Разное

Большая удаленность космических фотоаппаратов от объектов съемки – Читать онлайн «Загадки Бермудского треугольника и аномальных зон» автора Войцеховский Алим Иванович — RuLit

Читать онлайн "Загадки Бермудского треугольника и аномальных зон" автора Войцеховский Алим Иванович - RuLit

Планета наша только с виду ровная и плоская, а на самом деле она пронизана мощными трещинами. Снимки из космоса помогают геологам увидеть то, что невозможно разглядеть с поверхности Земли и даже с самолета. Большая удаленность космических фотоаппаратов от объектов съемки проявляет скрытые под внешними формами глубинные структуры – линейные и кольцевые разломы земной коры, распространение мелких трещин, спрятанные под землей куполовидные складки и т.п.

Исходящий из земных недр гелий, как выяснилось, способен «рассказать» и о строении земной коры. Оказалось, что этот инертный газ может выступать информационным сигналом, сообщающим (в большой концентрации) о скоплении в недрах Земли значительной энергии, ищущей выхода на ее поверхность. Планета наша в этом «рассказе» гелия предстает вдруг как иссеченное многочисленными разломами космическое тело. Даже считавшаяся монолитной гигантская Русская платформа, на которой мы живем, оказалась покрытой сеткой трещин. От глаз человека они скрыты слоем почвы, как морщины на лице стареющей модницы слоем пудры. Расположение многочисленных «разломов» рассекречивают реки, которые, как оказалось, текут не как попало, а исключительно по трещинам.

«Куски» и «глыбы» земной тверди находятся в постоянном движении, одни ее участки поднимаются, другие опускаются. Мгновенные колебания коры (землетрясения) происходят сплошь и рядом. Ежегодно на Земле в среднем происходит около 20 сильных и больше сотни потенциально разрушительных землетрясений, которые уносят тысячи жизней и наносят материальный ущерб, исчисляемый огромными денежными суммами.

Кроме того, следует упомянуть и так называемые медленные землетрясения, описанные американским сейсмологом X. Канамори. Они сопровождаются экстремальными изменениями атмосферного давления и постоянными поднятиями и опусканиями обширных участков земной коры. Самым непонятным в данном случае является то, что «медленные землетрясения» чрезвычайно трудно фиксировать приборами-сейсмографами, но это не означает, что они менее опасны, чем «обычные» или «быстрые» землетрясения.

26 февраля 1992 года в газете «Труд» была опубликована любопытная статья, из которой следует, что первопричиной аварии на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года послужило… «медленное землетрясение». Эта гипотеза была выдвинута доктором технических наук, главным специалистом по эксплуатации АЭС Е.П. Ананьевым, который являлся одним из авторов докладной записки «Предполагаемые причины аварии на ЧАЭС». Эта докладная была представлена Комиссии по выяснению причин аварии, но почему-то не была ею принята во внимание.

Рассмотрим кратко суть гипотезы Е.П. Ананьева…

Незадолго до катастрофы странным образом светилось небо над Припятью и надсадно выли собаки, словно предчувствовали надвигающуюся опасность и беду. В то же время приборы зафиксировали аномальные изменения атмосферного давления. По данным ближайшей к Чернобылю метеостанции в городе Чернигове можно сделать вывод, что деформационный процесс в земной коре, то есть «медленное землетрясение», началось еще 19 апреля, за неделю до самой аварии. Пространственная обработка карт погоды показывает, что в ночь с 19 на 20 апреля шло опускание коры, а с 23 по 25 апреля – поднятие земных блоков с эпицентром в районе Чернобыля.

Нужно отметить, что сама площадка, где сооружена ЧАЭС, расположена крайне неудачно. На фотоснимках, полученных из космоса, отчетливо видно, что станция стоит прямо на… пересечении двух разломов земной коры. Края этих разломов могут «дышать» даже в спокойной тектонической обстановке, вызывая сильные деформации в фундаменте станции. Подвижка же почвы в третьей декаде апреля 1986 года могла привести к разрыву труб водяного охлаждения реактора. С этого все и началось…

Когда в барабане сепаратора внезапно упало давление, операторы зачем-то отключили защиту, начался катастрофический рост температуры… 26 апреля 1986 года в 1 час 40 минут грянул взрыв… Все это было хорошо известно, неясным оставалось одно: почему так резко упало давление воды? Гипотеза Е. Ананьева дает однозначный ответ на этот вопрос…

Проблема сейсмических подвижек земной коры очень серьезная. Она может «дотянуться» до мест, где расположены АЭС, гидростанции, хранилища химических и взрывоопасных веществ. Увы, в нашей бывшей стране очень много промышленных объектов и жилых массивов построено в опасных зонах земных разломов без учета возможных «сюрпризов» неспокойной подстилающей «тверди»…

В течение многих лет ученые систематически наблюдают не только за подземными толчками, ураганами, смерчами и циклонами, но и регистрируют все крупные катастрофы и аварии. Они свели результаты этих наблюдений на общую карту и установили следующий факт: эпицентры этих, порой несовместимых событий имеют четкие общие координаты!? Это позволило сделать вывод о существовании на поверхности нашей планеты опасных и так называемых геопатогенных зон. Именно в них чаще всего случаются загадочные происшествия, катастрофы и катаклизмы. Вызывает недоумение даже такой частный пример: циклоны, которым, казалось бы, совершенно безразлично, где «гулять» по поверхности планеты, словно магнитом притягиваются к таким зонам.

Ответы на все вопросы были найдены… в глубине земных недр. Оказалось, что земное ядро испускает, подобно лучам, концентрированные потоки гравитационных воздействий, которые, пронизывая насквозь земную кору, уходят далеко в космос и связывают Землю «невидимыми каналами» с различными небесными телами. Последние по тем же «каналам» воздействуют на нашу планету «ответной реакцией». Она-то, видимо, и стимулирует неожиданные, с нашей точки зрения, земные катаклизмы? Дело заключается, вероятней всего, в том, что гравитационные потоки проходят именно через центры «геопатогенных зон». Правда, нужно откровенно признать, что все это пока научные гипотезы, которые еще нужно доказать, но суть, как говорится, дела состоит в том, что многие реальные факты эти «предположения» подтверждают.

За последние годы учеными получены достоверные данные не только о том, что процессы, происходящие в земных недрах, вызывают локальные изменения всех сред на поверхности планеты, но и воздействуют на психику людей. Специалисты прекрасно знают, что многие животные чутко реагируют на скрытые признаки надвигающейся беды. И это понятно: их организмы испытывают сильные флуктуации внешней среды. Чем же человек отличается от своих «меньших братьев»? На самом деле он более восприимчив к таким переменам. Ведь любые отклонения в параметрах окружающей среды влияют на работу его мозга, психику, состояние здоровья и т.п.

Несколько лет назад некоторые специалисты пытались обратить внимание научной общественности на загадочную взаимосвязь между массовыми волнениями (эмоциями) людей и последующими природными катаклизмами. Вспомним, насколько отчетливо можно проследить «цепочку» таких «парных событий» на примере конца 1980-х и начала 1990-х годов в Армении, Молдове, Румынии, Средней Азии, Грузии и Северном Кавказе. К сожалению, после вспышек массовых социальных и военных событий всегда происходил «аккорд» разрушительных землетрясений…

Наш соотечественник известный физик И.Р. Пригожин считает, что для единой космической системы «ГАЛАКТИКА – ЗВЕЗДЫ – ПЛАНЕТА – ЖИВЫЕ ОБЪЕКТЫ» характерна прямая и обратная взаимосвязь. Социальная напряженность, разгул насилия, всеобщая паника среди людей, неизвестно пока какими путями, влияют на протекание природных процессов. Очень грубо, упрощая, можно сказать:

«ЧЕМ БОЛЬШЕ В НАШЕМ МИРЕ ЗЛА, ТЕМ БОЛЬШЕ В НЕМ КАТАСТРОФ!?»

www.rulit.me

Читать книгу Загадки Бермудского треугольника и аномальных зон Алима Ивановича Войцеховского : онлайн чтение

Рассмотрим такое обстоятельство… Поданным, полученным космическим аппаратом «Вояджер-2», американские ученые сделали вывод о том, что магнитное поле Урана в настоящее время находится в стадии полной перестройки, которая должна завершиться перемещением Южного полюса этой планеты на место Северного и наоборот.

Другими словами, на Уране на наших глазах происходят инверсии. Хотя по геологическим масштабам времени такой процесс происходит довольно быстро, наблюдать его ученым Земли никогда ранее не приходилось. Поскольку ученые предложили вполне достоверные гипотезы, объясняющие крупнейшие биологические катастрофы на Земле в прошлом именно явлением инверсии, чрезвычайно важным было бы проследить за изменениями в климате и атмосфере Урана, связанными с обращением магнитного поля этой планеты.

Ученые располагают сведениями о том, что в 1920-е годы увеличение скорости вращения Земли сопровождалось серией катастрофических землетрясений в Японии, Португалии, Северной и Южной Америке. В конце 1960-х годов аналогичное изменение скорости вращения нашей планеты «совпало» с мощными землетрясениями, прокатившимися по Тихоокеанскому побережью Южной Америки. В общей сложности земное магнитное поле в перечисленных случаях изменялось всего лишь на несколько процентов.

Вполне закономерно возникает вопрос: чего же следует ожидать, если оно изменится очень сильно или, например, произойдет переполюсовка?

В одной из своих книг известный популяризатор достижений астрономии Ф. Зигель писал:

«… Примечательно, что во время „переполюсовки“, судя по ископаемым остаткам животных и растений, происходили резкие скачки в эволюции биосферы. Исчезали одни виды животных, уступая другим. Возможно, что эти скачки были вызваны временным ослаблением и даже исчезновением (перед очередной инверсией) того магнитного экрана, роль которого выполняет магнитное поле Земли. Во время инверсии космическая корпускулярная радиация беспрепятственно достигает Земли и, возможно, губительно действует на генетический аппарат живых организмов, что ведет к их вырождению…»

В этой связи большой интерес для нас представляет статья доктора физико-математических наук В. Головкова «Память о катастрофе» (журнал «Земля и Вселенная» за 1973 год, N 5), в которой автор пишет:

«…Рассмотрим палеомагнитную шкалу за последний миллион лет. Это наиболее достоверные сведения, которыми располагают сейчас магнитологи. Периоды, когда геомагнитное поле меняло свое направление, очень малы в масштабе этой шкалы. Но если „растянуть“ масштаб, то можно проследить изменения поля и в период инверсии. Это время не так уж и мало, оно охватывает 10-20 тысяч лет и характеризуется уменьшением величины геомагнитного поля в несколько раз. Каковы же должны быть изменения скорости вращения Земли за это время и каковы проявления тектонической активности?! Из всего сказанного следует, что время инверсии – это время катастроф, для которых характерна тектоническая активность, в десятки и сотни раз превышающая современную».

