности. Телевизионное устройство, установленное на этой станции, было разработано и создано в Научно-исследовательском институте космического приборостроения (ныне ИКП) под руководством Ю.К.Ходарева и А.С.Селиванова, ведущими разработчиками были В.М.Говоров, М.Н.Нараева и В.В.Засецкий. Устройство принадлежало к типу систем механического телевидения, в котором местность обозревается одиночным лучом, сканирующим пространство с использованием электромеханического привода.

Удалось получить задание на эту работу, но при ее выполнении встретились трудности, так как геометрия подобной панорамной съемки ранее была не известна, не известен также был и метод использования панорам для построения топографических планов заснятой местности. Хотелось бы отметить добрую поддержку корифеев фотограмметрии Г.В.Романовского, В.И.Кораблева, Н.И.Соколова, отечески благословивших молодой коллектив кафедры на эту новую, необычную работу.

Вспомним, что передача телевизионных сигналов со станции "Луна-9" была перехвачена английскими астрономами Б.Ловеллом и Д.Девисом, которые догадались воспроизвести их на фототелеграфном аппарате, получили панорамы лунной поверхности, тотчас же их опубликовали после чего стали известны всему миру. Здесь уместно упомянуть и о случившемся курьезе: Б.Ловелл и Д.Девис не учли, что английский стандарт фототелеграфа равен 2 гц, а советский - 4 гц. При воспроизведении телевизионных панорам масштаб по горизонтальному направлению у них оказался вдвое меньше, чем по вертикальному. Из-за этого кратеры получились не круглыми, а овальными, что дало пищу некоторым горячим головам выдвигать гипотезы об особом генезисе мелких кратеров на лунной поверхности. Недоразумение разъяснилось после наших работ.

При развертывании работ по лунной тематике вновь остро встал вопрос о нехватке помещений для сотрудников кафедры. И здесь вновь проявил к этим работам понимание и заботу ректор П.С.Закатов. Он пошел даже на то, что потеснил кафедру высшей геодезии и передал нашей кафедре аудиторию №90 - свой кабинет заведующего кафедрой, где помещались и другие сотрудники его кафедры. И как всегда, без каких-либо претензий на соавторство.

Теория и практические приемы фотограмметрической обработки панорам, разработаные автором этих строк, позволили создать впервые в истории топографические планы лунной поверхности по данным налунной съемки. Был применен метод графических засечек по углам, определенным по координатам, снятым с панорам. Вычисления делались на ЭВМ под руководством А.П.Тищенко при участии Ю.Л.Бирюкова и И.В.Исавниной. Засечки строили Ю.И.Фивенский и А.И.Томилова с помощью простого устройства, предложенного Я.Л.Зиманом. Ю.М.Чесноков и Б.С.Дунаев выполнили фоторазвертку фрагмента панорамы. Элементы топографической ситуации - кратеры, камни и пр. изящно вычертил А.М.Лосяков. Б.В.Непоклонов пытался решить задачу построения плана аналитическим путем, однако попытка окончилась неудачей из-за недостаточной обусловленности уравнений эасечки. Аспирантом кафедры В.В.Киселевым была разработана и реализована методика обработки сканерных панорам на унивесальном оптико-механическом фотограмметрическом приборе "Стереопланиграф". К этим работам были привлечены также специалисты Фотограмметрической лаборатории института "Гидропроект", руководимой А.Г.Прохоровым.

Результаты работ опубликованы в капитальном академическом издании Первые панорамы лунной поверхности, ч. 1 и 2, "Наука", М. 1966, 1969. Эти работы внесли вклад в фундаментальную науку о Луне. На топографических планах, ставших научным и историческим памятником международного значения, указано что они созданы в МИИГАиК. Научные разработки и накопленный опыт впоследствии были использованы для интерпретации панорам, переданных АМС "Луна-13" и "Луноходами" 1 и 2.

В 1966 г. в ОКБ им С.А.Лавочкина, возглавлявшегося Г.Н.Бабакиным создавались автоматические подвижные лаборатории "Луноход". Кафедра аэросъемки приняла в этом участие. Для определения вертикальной и азимутальной ориентировки лунохода Б.Н.Родионовым были предложены механическая вертикаль и солнечный компас. Первая была реализована в виде приставки к телефотометрам, установленным на луноходах для съемки панорам местности. Конструкторскую разработку выполнил сотрудник кафедры А.А.Стулов, в ЭПМ МИИГАиК были изготовлены оптические и механические узлы. В.П.Дубенский создал конструкцию автоматического солнечного компаса. Вертикаль изображалась на панорамах, передаваемых на Землю. Она фиксировала наклон посадочной ступени и позволяла выбрать лучшее направление схода с нее подвижного аппарата. В местах его остановок при движении по поверхности Луны показания вертикали позволяли корректно обрабатывать заснимаемые панорамы и строить топографические планы.