В последнее время внимание палеомагнитологов привлекает и такое явление, как «экскурсы» (или «эпизоды»). В начале «экскурсы» считали просто-напросто ошибками в палеомагнитных данных, но с накоплением информации оказалось, что это реальное явление, многократно происходившее в истории Земли. «Экскурсы» – это очень короткие в геологическом масштабе времени изменения магнитного поля, короче десяти тысяч лет. В данном случае происходит резкое, практически мгновенное изменение поля, вплоть до перемены его полярности, то есть до выхода полюса в противоположное полушарие, но окончательной переполюсовки не происходит, через определенное время полюс возвращается назад.

В. Головков говорит в своей статье и о вероятных причинах гибели легендарной платоновской Атлантиды.

«…В диалоге „Критий“ у Платона есть такие слова, сказанные будто бы Солону египетскими жрецами: „Были сильные землетрясения… и в один день и в одну бедственную ночь… вся Атлантида ушла под воду“… Но когда ищешь причину гибели Атлантиды, возникает своеобразное неверие в буквальный смысл легенды. Причин катастроф может быть множество, но нет, на первый взгляд, ни одной, которая бы могла объяснить гибель целой страны. И приходится делать вывод: Атлантиды не было, потому что она не могла простонапросто исчезнуть. Но насколько справедлив такой вывод?..»

Далее В. Головков пишет о том, что, как свидетельствует «растягивание» палеомагнитной шкалы за последний миллион лет, самый последний «экскурс» в истории Земли случился совсем недавно – около 10-12 тысяч лет тому назад. Этот «эпизод» вполне соответствует времени предполагаемой специалистами гибели Атлантиды…

Вопрос о том, существовала или нет платоновская Атлантида (или какая-либо другая працивилизация), является дискуссионным. Но современные научные данные, как мы убедились, свидетельствуют, что она .(или иная працивилизация) могла быть, потому что могла исчезнуть…

Итак, новые взгляды на природу вращения нашей планеты позволяют объяснить ряд глобальных процессов и явлений, в том числе и катастрофического характера, происходивших как на поверхности Земли, так и в земной коре в прошлом. Но где гарантия, что нечто подобное может произойти и в наше время?.. Да, крутится, вертится шар голубой…

Глава VII

ЗЕМЛЯ В ТУМАНЕ ТАЙН И ЗАГАДОК

В 1909 году известный русский поэт Игорь Северянин писал:

«Мы живем, точно в сне неразгаданном, на одной из удобных планет…»

Под «неразгаданным сном» поэт имел в виду, очевидно, отнюдь не осознание того факта, что наша планета при очевидной общности с другими планетами Солнечной системы все же настолько уникальна, что стала единственным известным нам источником жизни. Наше понимание физических условий как на поверхности, так и внутри Земли с тех пор выросло так, что назвать его «сном» уже никак нельзя. Это, скорее, состояние после пробуждения – логические связи уже подмечены, но полной ясности еще нет…

Действительно, открытия учеными в последние десятилетия новых природных процессов полностью опровергли ранее существовавшее мнение о нашей планете как о стареющем, теряющем сейсмический и вулканический «задор» космическом теле. Дела обстоят как раз наоборот…

«Все течет, все изменяется» – это ставшее крылатым выражение античных философов очень точно отражает непостоянство природных условий и всех внешних оболочек Земли. Все люди привыкли считать земную поверхность чем-то прочным, надежным и незыблемым. Однако это далеко не так.

Энергетические силы планеты очень и очень значительны и опасны. Они способны вызвать грандиозные катаклизмы.

Стоит в какой-то части планеты произойти катастрофическому землетрясению или извержению вулкана, как мы, жители Земли, чувствуем себя неуютно и беспомощно перед стихийными силами, которые не только не «приручены» человечеством, но и не изучены достаточно хорошо. В то же время извержения вулканов и землетрясения, так же как и кратковременные, но грандиозные атмосферные явления – смерчи, тайфуны и ураганы, циклоны и антициклоны, на глазах людей сильно изменяют земную поверхность.

О некоторых аспектах перечисленных проблем и пойдет наш дальнейший разговор….

Тайна медленных землетрясений

В альманахе «НЛО» N 16(80) 19 апреля 1999 года была опубликована небольшая заметка Якова Цыганова «Святое озеро». Вот ее краткое содержание:

...

«В конце XVII века в селе Высокие Поляны (сейчас это Рязанская область) шла служба в православном храме. Вдруг сильный грохот нарушил тишину, и храм стал быстро уходить в землю. Никто из людей не успел выбраться наружу. Очевидцы странного события рассказывали, что на месте храма образовался огромный котлован, который тут же заполнился водой. Историю эту до сих пор передают из поколения в поколение, и все знают, что Святое озеро рядом с селом образовалось на месте храма. Вода в нем удивительно прозрачная…»

Итак, существуют легенды об уходе под землю различных сооружений. Но подобные истории происходят и в наши дни…

Несколько лет назад в Тюмени с маковкой ушла под землю в образовавшуюся воронку буровая вышка. До недавнего времени еше торчал из-под земли ее небольшой кусочек. Факт достоверный, хотя о нем предпочитали умалчивать… А незадолго до этого исчез под землей цех завода «Химмаш» в городе Дзержинске. Пришли рабочие утром, а на месте цеха – провал глубиной в 20 метров…

Все перечисленные случаи, хотя и пугающие, не содержат в себе ничего загадочного – подземные пустоты, карстовые полости зарегистрированы даже под улицами в крупных городах. Так, например, под Казанским вокзалом в Москве, по мнению специалистов, существует карст, нуждающийся в специальном укреплении…

И все же грустно почему-то становится на душе, когда узнаешь, что где-то вдруг провалился дом, просела дорога или ни с того, ни с сего в поле образовалось озеро…

О подобных катаклизмах «местного значения» то и дело стала сообщать в последнее время как центральная, так и региональная пресса. Ученые нас успокаивают: «В этом нет ничего от мистики. Это явление может быть объяснено чисто с научных позиций следующим образом…»

Во многих вышеуказанных явлениях и событиях «виновен» сам человек, точнее его антропогенная деятельность. Напасти, подобные описанным, подстерегают людей чаще всего в регионах интенсивной добычи руды, угля и других полезных ископаемых. Так, в Донбассе, Кузбассе, Подмосковном угольном бассейне и во многих других подобных местах грунт «изъеден» многоэтажными разветвлениями подземных лабиринтов. Образовавшиеся миллионы кубометров полостей стремятся заполнить давящие миллионнотонные массы. Отсюда возникает подвижка грунтов. Со всеми последствиями, реальными для естественных землетрясений, – образуются разломы, появляются озера, уходят под землю или как минимум разрушаются, растрескиваются различные строения.

Все это так, но порой возникают в земле такие «образования», воронки и ямы, перед которыми ученые пасуют… Много лет гонял отару чабан одной и той же дорогой, но однажды на его пути появилась вода. Овцы остановились напиться и вдруг… стали погружаться в песок. От отары не осталось и следа… Подобные истории на территории Калмыкии, расположенной в юго-западной части Прикаспийской впадины, которую некоторые ученые называют «черной дырой», происходят довольно часто. Например, на Тенгизском газовом месторождении нефтяная буровая вышка вместе со всеми агрегатами и станками полностью ушла под землю. Такая же история произошла в Карачаганаке. Известно и много других провалов помельче. Естественно, возникают недоуменные вопросы… Что это за явление? Можно ли его предвидеть? Почему в земле появляются всевозможные «дыры», «ямы» и «провалы»?..

Земля дышит?.. Да, наша планета, на которой мы строим огромные дома и телебашни, дышит, и этот факт хорошо известен геологам. Впрочем, еще до появления науки геологии людям были известны примеры истечения газов из земных недр. Пузырьки газов в водах колодцев, озер, болот, «кипение» холодных струй минеральных источников, внезапное отравление людей газами в подземных выработках, взрывы в шахтах… Огромное количество газов поступает в атмосферу при извержениях вулканов, фонтанировании гейзеров и т.п. Все это примеры «выдохов» Земли.

«Вдохи» же ее не так заметны, но без них, оказывается, не могли бы идти процессы в глубинах планеты, куда через трещины и поры горных пород просачиваются дождевая вода и воздух, образуя при взаимодействии с микроорганизмами новые газы. Они в свою очередь вступают во взаимодействие с подземными породами и водами, в результате чего образуются подземные флюиды – смеси газов и минеральных вод.

Под воздействием медленных «прогибов» земной коры флюиды проникают на значительные глубины, где температуры и давления высокие, и частично входят в состав минералов, которые образуются при таких «адских условиях». При разрушении от тех или иных причин минералов газы вновь «освобождаются» и по трещинам и разломам поднимаются к поверхности Земли. Так выглядит геологический круговорот газов, длящийся на нашей планете вот уже многие миллионы лет.

Таким образом, постоянно по трещинам, раскалывающим крепкие горные породы на отдельные блоки, по порам в рыхлых отложениях, таких, как пески и глины, из недр земли к поверхности поступают газы, являющиеся продуктом сложных химических процессов, которые протекают в земной коре.

Еще в конце 80-х годов сотрудники НИИ минерального сырья Министерства геологии СССР, занимавшиеся гелиометрическими исследованиями, научились по содержанию растворенного в подземных водах гелия определять степень интенсивности процессов, происходящих глубоко под землей. А один из сотрудников лаборатории этого института Э. Бороздич обнаружил ранее неизвестное природное явление, которое никак не объясняют традиционные науки о Земле: геология, тектоника, метеорология и климатология. Это учащенное «дыхание» нашей планеты, когда поднятие и опускание горизонта происходит в течение нескольких часов. Явление напоминало конвульсивное дыхание больного человека: короткий нервный «вдох» и резкий «выдох». Исследования показали, что «дышат» небольшие участки Земли радиусом от 10 до 100 километров. «Вдох» и соответственно «выдох» продолжаются от нескольких часов до одних суток.

Над местами таких локальных прогибов и поднятий, как удалось выяснить, происходят очень активные атмосферные и геологические процессы. Если бы удалось проследить, как движется волна открытых Бороздичем возмущений, то можно было бы обнаружить, что, огибая земной шар, она «коробит» земную поверхность со всеми вытекающими из этого последствиями. Но совсем «непонятные» явления возникают над местами, где возникает локальное «дыхание» почвы. Вода и воздух, а также электромагнитные поля ведут себя в данном случае совершенно невообразимо: в океане вздымаются водяные столбы или возникают воронки, в атмосфере свирепствуют вихри и смерчи, зарождаются циклоны и антициклоны, бушуют грозы и ураганы, инициируются землетрясения, сокрушаются от оползней и провалов плотины, мосты и даже целые селения. Но это еще не все… Обнаруженное локальное «дыхание» Земли год от года как бы учащается и углубляется. Зловещие признаки глобального «пробуждения» подземных высокоэнергетичных процессов, по мнению ученых-открывателей, со временем становятся все более явственными и угрожающими…

Планета наша только с виду ровная и плоская, а на самом деле она пронизана мощными трещинами. Снимки из космоса помогают геологам увидеть то, что невозможно разглядеть с поверхности Земли и даже с самолета. Большая удаленность космических фотоаппаратов от объектов съемки проявляет скрытые под внешними формами глубинные структуры – линейные и кольцевые разломы земной коры, распространение мелких трещин, спрятанные под землей куполовидные складки и т.п.

Исходящий из земных недр гелий, как выяснилось, способен «рассказать» и о строении земной коры. Оказалось, что этот инертный газ может выступать информационным сигналом, сообщающим (в большой концентрации) о скоплении в недрах Земли значительной энергии, ищущей выхода на ее поверхность. Планета наша в этом «рассказе» гелия предстает вдруг как иссеченное многочисленными разломами космическое тело. Даже считавшаяся монолитной гигантская Русская платформа, на которой мы живем, оказалась покрытой сеткой трещин. От глаз человека они скрыты слоем почвы, как морщины на лице стареющей модницы слоем пудры. Расположение многочисленных «разломов» рассекречивают реки, которые, как оказалось, текут не как попало, а исключительно по трещинам.

«Куски» и «глыбы» земной тверди находятся в постоянном движении, одни ее участки поднимаются, другие опускаются. Мгновенные колебания коры (землетрясения) происходят сплошь и рядом. Ежегодно на Земле в среднем происходит около 20 сильных и больше сотни потенциально разрушительных землетрясений, которые уносят тысячи жизней и наносят материальный ущерб, исчисляемый огромными денежными суммами.

Кроме того, следует упомянуть и так называемые медленные землетрясения, описанные американским сейсмологом X. Канамори. Они сопровождаются экстремальными изменениями атмосферного давления и постоянными поднятиями и опусканиями обширных участков земной коры. Самым непонятным в данном случае является то, что «медленные землетрясения» чрезвычайно трудно фиксировать приборами-сейсмографами, но это не означает, что они менее опасны, чем «обычные» или «быстрые» землетрясения.

26 февраля 1992 года в газете «Труд» была опубликована любопытная статья, из которой следует, что первопричиной аварии на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года послужило… «медленное землетрясение». Эта гипотеза была выдвинута доктором технических наук, главным специалистом по эксплуатации АЭС Е.П. Ананьевым, который являлся одним из авторов докладной записки «Предполагаемые причины аварии на ЧАЭС». Эта докладная была представлена Комиссии по выяснению причин аварии, но почему-то не была ею принята во внимание.

Рассмотрим кратко суть гипотезы Е.П. Ананьева…

Незадолго до катастрофы странным образом светилось небо над Припятью и надсадно выли собаки, словно предчувствовали надвигающуюся опасность и беду. В то же время приборы зафиксировали аномальные изменения атмосферного давления. По данным ближайшей к Чернобылю метеостанции в городе Чернигове можно сделать вывод, что деформационный процесс в земной коре, то есть «медленное землетрясение», началось еще 19 апреля, за неделю до самой аварии. Пространственная обработка карт погоды показывает, что в ночь с 19 на 20 апреля шло опускание коры, а с 23 по 25 апреля – поднятие земных блоков с эпицентром в районе Чернобыля.

Нужно отметить, что сама площадка, где сооружена ЧАЭС, расположена крайне неудачно. На фотоснимках, полученных из космоса, отчетливо видно, что станция стоит прямо на… пересечении двух разломов земной коры. Края этих разломов могут «дышать» даже в спокойной тектонической обстановке, вызывая сильные деформации в фундаменте станции. Подвижка же почвы в третьей декаде апреля 1986 года могла привести к разрыву труб водяного охлаждения реактора. С этого все и началось…

Когда в барабане сепаратора внезапно упало давление, операторы зачем-то отключили защиту, начался катастрофический рост температуры… 26 апреля 1986 года в 1 час 40 минут грянул взрыв… Все это было хорошо известно, неясным оставалось одно: почему так резко упало давление воды? Гипотеза Е. Ананьева дает однозначный ответ на этот вопрос…

Проблема сейсмических подвижек земной коры очень серьезная. Она может «дотянуться» до мест, где расположены АЭС, гидростанции, хранилища химических и взрывоопасных веществ. Увы, в нашей бывшей стране очень много промышленных объектов и жилых массивов построено в опасных зонах земных разломов без учета возможных «сюрпризов» неспокойной подстилающей «тверди»…

В течение многих лет ученые систематически наблюдают не только за подземными толчками, ураганами, смерчами и циклонами, но и регистрируют все крупные катастрофы и аварии. Они свели результаты этих наблюдений на общую карту и установили следующий факт: эпицентры этих, порой несовместимых событий имеют четкие общие координаты!? Это позволило сделать вывод о существовании на поверхности нашей планеты опасных и так называемых геопатогенных зон. Именно в них чаще всего случаются загадочные происшествия, катастрофы и катаклизмы. Вызывает недоумение даже такой частный пример: циклоны, которым, казалось бы, совершенно безразлично, где «гулять» по поверхности планеты, словно магнитом притягиваются к таким зонам.

Ответы на все вопросы были найдены… в глубине земных недр. Оказалось, что земное ядро испускает, подобно лучам, концентрированные потоки гравитационных воздействий, которые, пронизывая насквозь земную кору, уходят далеко в космос и связывают Землю «невидимыми каналами» с различными небесными телами. Последние по тем же «каналам» воздействуют на нашу планету «ответной реакцией». Она-то, видимо, и стимулирует неожиданные, с нашей точки зрения, земные катаклизмы? Дело заключается, вероятней всего, в том, что гравитационные потоки проходят именно через центры «геопатогенных зон». Правда, нужно откровенно признать, что все это пока научные гипотезы, которые еще нужно доказать, но суть, как говорится, дела состоит в том, что многие реальные факты эти «предположения» подтверждают.

За последние годы учеными получены достоверные данные не только о том, что процессы, происходящие в земных недрах, вызывают локальные изменения всех сред на поверхности планеты, но и воздействуют на психику людей. Специалисты прекрасно знают, что многие животные чутко реагируют на скрытые признаки надвигающейся беды. И это понятно: их организмы испытывают сильные флуктуации внешней среды. Чем же человек отличается от своих «меньших братьев»? На самом деле он более восприимчив к таким переменам. Ведь любые отклонения в параметрах окружающей среды влияют на работу его мозга, психику, состояние здоровья и т.п.

Несколько лет назад некоторые специалисты пытались обратить внимание научной общественности на загадочную взаимосвязь между массовыми волнениями (эмоциями) людей и последующими природными катаклизмами. Вспомним, насколько отчетливо можно проследить «цепочку» таких «парных событий» на примере конца 1980-х и начала 1990-х годов в Армении, Молдове, Румынии, Средней Азии, Грузии и Северном Кавказе. К сожалению, после вспышек массовых социальных и военных событий всегда происходил «аккорд» разрушительных землетрясений…

Наш соотечественник известный физик И.Р. Пригожин считает, что для единой космической системы «ГАЛАКТИКА – ЗВЕЗДЫ – ПЛАНЕТА – ЖИВЫЕ ОБЪЕКТЫ» характерна прямая и обратная взаимосвязь. Социальная напряженность, разгул насилия, всеобщая паника среди людей, неизвестно пока какими путями, влияют на протекание природных процессов. Очень грубо, упрощая, можно сказать:

«ЧЕМ БОЛЬШЕ В НАШЕМ МИРЕ ЗЛА, ТЕМ БОЛЬШЕ В НЕМ КАТАСТРОФ!?»

Вполне понятно, что это слишком упрощенное объяснение наличия взаимосвязи между вышеуказанными явлениями и событиями. Реальные дела обстоят гораздо сложнее, но если мы не будем знать и задумываться о них, то каждый раз новые подобные происшествия и явления будут «обрушиваться» на нас внезапно, не давая возможности предугадать их и избежать непредсказуемых опасных последствий…

iknigi.net

Фотошпионаж из космоса | Журнал Популярная Механика

Идея использовать ракеты и космические аппараты (КА) для наблюдений за земной поверхностью возникла задолго до полета первого искусственного спутника Земли. По понятным причинам продвигали эту идею военные. Людям в погонах, далеким от романтики межпланетных путешествий, очень хотелось не просто заглянуть «за соседний забор», но и делать это регулярно. А по сравнению с классической аэрофотосъемкой спутники-шпионы сулили постоянное присутствие, всеохватность и недоступность воздействиям противника.

Игорь Афанасьев Дмитрий Воронцов

Трудно сказать достоверно, когда была сделана первая фотография из космоса. Во всяком случае первые документально зарегистрированные снимки земной поверхности были получены 24 октября 1946 года с помощью собранной в США А-4, запущенной с пусковой установки полигона White Sands в штате Нью-Мексико. Ракета поднялась на высоту 104,6 км, при этом фотоаппарат, стоящий на борту, снимал со скоростью 40 кадров в минуту. Пробыв в космосе всего несколько минут, A-4 разбилась при посадке. Фотоаппарат сохранить не удалось, но бронированная кассета с пленкой осталась цела. До сих пор чудом кажется короткий ролик, смонтированный из отдельных кадров и показывающий изогнутый горизонт и черноту космоса, попеременно мелькающие перед объективом вращающейся ракеты… До этого самыми «высотными» снимками Земли были фотографии, сделанные с аэростата Explorer II, поднявшегося в 1935 году на высоту свыше 22 км.

У нас работы в области космической съемки начались практически параллельно с американскими. Первая отечественная специальная космическая камера создавалась на основе аппарата для аэрофотосъемки. Однако реальные снимки из космоса в Советском Союзе были получены лишь летом 1957 года с помощью малогабаритного фотоаппарата АФА-39, поднятого ракетой на высоту около 120 км. Камера была разработана на Красногорском механическом заводе (КМЗ).