Солнечный компас на предпусковых испытаниях потерял герметичность и был снят с борта лунохода. Это произошло уже после ухода из МИИГАиК разработчиков астрокомпаса, а оставшийся персонал кафедры, к сожалению, не смог устранить эту несложную неисправность. Вертикали же исправно работали на "Луноходах -1 и 2" и навечно остались на Луне, храня на себе эмблемы ЭПМ МИИГАиК.

В 1966 г. от ОКБ-1 нам поступило предложение проработать вопрос о фотографировании Луны с аппаратов Л-1, предназначенных для облета Луны с возвращением на Землю. Инициаторами и кураторами этого предложения были О.Н.Лебедев и А.Л.Пещерский. Габаритно-весовые и энергетические допуски на фотографическую аппаратуру нам указал заместитель главного конструктора ОКБ-1 П.В.Цыбин. Выяснилось, что имеющиеся серийные топографические аэрофотоаппараты, которые могли бы послужить прототипами для космического фотоаппарата, по своим габаритно-весовым характеристикам не укладываются в допуски. Заведующий отделом К.П.Феоктистов, курировавший научные эксперименты на космических объектах, высказал ряд рекомендаций по режиму работы фотоаппарата и телеметрическому сопровождению съемки. В результате предпринятых нами инженерно-конструкторских изысканий было найдено техническое решение об использовании серийного разведывательного аэрофотоаппарата БАФ-40 и его доработке применительно к условиям съемки с "Л-1". Доработка заключалась в том, что были сконструированы и изготовлены устройства и узлы, обеспечивающие телеметрирование работы частей фотоаппарата и повышение его изобразительных и фотограмметрических свойств. Новинкой того времени был разработанный и встроенный в командный прибор портативный магнитофон, на котором фиксировалось бортовое время, моменты срабатывания и режимы работы фотозатвора. Указанные доработки выполнены В.П.Дубенским, А.Б.Михайловским, конструктором А.С.Дорофеевым и оптико-механиками ЭПМ МИИГАиК.

Нашими фотоаппаратами, получившими название БАФ-40КМ (космический МИИГАиК) по программе, предложенной автором этих строк, были выполнены съемки с АМС "Зонд-6" (14 ноября 1968 г.) и "Зонд-8" (24 октября 1970 г.). Согласно программе в обоих полетах состоялось по три сеанса съемки. В первом сеансе на последнем этапе подлета к Луне со стороны ее западного полушария на высоте около 11000 км над лунной поверхностью станция ориентировалась так, что фотоаппарат был направлен на центр планеты. Задачей этого сеанса было фотографирование полного освещенного диска планеты, чтобы в поле зрения попадали и видимая с Земли, и невидимая части ее западного полушария. Это позволило получить изображение лимбов (горизонта) в сечениях перпендикулярных сечениям, наблюдаемых с Земли. Во втором сеансе фотоаппарат ориентировался на Землю, которая была сфотографирована в процессе ее захода за горизонт Луны. Съемка продолжалась до середины обратной стороны планеты и была прекращена после прохождения через ее терминатор. В третьем сеансе на траектории возврата к земле нашими фотоаппаратами БАФ-40КМ из дальнего космоса фотографировалась Земля. Эти снимки были очень эффектны и обошли популярные издания всего мира.

К сожалению, съемка с "Зонд-6" не дала ожидаемого результата в той мере, которая предусмотрена программой, так как по оплошности технического персонала на фотоаппарат не был надет светонепроницаемый чехол и при "жесткой" посадке на Землю кассета была повреждена и часть пленки оказалась засвеченной. Но "Зонд-8" принес богатую фотоинформацию, которая была интерпретирована многими научными коллективами у нас и за рубежом. Наиболее важным результатом интерпретации было открытие автором на обратной стороне обширной низменности, названной нами Юго-Западная, открытие вблизи Южного полюса высочайших на Луне образований рельефа, а также оценка геометрической фигуры планеты в сечении, перпендикулярном к видимому с Земли, и распространение на невидимую часть западного полушария системы селенодезических координат.