«Корона» против «Зенита»

28 февраля 1959 года на околоземную орбиту был запущен первый американский спутник-фоторазведчик, созданный по программе CORONA (открытое название Discoverer) с целью получения изображений земной поверхности (прежде всего территории СССР и Китая). Фотографии, полученные аппаратурой, разработанной фирмой Itek, возвращались на Землю в спускаемой капсуле. Реальная разведывательная аппаратура впервые была отправлена в космос летом 1959 года на четвертом аппарате серии, а первое успешное возвращение капсулы с отснятой пленкой было выполнено со спутника Discoverer 14 в августе 1960-го.

22 мая 1959 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совмина СССР № 569−264 о создании в СССР первого спутника-разведчика 2К («Зенит») и, на его основе, пилотируемого корабля «Восток» (1К). В 1960 году на КМЗ началось проектирование аппаратуры «Фтор-2» для обзорно-картографической и детальной фотосъемки. К серийному выпуску приступили в 1962 году, а в начале 1964-го приказом министра обороны СССР № 0045 комплекс обзорной фоторазведки «Зенит-2» был принят на вооружение Советской армии. Так начиналась гонка «космических шпионов»…

Секретная корона Спутники серии CORONA (индекс КН) были предназначены для съемки территорий СССР и Китая. Они запускались в интересах ЦРУ и ВВС США в 1959—1972 годах. В таких капсулах, как на фото, отснятая пленка возвращалась на Землю.

Зеркала для чужих секретов

Но герой нашего рассказа — не сам спутник-разведчик, а его основной инструмент — фотоаппарат. Он, или, точнее, оптическая аппаратура, определяет рабочую орбиту и облик спутника, основное назначение которого — съемка земной поверхности. Основа фотоаппарата — объектив. Конструктивно он может быть линзовым (рефрактор), зеркальным (рефлектор) и зеркально-линзовым.

Рефрактор представляет собой подзорную трубу, состоящую из последовательно расположенных двояковыпуклых линз, а рефлектор — из системы зеркал. Учитывая, что пространственное разрешение (говоря упрощенно, минимальный размер предмета, различимого на поверхности Земли) космической аппаратуры должно быть по возможности очень высоким, линзы рефрактора выполняются с большим фокусным расстоянием, что предопределяет их большие размеры. В конце 1960-х на КМЗ началась работа над созданием уникального объектива «Мезон-2А» с массой около 500 кг и диаметром линз 600 мм. По‑видимому, это самый большой линзовый объектив, разработанный для применения в космосе. Линзы созданы по уникальной технологии, позволяющей соединить стекло и металл: образуется единая конструкция с общей силовой схемой. Сочетание «металл — стекло» обеспечивает жесткость и живучесть конструкции как на Земле, так и в космосе: линзы — не только оптические, но одновременно и силовые элементы конструкции. Объектив содержит восемь линз, выставленных друг относительно друга с погрешностью не более 1−2 микрон. По оценке специалистов, более крупный линзовый объектив создать уже нельзя — при дальнейшем увеличении диаметра внутренняя структура стекла «течет»…

Специальная фотопленка, которая применялась на спутниках KH, имела ширину 70 мм. В кассету заправлялось 9600 м пленки. Имея объектив с фокусным расстоянием 0,6 м, камера получала снимки с разрешением до 7,5 м. Спутники KH-4 несли на борту более совершенную оптическую систему с разрешением от 2,75 до 1,8 м Панорамная стереокамера J-1 использовалась на спутниках KH-4A. Два подвижных объектива за одну экспозицию снимали полоску земной поверхности, при этом их оптические оси находились под углом 30° друг к другу.

Рефлектор концептуально проще и в простейшем случае состоит из параболического главного зеркала (в его фокусе создается действительное изображение объекта) и дополнительного плоского вторичного зеркала между фокусом и поверхностью главного зеркала (это так называемая схема Ньютона). Вторичное зеркало направляет световой поток на светочувствительный материал или в окуляр. Данная схема допускает больше компоновочных «вольностей», а сам объектив получается легче и компактнее (в основном — короче) рефрактора. По сравнению с упомянутым выше линзовым объективом сопоставимый по характеристикам зеркальный объектив имеет массу всего 200−250 кг, а при размещении на КА компактность и малая масса — критически важные параметры. Учитывая эти обстоятельства, рефракторы не нашли применения в космической фотоаппаратуре.

Точка зрения История советских разведывательных спутников тесно связана с Красногорским механическим заводом (КМЗ), производящим оптику для космических фотокамер. Шар спутника «Зенит» по форме идентичен спускаемому аппарату корабля «Восток».

А простота рефлектора обусловила его более низкую, по сравнению с рефрактором, стоимость. Размеры зеркал рефлектора не ограничены свойствами материала. К примеру, на «близких родственниках» — телескопе Hubble и американских разведывательных спутниках КН-11 — применяются зеркала диаметром около 2,4 м. Впрочем, зеркала рефлекторов «дешевы» только относительно. При их изготовлении используют слоистые композиции из кварцевого стекла и металла. Делались зеркала и из бериллия, отличающегося высокой термостабильностью формы, но дорогого и достаточно токсичного. Метровое зеркало с основой из углепластика стоит примерно €1 млн! А в целом цена оптической аппаратуры составляет как минимум 20% стоимости КА. Поэтому производить такие изделия могут лишь богатые и технологически развитые страны.

Фотошпионаж

В принципе, преобразовать оптическую картинку в изображение (на бумаге или экране телевизора/компьютера) можно разными способами — фотографическим, телевизионным или оптико-электронным (с помощью ПЗС-матриц). Сейчас последний кажется наиболее логичным, но не стоит забывать, что в 1950—1960-х оптико-электронных систем на базе приборов с зарядовой связью (ПЗС, англоязычное CCD — charge-coupled device) попросту не было: они появились в пригодном к использованию виде примерно в 1980-х.

Задний отсек спускаемого аппарата спутника «Кобальт» с системой зарядки фотопленки.

Телевизионные системы, в которых изображение получалось в вакуумной электронной трубке типа «видикон», «супервидикон» и т. п., оказались малопригодными для космической съемки земной поверхности из-за низкого разрешения, малой чувствительности и большой массы. Кроме того, передача изображения на Землю могла производиться только по радиоканалу, что создавало полвека назад известные трудности: полоса пропускания каналов спутника не справлялась с таким объемом информации. Вспомним телевизионные картинки весьма посредственного качества, напрямую передававшиеся на Землю телекамерами «Аполлона» с поверхности Луны…


При свете дня

Параметры орбит для разведывательных спутников подбираются специально. Например, для съемки нужен определенный уровень освещенности. Поэтому «шпионы» часто обегают Землю по солнечно-синхронным орбитам, находясь бОльшую часть года на свету: и для фотоаппаратуры благо, и солнечные батареи можно подзаряжать постоянно. На таких же орбитах зачастую летают радиолокационные спутники: им освещенность не нужна, но требуется электроэнергия для работы «прожорливого» локатора.
Для обзорной разведки интересна полярная орбита (с наклонением 90 градусов): она позволяет разглядеть всю поверхность Земли. Но на практике ее применяют редко, поскольку объектов, интересующих военных, в районе полюсов нет, а орбита не обладает полезными свойствами солнечно-синхронной. Часто орбиты спутников-шпионов эллиптические, с высотой перигея порядка 150−250 км, ведь чем ближе объект съемки, тем лучше разрешение.
Естественно, перигей орбиты находится над самыми «вкусными» целями для разведки. Но в низком перигее растет аэродинамическое сопротивление верхних слоев атмосферы, уменьшая срок существования спутника. Для компенсации торможения увеличивают высоту апогея (иногда до 600−700 км и выше), а также бортовой запас топлива. К примеру, топливо составляло около 40% массы американского спутника KH-11B!

Ко всему прочему по основным параметрам — пространственному разрешению и помехозащищенности — классические (аналоговые) фотоаппараты вне конкуренции: по количеству информации на единицу площади датчика (пленки) они все еще превышают оптоэлектронику (хотя последняя подобралась уже совсем близко). Особенно при наличии качественной специальной пленки. Таким образом, фотографирование исторически оказалось наиболее приемлемым способом наблюдения земной поверхности из космоса.

www.popmech.ru

Особые условия проведения аэрофотосъемки городских территорий

4. Особые условия проведения аэрофотосъемки городских территорий

Аэрофотосъемку городов и крупных поселений городского типа выполняют с учетом некоторых особенностей организации полетов и технических требований к получаемым изображениям фотографируемых территорий.

Важный этап подготовки проведения летно-съемочных ра­бот — согласование режима полетов над территорией города. При этом утверждают сроки, время суток и минимально допус­тимую высоту аэрофотографирования, воздушные коридоры подлета к участку съемки, типы аэросъемочных летательных ап­паратов.

Технические параметры и условия проведения аэрофотосъемки определяются спецификой городского ландшафта. Это прежде всего значительная плотность высотных объектов (зданий и со­оружений), которые при съемке кадровыми АФА закрывают опре­деленные участки местности, так называемые «мертвые зоны». Помимо «мертвых зон» высотные объекты создают тени, длина которых пропорциональна их высотам и обратно пропорциональ­на высоте солнца. Участки местности, находящиеся в «мертвых зонах» и закрытые тенью, в большинстве случаев становятся недо­ступными для изучения по аэрофотоснимкам. Кроме того, на снимках недостаточно полно отображаются линии электропереда­чи, связи, колодцы теплосетей, водопроводов и других коммуни­каций.

Особенности городского ландшафта предъявляют специальные требования к проведению аэрофотосъемки:

для уменьшения «мертвых зон» аэрофотосъемку проводят с продольным перекрытием снимков и поперечным пере­крытием и более;

если аэрофотоснимки в дальнейшем будут использовать для получения только плановых координат (X, У) точек местности (например, при инвентаризации земель), то применяют аэрофото­аппараты с длиннофокусным объективом высокой разрешающей способности;

для улучшения изобразительных свойств аэроснимков приме­няют аэрофотопленки с высокой разрешающей способностью и большой фотографической широтой; фотохимическую обработку экспонированной аэрофотопленки проводят в мелкозернистом проявителе. Для проработки изобра­жений деталей объекта в тенях коэффициент контрастности про­явленного изображения должен быть равен 1,0 ± 0,2;

для уменьшения влияния теней от высотных объектов съемку проводят при максимально возможных высотах солнца. Если позволяют погодные условия, выполняют так называемую съем­ку «под зонтиком» — летательный аппарат находится ниже сплошной высокой облачности. При этом объект съемки освеща­ется только рассеянной радиацией и поэтому теней практически не образуется.

Тема 3. Космическая съемка

План:

  1. Условия получения космических снимков

  2. Особенности космической фотосъемки

  3. Космические съемочные системы

1. Условия получения космических снимков

Условия получения космических снимков существенно влияют на их геометрические и изобразительные свойства. Это, в свою очередь, определяет методологию и технологию фотограмметри­ческой обработки снимков и интерпретацию изображений.

Основные отличительные особенности получения космических снимков:

  • большая скорость и сложность траектории движения КЛА относительно земной поверх­ности;

  • значительная высота съемки (высота полета КЛА), исчисляе­мая сотнями и тысячами километров над земной поверхностью;

  • влияние всего слоя атмосферы на геометрическое и энергети­ческое искажение отраженного или собственного излучения объектами земной поверхности, поступающего на вход съемочных систем.

Рассмотрим условия получения космических снимков.

Космическую съемку поверхности Земли проводят с пилотиру­емых космических аппаратов, орбитальных станций и беспилот­ных искусственных спутников Земли. Съемку могут выполнять космонавты в так называемом ручном режиме или автоматически по заданной программе.

Движется КЛА по сложной траектории, называемой орбитой. При съемке поверхности Земли используют эллиптические, пара­болические и гиперболические орбиты.

При движении КЛА по эллиптической орбите Земля находится в одном из фокусов эллипса. Точка орбиты, расположенная ближе к центру Земли, называется перицентром (перигеем), а наиболее удаленная — апоцентром (апогеем).

Параболические или гиперболические орбиты соответствуют тра­ектории движения КЛА по параболе или гиперболе.

При съемке Земли или иных планет возможны варианты полу­чения изображения: при подлете, отлете или при прохождении мимо планеты КЛА.

Существенный недостаток съемок с КЛА, находящихся на пе­речисленных орбитах, — изменение удаленности съемочной сис­темы от снимаемой поверхности. Пропорционально изменению высоты съемки изменяется масштаб получаемых снимков.

Съемку можно выполнять со спутников Земли, находящихся на геостационарных орбитах. При этом варианте съемки положение спутника относительно поверхности не изменяется, так как его уг­ловая скорость движения равна угловой скорости движения зем­ной поверхности. При съемке с геостационарных спутников полу­чают информацию об одной территории практически в любое вре­мя. Результаты съемки можно использовать для мониторинга этой территории с различным временным интервалом.

Наиболее приемлемыми являются круговые орбиты КЛА. Круговые орби­ты представляют собой окружности с центром, совпадающим с центром Земли (рис.). Радиус таких орбит r определяют как сум­му радиуса Земли и высоты по­лета Н летательного аппарата. Средний масштаб снимков при съемке с круговых орбит практи­чески одинаков. Полосы снимае­мой поверхности (полосы обзора), захватываемые с каждого витка ле­тательного аппарата, также при­мерно одинаковы.

Пересечение

плоскости

орбиты с

Землей

П лоскость орбиты КЛА пересе­кает плоскость экватора под неко­торым углом i, который называют наклонением орбиты (см. рис.). Если наклонение орбиты равно 90°, то ее плоскость проходит че­рез полюсы Земли. Такая орбита носит название полярной. При на­клонении равном 0°, плоскость орбиты КЛА совпадает с экватором, поэтому ее называют эквато­риальной. Использование полярной и близполярной орбиты обес­печивает выполнение съемки всей поверхности за счет вращения Земли вокруг своей оси. При уменьшении наклонения орбиты со­кращается территория, захватываемая съемочной аппаратурой. Периодичность (частота) съемки одной и той же территории в за­висимости от параметров полета КЛА может быть от 4 раз в сутки до 5...6 раз в месяц и реже. Регулярная повторяемость съемки по­зволяет применять получаемые материалы для обновления мелко­масштабных топографических и специальных карт, а также осу­ществлять мониторинг больших территорий.

От параметров полета зависит время возвращения летательного аппарата в заданную точку. Это связано с тем, что при наклоне­нии орбиты, не равном нулю (i > 0), а также из-за вращения Земли точка пересечения орбиты КЛА с экватором смещается. Если на данном витке КЛА прошел над точкой i экватора, то после оборота вокруг Земли он пройдет уже над точкой 2 эквато­ра, затем над точкой 3 и так далее. Время возврата КЛА в исход­ную (или заданную) точку над поверхностью Земли в зависимости от параметров полета составляет 1...30сут и более. Положение КЛА, а следовательно, положение съемочной аппаратуры в про­странстве определяют в географических координатах.

Высота полета КЛА при круговых орбитах находится в преде­лах от 200 до 1000 км.

В зависимости от фокусного расстояния используемой съемоч­ной системы и высоты полета КЛА снимки получают в масштабе от 100 000 до 10000000.

Один из главных факторов, влияющих на качество изображе­ний - огромная скорость движения КЛА, приводящая к фотографическому смазу.

2. Особенности космической фотосъемки

Технические средства получения космических снимков анало­гичны фотографическим системам, применяемым при аэрофо­тосъемке. Существуют топографические фотокамеры и дешифровочные.

Формат космических снимков различен — от размера 70 х 90 мм до 30 х 30 см и более. Например, снимок, полученный па­норамной камерой высокого разрешения КВР-1000, имеет формат 190 х 700 мм. При одинаковых параметрах съемки (f, H, рх, ру) ис­пользование снимков с большим форматом имеет преимущества: во-первых, позволяет увеличить площадь захвата на поверхности Земли, во-вторых, при фотограмметрической обработке повыша­ется точность определения высот точек местности.

При съемке с КЛА, дви­жущихся по эллиптическим орбитам, изменяется высота фотогра­фирования. Вследствие этого средние масштабы смежных сним­ков имеют значительные различия.

В связи с изменением высот фотографирования при постоян­ной скорости движения КЛА возникает необходимость изменять интервал времени между моментами съемки. Это необходимо для обеспечения постоянного заданного значения продольного пере­крытия снимков. Интервал фотографирования меняют с помо­щью специального автоматического устройства, входящего в ком­плект космического фотоаппарата.

При космическом фотографировании поперечное перекрытие снимков обеспечивается тремя приемами. В первом случае за счет вращения Земли: при этом снимки, получаемые с последующего витка, перекрываются со снимками предыдущего витка (виток аналогичен маршруту при аэрофотосъемке). Если съемка выпол­няется при движении КЛА по полярной или близполярной орби­те, поперечное перекрытие снимков будет непостоянным. Вблизи экватора перекрытие будет минимальным, в районе полюсов — максимальным. Чтобы поперечное перекрытие находилось в за­данных пределах, необходимо согласование скорости обращения КЛА со скоростью вращения Земли.

Во втором случае перекрытие снимаемой полосы осуществля­ется поперечным наклоном (креном) летательного аппарата. Угол крена должен обеспечить заданное поперечное перекрытие снимков.

В третьем случае продольное перекрытие снимков обеспечива­ется разворотом КЛА, при котором выполняется наклон главной оптической оси съемочной системы «вперед» по направлению по­лета — предыдущий снимок и «назад» — последующий снимок.

Рис. Схема съемки с разворотом КЛА

Существенное отличие космической съемки - изображение на одном снимке территории площадью в несколько тысяч квадратных километров. При этом на геометрии построения плоского изображения сказывается кривизна Земли. Точки земной сферической поверхности проецируются по зако­нам центральной проекции на плоскость, в которой находится фотопленка. За счет этого на краях снимка масштаб изображения мельче по сравнению с его центральной частью.

При съемке с круговых орбит фотосъемку выполняют таким образом, чтобы оптическая ось фотокамеры была направлена по направлению нормали к поверхности Земли. Это частный случай конвергентной съемки. При этом взаимный угол, образованный оптическими осями двух смежных снимков стереопары, не превы­шает нескольких градусов.

3. Космические съемочные системы

На рубеже XX века в нашей стране, наряду с государственными программами вы­полнения космических съемок, появились коммерческие косми­ческие программы. Первый коммерческий спутник был запущен российской ракетой-носителем с космодрома на Дальнем Востоке в январе 1997 г. Крупнейшие авиационные и космические компа­нии участвуют в осуществлении собственных программ. Образо­вался рынок фотографических и цифровых изображений. Потре­битель в соответствии с решаемой задачей, из публикаций или по Интернету выбирает из предлагаемых каталогов наиболее прием­лемые для него материалы съемок. На околоземных орбитах нахо­дятся несколько десятков космических летательных аппаратов с различными съемочными системами на борту. Получаемая при этом разноплановая информация — изображения или результаты измерений определенных характеристик объектов на поверхности Земли или атмосферы — передается на пункты приема тех стран или коммерческих структур, по заказу которых осуществляют дан­ную съемку. Космические летательные аппараты отличаются па­раметрами полета, а съемочные системы имеют различные харак­теристики. Наземные комплексы приема и первич­ной обработки космической информации находятся в различных городах страны.

Наиболее известные и используемые в мире данные получают с зарубежных космических аппаратов NOAA, LANDSAT, SPOT, IRS, RADARSAT, ERS (табл.1).

Высокие изобразительные и метрические качества имеют фо­тографические снимки, полученные с отечественного спутника «Комета» камерами специального назначения КВР-1000 и топо­графической ТК-350. Среди российских пользователей для изуче­ния природных ресурсов используют снимки со спутников типа «Метеор», «Ресурс-Ф», «Ресурс-О, «Океан», съемочные системы «Фрагмент», МСУ-Э, МСУ-СК (табл.2). Съемка с периодиче­ски запускаемых на орбиты спутников позволила создать архивы изображений на различные районы земной поверхности, что дает возможность осуществлять мониторинг территорий и отдельных объектов и явлений.

Серия спутников LANDSAT (США) функционирует с начала семидесятых годов XX века. Съемку проводят с высоты орбиты 900 км. На спутниках используются многозональные съемочные системы типа MSS с линейным разрешением на местности 55 х 80 м.

В целях мониторинга кадастровой информации и создания картографической продукции масштабов 1:М = 1:5000...1:10 000 могут быть использованы космические съемочные системы высо­кого разрешения. Например, космические изображения земной поверхности, получаемые со спутников IKONOS и QUICK BIRD (США). Они имеют соответственно разрешение на местности 0,61 м и 1 м. Точность фотограмметрического определения коор­динат точек по снимкам спутника QUICK BIRD, снятых в пан­хроматической зоне (0,45...0,95 мкм) и с использованием опорных точек, составляет 2 м, без опорных точек — 23 м.