Учебно-методическая деятельность

Успехи кафедры в научных исследованиях создавали базу для развития ее учебно-методической деятельности. Это было связано с тем, что сотрудники кафедры, участвующие в НИР, приоткрывали страницы в области науки и техники, знания по которым стали необходимыми для новых поколений выпускников МИИГАиК. Кафедра проявила в этом направлении инициативу и ее поддержал ректор П.С.Закатов, ректорат и деканаты аэрофотогеодезического и геодезического факультетов. Были скорректированы учебные планы этих факультетов и сотрудникам кафедры аэросъемки поручили ведение следующих учебных дисциплин.

Аэрофотография с основами химии - проф., д.т.н. В.Я.Михайлов, ст. преподаватель П.В.Захаров, доц. к.т.н. Ю.Н.Кузнецов.

Аэрофотосъемка - проф. д.т.н. Родионов, доц. к.т.н. Е.П.Аржанов, доц. к.т.н. Я.Л.Зиман.

Основы космической годезии - доц. к.т.н. Б.В.Непоклонов.

Дешифрирование аэроснимков - доц. к.т.н. Чесноков, доц. к.т.н. Ю.Л.Бирюков.

Основы радиоэлектроники и радиотехники - доц. к.т.н. Л.Н.Капранов, доц. к.т.н. О.Н.Керша.

Сущность влияния результатов НИР заключалась в том, что в традиционных для кафедры дисциплинах были введены дополнительные разделы и расставлены новые акценты. Баланс учебных часов кафедры по сравнению с 1958 годом возрос вдвое, соответственно увеличилась и численность преподавательского состава. Усложнилась и учебно-административная деятельность. В части согласования календарных планов, расписания занятий, ведения отчетности и пр. ей занимался Я.Л.Зиман. Он же заведовал учебной летно-съемочной практикой студентов. По его рекомендации для работы на кафедре были приглашены В.М.Гаврилова и ветеран аэрофотосъемки А.И.Евсеев-Сидоров. В.М.Гаврилова имела большой преподавательский опыт работы в Аэрошколе ГУГК. Будучи энергичным и коммуникабельным человеком она оживила жизнь кафедры, организуя досуг сотрудников, занятия спортом и участие в культурных мероприятиях. Она умело контактировала со студентами, ведя воспитательную и кружковую работу. А.И.Евсеев-Сидоров привнес на кафедру дух высокой личной культуры и исторических традиций отечественной аэрофотосъемки.

Технические средства, приобретенные при выполнении НИР по хоздоговорным работам переходили в собственность кафедры и пополняли ее учебно-методическую базу. Так, например, кафедра аэросъемки первой в институте стала применять в учебном процессе средства технического телевидения. Возросли и задачи технического обеспечения учебного процесса. С ними успешно справлялись ветераны кафедры А.И.Ежова, Н.К.Федоров и Г.И.Егорова.

В 1968 году в МИИГАиК произошла смена руководства. Доктор технических наук, профессор П.С.Закатов был смещен с должности, его место занял секретарь партбюро института В.Д.Большаков. Атмосфера в институте изменилась и между новым ректором и заведующим кафедрой аэросъемки начались трения. Несмотря на поддержку кафедры новым секретарем партбюро Ю.В.Моховым, трения все больше усугублялись. В результате ошибочных действий с обеих сторон персонал кафедры почти в полном составе во главе с Б.Н.Родионовым был вынужден перейти на работу в Институт космических исследований АН СССР, куда он был приглашен директором ИКИ академиком Г.И.Петровым.

Уже будучи в ИКИ, бывшие сотрудники кафедры аэросъемки продолжали некоторое время участвовать в начатых ими в МИИГАиК работах по лунной тематике. Работы по спутниковой гидрометеорологии в МИИГАИК полностью прекратились.

В заключение отметим, что исследования и работы в области прикладной космонавтики, вслед за кафедрой аэрофотосъемки, стали развиваться и на других кафедрах МИИГАиК. Наибольший размах они получили на кафедре приборостроения, возглавлявшейся профессором, доктором технических наук Сергеем Владимировичем Елисеевым. Выходцем с этой кафедры является нынешний ректор МИИГАиК летчик-космонавт дважды Герой Советского Союза, профессор, доктор технических наук Виктор Петрович Савиных.


* * *




Яндекс.Метрика
HitMeter - счетчик посетителей сайта, бесплатная статистика

Версия сайта 2.37 от 2 января 2018