Французская съемочная система SPOT IMAGE, установленная на спутниках типа SPOT, имеет четыре спектральных канала (4-й канал соответствует 1,55...1,75 мкм). Линейное разрешение при панхроматической съемке равно 5... 10 м, а при многозональной — 20 м. Важное преимущество данной системы — возможность полу­чения снимков с перекрытием (получение стереопар), что позво­ляет проводить стереофотограмметрическую обработку снимков. Снимок захватывает участок на земной поверхности размером примерно 60 х 60 км.

Индийские спутники последнего поколения (IRS-1C, IRS-1D) оснащены съемочными системами, работающими в четырех спек­тральных каналах. Панхроматические снимки получают с разре­шением 5...6 м, а зональные — 23 м и более.

Разработка компактных радиолокационных съемочных систем с малым потреблением энергии позволила использовать их при космических съемках. Радарные изображения, получаемые, на­пример, с канадского спутника RADARSAT или европейского ERS, имеют разрешение 25 м. Современные методы радиолока­ции позволяют получать изображения с разрешением на местно­сти до 5 м и менее. Изменяя ориентацию спутника в полете на соседних орбитах, можно производить стереорадиолокационную съемку. Существующие компьютерные программы позволяют выполнять фотограмметрическую обработку радарных снимков. При этом учитывается специфическая геометрия радиолокационных изображений, производится построение цифровых моде­лей рельефа как по стереопаре, так и с использованием методов радарной интерферометрии (определение геометрических пара­метров объектов на основе интерференции отраженных от них ра­диоволн).

Фотографические снимки, полученные со спутника «Комета» кадровыми камерами КВР-1000 (фокусное расстояние f= 1000 мм), имеют разрешение 2 м. Топографическая камера ТК-350, установ­ленная на спутнике «Комета», позволяет производить съемку с пе­рекрытиями. Разрешение изображения данных снимков—10м. Результаты стереофотограмметрической обработки снимков ис­пользуют для создания и обновления мелкомасштабных планов и карт. Спутники «Комета» запускают на срок до 1 мес.

Широко используют фотографические изображения, получае­мые со спутников серии «Ресурс-Ф», оснащенные фотографичес­кими камерами КФА-1000, КФА-3000, КАТЭ-200 и четырехканальным фотоаппаратом МК-4.

На территории страны имеется большое число региональных пунктов приема космических изображений, получаемых со спут­ника «Ресурс - О». На спутнике установлены многозональные ска­неры МСУ-Э с разрешением 45 м и МСУ-СК с разрешением 150 м. Благодаря свободному доступу снимки широко используют в отечественных организациях, занимающихся исследованиями природных ресурсов.

Существуют многолетние космические проекты исследования земной поверхности, разрабатывают и реализуют новые. Инфор­мацию о них и процедуре заказа снимков можно узнать через Интернет.

Для широкого пользования разработаны и применяют станции приема и обработки изображений (низкого и среднего разреше­ния) земной поверхности. Аппаратно-программные комплексы включают: персональные компьютеры, антенную систему, устрой­ство сопряжения антенной системы с компьютером и программ­ное обеспечение. С помощью параболической антенны, установ­ленной на поворотном устройстве, принимают передаваемые со спутника изображения. Программные средства обеспечивают сле­жение за спутником, автоматический прием данных, их визуализацию, просмотр и оценку. Визуализация изображения произво­дится в черно-белом или цветном варианте, осуществляется син­тезирование зональных снимков. Проводится географическая привязка всего снимка или его фрагмента, а также программными средствами рассчитываются географические координаты для каж­дого пикселя изображения. Выполняется фотограмметрическое преобразование изображений, составляются накидные монтажи. Программные средства позволяют выполнить тематическую обра­ботку изображений и представить результаты обработки в карто­графическом виде.

Тема 4: Одиночный снимок

План:

  1. Основные элементы центральной проекции

  2. Влияние угла наклона АФА на метрические свойства снимков:

  1. Смещение точек снимка

  2. Изменение масштаба

  3. Искажение площадей

  4. Искажение направлений

  1. Влияние рельефа местности на:

  1. Смещение точек снимка

  2. Изменение масштаба

  3. Искажение площадей

  4. Искажение направлений

  1. Прочие факторы

1. Основные элементы центральной проекции

При картографировании земной поверхности используют раз­личные картографические проекции. Задачи организации терри­торий, земельного и городского кадастра, инженерных изысканий удобнее решать по планам, созданным по законам ортогонального проецирования, — точки элементов ситуации при этом проециру­ют на горизонтальную плоскость отвесными линиями с одновре­менным масштабированием результатов.

На снимках, полученных с помощью кадровых съемочных сис­тем, изображение, как отмечалось ранее, строится по законам центрального проецирования. Проектирующие лучи здесь пред­ставляют собой пучок линий, проходящих через единую точку — центр проекции.

Основные элементы центральной проекции следую­щие:

Sцентр проекции, в фотограмметрии — задняя узловая точка объектива съемочной камеры;

- картинная плоскость (негативная) — фокальная плоскость объектива съемочной камеры;

P- картинная плоскость позитивная

Рис. 1. Основные элементы центральной проекции

Е - предметная плоскость — горизонтальная секущая плос­кость снимаемого участка местности;

о (о') — главная точка картины — главная точка снимка, получа­емая при пересечении главного луча (оптической оси) объектива съемочной камеры Soс плоскостью картины;

W— плоскость главного вертикала, проходящая через точку Sперпендикулярно плоскостям Р(Р') и Е;

— главная вертикаль — след пересечения плоскостей P(P') и W;

voV — проекция главной вертикали;

п(п') — точка надира — точка пересечения плоскости Р(Р') с от­весным лучом;

Nпроекция точки надира — точка пересечения плоскости Е отвесным лучом, проходящим через точку S;

— угол наклона картины (снимка) — угол между плоскостя­ми Р() и Е или лучами SOи SN;

c() — точка нулевых искажений — точка пересечения плоско­сти Р(Р) биссектрисой угла аР;

С - проекция точки нулевых искажений;

hnhn(h'nh'n) —горизонталь, проходящая через точку п(п'), — ли­ния в плоскости Р(Р'), перпендикулярная .

Горизонтали могут проходить через любую точку картины, на­пример через точку о hohoили точку с hchc. В одной из систем координат снимка главную вертикаль vov принимают за ось абс­цисс, а любую из горизонталей — за ось ординат.

Точки о, п, с располагаются на главной вертикали, а точки О, С, N— на ее проекции. Отстояния точек n и с от точки о определяют по формулам:

и (1)

Эти точки, в общем случае, близки друг к другу. Например, на плановых снимках при аР= 2° и f = 100 мм on= 3,5 мм и ос=1,8 мм, а на снимках, полученных с использованием гиростабилизированной АФУ, при аР= 20' on = 0,6 мм и ос = 0,3 мм. Это положение неоднократно будем использовать в дальнейшем при анализе мет­рических свойств снимков и описании технологии их примене­ния.

Расстояние oSглавное расстояние, и обозначают его буквой f. В фотограмметрии этот отрезок называется фокусным расстоя­нием съемочной камеры. Расстояние SH = Н называют высотой съемки.

textarchive.ru

Фотокамеры для космической и аэрофотосъемки

Аэрофотосъемка или воздушное фотографирование является одним из основных методов исследования и изучения земной поверхности и атмосферы. Помимо получения красивых и интересных фотографий с воздуха, аэросъемка дает наиболее объективную информацию о различных объектах на поверхности земли и характере рельефа местности. Эти фотоматериалы затем широко используются в самых разных областях народного хозяйства, науки и техники. Аэрофотосъемка выполняется с движущихся воздухоплавательных и летательных аппаратов через слой атмосферы. Особое направление – это космическая фотосъемка, производящаяся со значительных высот.

Естественно, что для осуществления фотографирования с воздуха требуется специальная фотоаппаратура, способная делать качественные снимки в сложных, постоянно изменяющихся условиях полета. Такая аппаратура зачастую относится к категории секретной или стратегической, поэтому информация об истории развития и классификации фотоаппаратов для аэросъемки подчас окутана настоящей тайной. Тем не менее, о многих фотокамерах, предназначенных для воздушного фотографирования и активно использовавшихся, нам хорошо известно.

Аэрофотосъемка. Основные особенности

Но прежде чем говорить о конкретных моделях аэрофотоаппаратов, следует сказать несколько слов о самом воздушном фотографировании. На самом деле аэрофотосъемка появилась еще задолго до создания самолетов – в эпоху аэростатов и воздушных шаров. В 1855 году фотограф Надар сделал фотоснимок Парижа с воздушного шара, находившегося на высоте 200 метров. В австрийской армии в 1900 — 1906 гг. производились успешные опыты фотографирования с воздушного шара и дирижабля.

Источник: wikipedia.org

Что касается нашей страны, то еще в 1885 году была сформирована воздухоплавательная команда во главе с поручиком А. М. Кованько, а спустя два года и учебный воздухоплавательный парк, где офицеры обучались аэронавтике и фотографированию с воздуха. В 1886 году все тот же М. Кованьков небе над Санкт-Петербургом провел первую опытную воздушную съемку, которая и послужила началом развития аэрофотосъемки в нашей стране.

Если в начале своего развития воздушное фотографирование в основном применялось исключительно в военных и оборонных целях, то позже аэросъемка стала использоваться в картографических целях, для изучения рельефа земной поверхности и отдельных объектов. Например, именно благодаря аэрофотосъемке советские ученые смогли впервые изучить район падения знаменитого тунгусского метеорита, добраться до которого мешали непроходимая тайга и болота.

Самолет для аэрофотосъемок Ан-30Б (ист. aviatoru.at.ua)

Процесс современной фотосъемки сводится к следующему. Специально сконструированная фотокамера устанавливается на самолет или другой летательный аппарат (может быть установлено сразу несколько камер). Через определенные промежутки времени камера фиксирует изображение местности, над которой пролетает самолет. Обычно съемка производится с высоты 2 – 5 километров, но иногда и с больших высот или даже с околоземного космического пространства.

Во время аэрофотосъемки летательный аппарат движется над снимаемой территорией по определенным, заранее заданным маршрутам. Причем интервалы между маршрутами рассчитываются таким образом, чтобы на фотографиях получилось взаимное перекрытие до 60% территории. С таким же перекрытием территории рассчитываются снимки и в пределах одного маршрута.

То есть, засняв какой-либо требуемый маршрут, самолет разворачивается и летит в обратном направлении параллельно первому маршруту, с сохранением по возможности прежней высоты полета. И аэроснимки второго маршрута должны будут частично перекрываться с первым. Фотографические изображения, снятые с воздуха, впоследствии внимательно изучаются специалистами для различных целей, например, составления или корректировки топографических карт.

Аэрофотосъемка может быть плановой, перспективной или планово-перспективной. При плановой съемке с воздуха заданный угол отклонения оптической оси от вертикали равен нулю градусов, а случайные его колебания могут составлять не более двух – трех градусов. По сути, это строго вертикальная съемка с воздуха. Перспективное или наклонное фотографирование – это съемка при направлении оптической оси под каким-либо углом отклонения от вертикали. Наконец, планово-перспективная съемка представляет собой фотографирование с одновременным применением обоих вышеупомянутых методов съемки.

Воздушное фотографирование имеет свои особенности, которые и предъявляют серьезные требования к фотоаппаратуре. Во-первых, съемка с воздуха производится с нежесткого основания, вследствие чего камера и оптика подвергаются воздействию непрерывных аэродинамических возмущений и вибраций.

Во-вторых, на параметры фотографической системы влияют изменяющиеся условия полета, в частности, температура воздуха и давление, что, в свою очередь, может приводить к искажениям фотоизображения. В-третьих, малые размеры снимаемых объектов требуют повышенной разрешающей способности фотоаппарата. Масштабы фотографирования при съемке воздуха могут составлять от 1:10 000 и более.

В-четвертых, между фотоаппаратом и объектом съемки всегда располагается слой атмосферы, который обладает свойством рассеивать свет с ярко выраженной спектральной избирательностью. Наконец, освещенность и контраст объектов фотографирования при съемке с воздуха могут изменяться в довольно широком диапазоне, что предъявляет повышенные требования к характеристикам оптической системе камеры. Кроме того, особенностью съемки с воздуха является постоянство фокусировки и независимость ее от высоты фотографирования, ведь здесь оптическая система аэрофотоаппарата будет всегда настроена на бесконечность.

Вследствие этих особенностей воздушной съемки инженерам приходилось работать над созданием такой фотоаппаратуры, которая бы полностью соответствовала целому набору жестких требований. Фотоаппарат для аэросъемки должен был иметь очень прочную, надежную конструкцию, минимальные вес и габариты, обладать безотказностью в условиях полета и низких температур. Кроме того, фотокамеры для аэросъемки должны обеспечивать резкость и высокое качество изображения, возможность получения снимков через короткие промежутки времени.

Особенные требования предъявлялись к оптической системе фотоаппарата, в которой все аберрации должны были быть сведены к минимуму. Конструкция камеры для воздушного фотографирования разрабатывалась таким образом, чтобы она могла передавать детализированное изображение с геометрической точностью и правильной передачей яркостей и контраста снимаемого ландшафта.

Камеры для воздушного фотографирования

Одним из первых фотоаппаратов для аэросъемки в России была камера конструкции Ф. В. Дробышева «АД-1», разработанная еще в начале 30-х годов. Эта камера представляла собой фотоустановку, в которой оптические оси восьми боковых камер составляли с оптической осью центральной камеры углы в сорок пять градусов. Благодаря применению объектива с фокусом в 135 мм общий угол захвата фотоаппаратом «АД-1» по длине и по ширине маршрута достигал около 136 градусов.

После развертывания отснятых перспективных фотоизображений в проекцию планового общий снимок одной экспозиции приобретал форму восьмиугольника со сторонами вписанного в него квадрата, равными 50 сантиметров. Примечательно, что общий вес этой фотоустановки составлял 55 килограммов, а перемотка пленки и приведение в действие центральных затворов осуществлялись фотографом вручную посредством двух специальных штурвалов.

Фотоаппарат серии «АФА-42» (ист. Tverigrad.ru)

Пожалуй, одно из самых известных семейств аэрофотоаппаратов не только в нашей стране, но и во всем мире, — это камеры «АФА». Начало знаменитой линейки фотоаппаратов для воздушного фотографирования было положено в 1933 году, когда под руководством конструктора П.Ф. Полякова был разработан первый советский автоматический аэрофотоаппарат «АФА-13». Камера оснащалась 300 мм объективом «Индустар-13», который был снабжен ручным приводом для возможности производить полуавтоматическую съемку. В конструкции фотоаппарата предусматривался междулинзовый затвор типа жалюзи с выдержками 1/75 — 1/200 сек., приводившийся в действие низковольтным электромотором.

Интересной особенностью фотоаппарата «АФА-13» являлось то, что пленка в фильмовом канале выравнивалась посредством создания вакуума специальным отссасывающим устройством. На каждом отнятом кадре отмечался его порядковый номер и координатные метки. В середине 30-х годов этот фотоаппарат был доработан и появилась модель «МАФА-13», в которой затвор типа жалюзи заменили центральным двух лепестковым затвором плоской формы. Кроме того, был заменен объектив на 100 мм широкоугольную оптику «Руссар-1» с углом охвата в 104 градуса.

В конце 30-х годов в Советском Союзе для целей аэрофотосъемки начали серийно производиться фотоаппараты «AФА-33» . Изначально они имели объективы с фокусными расстояниями 200 мм. Но, уже в ходе боевых действий во время Великой Отечественной войны их переоснастили длиннофокусными объективами для возможности получения фотоснимков контроля бомбометания с высоты 8000 – 8500 метров.

Камеры специального назначения «АФА-33» были приняты на вооружение советской армией и в дальнейшем успешно применялись на самых разных летательных аппаратах – от фронтового бомбардировщика Су-10 до самолета-разведчика Ил-28Р. Камеры весом около 80 – 100 килограмм могли монтироваться как на неподвижной установке в самолете, так и на специальных качающихся установках.

Как уже отмечалось, на первых порах аэрофотоаппараты преимущественно применялись для военных целей и, в частности, целей разведки. Поэтому появилась необходимость в создании специальных фотокамер, способных фотографировать военные объекты, маршруты и районы боевых действий с самолетов разведывательной или бомбардировочной авиации в ночное время суток. В результате, были созданы уникальные аэрофотоаппараты для ночной съемки «НАФА», которые являлись модификацией некоторых моделей семейства «АФА».

В частности, уже в 1937 году заводом «Геодезия» были разработаны первые образцы ночного фотоаппарата для воздушного фотографирования «НАФА-19». Как работала эта камера при съемке с воздуха в ночное время? Основной принцип действия заключался в автоматическом срабатывании камеры от светового импульса, создаваемого фотобомбой при освещении ею фотографируемой местности. Затвор фотоаппарата «НАФА-19» срабатывал по сигналу особого фотоэлемента, размещавшегося в задней части самолета и фиксировавшего вспышку осветительной бомбы ФОТАБ.

При осуществлении ночной съемки с воздуха на летательный аппарат могли подвешивать до 6 – 8 таких фотобомб. Полуавтоматический фотоаппарат «НАФА-19» мог использоваться для ночного фотографирования местности и фотоконтроля боевых действий с высоты 2500 – 3000 метров.

В последующем развитии семейства фотоаппаратов «АФА» можно отметить немало уникальных моделей. Например, камеры «АФА-39» могли осуществлять воздушное фотографирование местности в дневное время при скорости летательного аппарата от 500 до 1500 км/ч. Они оснащались шторным затвором, способным работать на выдержках вплоть до 1/1820 секунд, что обеспечивало очень короткие интервалы между фотографированием.

Кроме того, фотоаппараты «АФА-39» отличались прочной и надежной конструкцией, благодаря чему могли сохранять свою работоспособность в температурном диапазоне +60 до -60°С и при относительной влажности воздуха до 98%. Управлялась камера дистанционно с помощью командного прибора. Камеры «АФА-39» использовались на истребителях и фронтовых разведчиках.

В картографических целях требовалось создание аэрофотоаппаратов, способных снимать с высот до 20 километров. Поэтому в камерах «АФА-41» были использованы сложные конструктивные решения: объективный блок с выравнивающим стеклом и затвором, мерный механизм с двойной фрикционной муфтой на подающей катушке, а также раздельные приводы корпуса и кассеты с фотопленкой.

Объективный блок был помещен во внешний корпус фотоустановки. Фокусировка выполнялась независимо от камерной части, вследствие чего каждый объективный блок был взаимозаменяем для любой камеры соответствующей модификации. В межлинзовом пространстве объектива были установлены диафрагма и центральный затвор, который обеспечивал диапазон выдержек от 1/70 до 1/700 с.

Конструкцией фотоаппарата «АФА-41» была предусмотрена регистрация показаний часов, уровня и счетчика снимков каждого пятого кадра. Управление спуском затвора осуществлялось дистанционно с командного прибора, который позволял установить режим работы фотоаппарата в интервале от 3 до 90 секунд. Фотоаппараты «АФА-41» применялись, в частности, для фотографирования местности с аэрофотосъемщика Ан-30 и летающей лаборатории Як-40 РЭО.

Для выполнения плановой аэросъемки в топографических целях в СССР активно использовались фотокамеры семейства «АФА-ТЭС». К этой серии, в частности, относятся аппараты «АФА-ТЭСА-7» и «АФА-ТЭСА-10», главной особенностью которых была возможность получения качественных снимков за счет повышенной разрешающей способности и постоянства интегральной плотности аэронегативов, которое достигалось путем автоматического регулирования выдержки и переключения диафрагмы.

Комплект таких фотоаппаратов состоял из самой камеры, кассеты с пленкой, пульта управления, блока управления затвором и специального фотоблока. Камера «ТЭСА-7» снабжалась объективом «Руссар-80» с углом зрения в 120 градусов, а модель «ТЭСА-10» — объективом «Руссар-71» с углом поля зрения в 103 градуса. Выдержка затвора достигала 1/700 сек. Конструкция камер предполагала возможность автоматической и ручной установки выдержки.

Среди наиболее интересных отечественных фотоаппаратов для аэросъемки нельзя не отметить и многозональную камеру «МКФ-6», которая являлась совместной разработкой инженеров из Советского Союза и ГДР. Эта камера изготавливалась на немецком предприятии «Карл Цейс». Модель МКФ-6» представляла собой фотоустановку из шести отдельных аппаратов с форматом кадра 55х81 мм.

Конструкцией фотоаппарата предусматривалась высокая синхронизация работы затворов и наличие специального устройства для компенсации сдвига изображения. Съемка осуществлялась в четырех зонах видимой части спектра шириной по 40 нм и двух ближних инфракрасных зонах шириной около 100 нм. Готовые снимки получались с отличными геометрическими и фотометрическими свойствами. Правда, из-за относительно малого формата кадра с высоты 280 километров при масштабе съемки порядка 1:2 000 000 обеспечивался сравнительно небольшой охват.

Камеры для космической съемки

Продолжением развития вышеупомянутой фотокамеры «МКФ-6» стал фотоаппарат «МКФ-6М», который предназначался уже не для простого фотографирования с воздуха, а для целей космической фотосъемки. Этот модифицированный вариант камеры «МКФ-6» работал практически в непрерывном режиме на космических станциях «Салют-6» и «Салют-7». «МКФ-6М» позволял получать фотоснимки, пригодные для всех типов прецизионной обработки изображений, включая возможность фотометрического и фотограмметрического анализа с использованием цифровых и оптико-электронных способов обработки данных.

Фотоустановка МКФ-6М (ист. geogr.msu.ru)

Различия в величине эффективных фокусных расстояний объективов одного аппарата «МКФ-6М» не превышало ±5 мкм. Для визуальной обработки многозональных черно-белых снимков, снятых на эту камеру, применялся специальный многозональный проектор МСП-4, который имел четыре независимых друг от друга оптических канала. Через отклоняющееся зеркало можно было получить увеличенное в пять раз отображение четырех плоскостей фотопленок на наклонный проекционный экран форматом 350 х 455 мм.

Космическая съемка вообще является отдельным и очень интересным направлением в развитии фототехники. Среди наиболее удачных моделей фотоаппаратов, использовавшихся в космосе, можно выделить камеру «КАТЭ-140», которая была установлена на пилотируемой орбитальной станции «Салют-4». Фотоаппарат состоял из следующих блоков: камерная часть с широкоугольным 140 мм объективом «Руссар-43», светофильтром и центральным апертурным затвором, кассета с устройством для перемотки фотопленки и пульт управления, с помощью которого осуществлялось ручное и автоматическое управление фотоаппаратом.

Фотоаппарат KАTЭ-140 (geogr.msu.ru)

Также в конструкции аппарата имелась специальная вакуум-помпа, основное предназначение которой заключалось в осуществлении прижима и выравнивания пленки в момент экспонирования. Ключевая особенность камеры « КАТЭ-140» -применение минимального числа механических кинематических устройств. Отдельные блоки фотоаппарата (камерная часть, кассета, пульт управления) не были связаны друг с другом кинематически и даже имели независимые приводы.

В « КАТЭ-140» использовалась превосходная широкоугольная оптика, которая обеспечивала полосу захвата в 450 километров с высоты 350 километров. При этом на каждом снимке регистрировалось изображение земной поверхности площадью более 200 000 квадратных километров. Помимо пилотируемой орбитальной станции «Салют-4», широкоформатная камера « КАТЭ-140» успешно применялась на станциях «Салют-5», «Салют-6», «Салют-7» и космической станции «Мир».

На аппаратах «Зонд-6» и «Зонд-7», запущенных по программе облета Луны, был установлен среднеформатный зеркальный фотоаппарат «Киев-C». Его основными особенностями являлись: шторный затвор, дистанционный спуск и электропривод для вывода затвора и транспортировки пленки. С помощью этого фотоаппарата были получены панорамные черно-белые и цветные фотографии лунной поверхности, и в том числе снимки обратной стороны Луны.

В 1974 году была разработан среднеформатный зеркальный фотоаппарат «ФК-6» со шторным затвором и форматом кадра 6 х 6 см. Корпус фотокамеры отличался повышенной пожаробезопасностью для возможности работы на борту космического корабля в атмосфере с повышенным содержанием кислорода. Аппарат «ФК-6» использовался на советском двухместном пилотируемом космическом корабле «Союз-19», в задачи которого входила стыковка с американским космическим кораблем «Аполлон».

С момента появления аэрофотосъемки, еще во второй половине XIX столетия, было создано немало необычных и уникальных фотоаппаратов, способных осуществлять фотографирование поверхности и атмосферы со значительных высот. В наши дни аэрофотосъемка применяется уже не только для военных или топографических целей, но и для получения великолепных панорамных изображений с поистине редкими и завораживающими кадрами.

Источник: Фотокомок.ру – тесты и обзоры фотоаппаратов (при цитировании или копировании активная ссылка обязательна)

www.fotokomok.ru

Как ученые получают снимки, сделанные космическими аппаратами

Вы когда-нибудь задумывались, как астрономы принимают снимки, отправленные на землю космическими станциями, которые бороздят просторы Вселенной на расстоянии в миллионы или даже миллиарды (Вояджеры) километров от нашего дома? Давайте разберем это на примере аппарата OSIRIS-REx.

В 2016 году к астероиду Bennu был отправлен небольшой аппарат OSIRIS-REx. В 2019 году исследовательская станция должна будет приблизиться к космическому телу и зачерпнуть с его поверхности вещества, которые помогут ученым лучше понять процесс образования нашей Солнечной системы. Суть миссии аппарата OSIRIS-REx проста: прилететь к астероиду, собрать образцы грунта и отправить их обратно на Землю. В своих лабораториях специалисты будут изучать “первозданное” углеродистое вещество, которое могло сохраниться на Bennu со времен рождения Солнечной системы и которое, скорее всего, является “строительным материалом” живой материи. Возможно, образцы с астероида помогут нам стать на шаг ближе к разгадке тайны появления жизни на нашей планете.

По мере приближения к объекту, аппарат будет фотографировать астероид и передавать на Землю снимки, выполненные камерами OCAMS, которые разрабатывались инженерами NASA в стенах Аризонского университета. OCAMS — это блок камер, состоящий из трех приборов: PolyCam (предназначена для съемки с далекого расстояния), MapCam (будет снимать выбранный район сбора проб в высоком разрешении) и SamCam (будет снимать процесс забора проб).


Фото: NASA/ OSIRIS-REx в представлении художника

Прежде чем мы увидим на экранах своих компьютеров или телефонов фотографии, присланные OSIRIS-REx, ученым необходимо будет выполнить три важных шага: осуществить сам процесс съемки Bennu, передать информацию с зонда на Землю и принять данные с последующим получением изображений.

Шаг №1 — съемка астероида

Съемка — это работа, требующая синхронных действий между OCAMS и компьютерной системой космического аппарата. Солнечный свет, отражаясь от поверхности астероида, проходит через специальный объектив камер OCAMS, потом через встроенный фильтр, а затем “падает” на электронный чип, называемый прибором с зарядовой связью, или CCD-матрицей.

Поверхность CCD-матрицы OCAMS разделена на 1024 параллельные линии, каждая из которых дополнительно “разбита” на 1024 светочувствительных элемента, таким образом размер матрицы составляет 1024 на 1024, или 1 048 576 пикселей (пиксели формируют объекты, изображенные на снимке). Получается, что OCAMS имеет разрешение чуть больше 1-го мегапикселя (в 1 мегапикселе — 1 000 000 пикселей).


Фото: dslauretta.com/ Члены команды OSIRIS-REx позируют на фоне антенны с диаметром зеркала 34 метра, относящейся к комплексу дальней космической связи в Канберре

Каждый пиксель может передавать только один цвет, это может быть как сам цвет, так и яркость или вообще прозрачность. Цвет каждого пикселя кодируется электронной камерой в бинарный код, который обозначается цифрами 0 и 1 (составленное двоичное число называют битами), а затем этот код передается на центральный компьютер космического корабля. Компьютер ставит его в очередь, чтобы при первой удобной возможности (во время специального “окна”) передать на Землю.

Шаг №2 — передача изображения на Землю

При помощи технических систем, представляющих собой “канал передачи данных”, на Землю передается битовый поток информации в виде сигнала. Вначале информацию принимает ретранслятор для связи в глубоком космосе Small Deep Space Transponders, установленный на некоторых космических зондах, расположенных вблизи нашей планеты, затем ретранслятор перенаправляет данные на 100-ваттный усилитель Travelling Wave Tube Amplifiers, который используется для усиления радиочастотных (RF) сигналов в микроволновом диапазоне и в несколько раз усиливает мощность сигнала для последующей его передачи одной из трех бортовых антенн.


Фото: Wikipedia/ Поле зрения антенн Deep Space Network, вид с Северного полюса

Скорость передачи данных на Землю зависит от того, какую именно из трех антенн применяют ученые для связи с нашей планетой. Самые высокие скорости получаются, когда специалисты используют для приема и последующей передачи сигнала 2-х метровую высокочастотную антенну High-Gain Antenna (HGA). Также они могут использовать антенну средней мощности Medium Gain Antenna (MGA) и низкочастотную Low Gain Antenna (LGA). Антенна HGA обеспечивает максимальную скорость передачи данных на Землю (914 килобит в секунду), LGA имеет довольно слабую мощность, а скорость передачи оставляет желать лучшего. Из-за этого она в основном используется для приема информации, а не для ее передачи. MGA представляет собой нечто вроде “золотой середины” — она обеспечивает умеренную скорость передачи потока данных.

Шаг №3 — получение данных

Сигнал на Земле принимает одна из антенн NASA Deep Space Network. После чего ученые “собирают” код на компьютерах и получают изображение.

Deep Space Network (DSN) — международная сеть радиотелескопов и средств связи, используемых для радиоастрономического исследования Солнечной системы и Вселенной, для управления межпланетными космическими аппаратами и приема космических сигналов. DSN представляет собой антенную систему дальней космической связи, состоящую из трех комплексов, расположенных в разных точках земного шара, которые удалены друг от друга примерно на 120 градусов долготы:

1) Комплекс дальней космической связи Голдстоун. Находится в пустыне Мохаве в южной Калифорнии, США, в 60 км к северу от Барстоу.

2) Мадридский комплекс глубокой космической связи. Расположен в 60 км к западу от Мадрида в в Робледо-де-Чавела.

3) Комплекс дальней космической связи в Канберре. Его можно найти в 40 километрах к юго-западу от Канберры, в долине реки Меррамбиджи на краю заповедника Тидбинбилла.

Такое стратегическое размещение позволяет постоянно наблюдать за космическими аппаратами по мере вращения Земли (частично перекрывать зоны действия друг друга). В поле зрения основных антенн DSN могут попадать зонды либо спутники-ретрансляторы сигналов, находящиеся на расстоянии до 55 миллионов км от поверхности Земли.


Фото: dslauretta.com/ Антенна DSN с диаметром зеркала 70 метров по сравнению со стадионом для американского футбола Роуз-боул в городе Пасадина

В каждом из трех комплексов имеется по одной антенне с диаметром зеркал 70 метров, по несколько антенн с диаметром зеркал 34 метра, антенны с диаметром зеркал 26 метров, а также по паре ультрачувствительных приемников и мощных передатчиков. Основную нагрузку по управлению космическими аппаратами несут антенны с диаметром зеркал 34 метра, так как они являются более новыми и эффективными.

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

severnymayak.ru

Первые шаги в астрофотографии

Всех нас завораживает глубокое черное небо с мириадами звезд и газопылевыми туманностями, в недрах которых рождаются самые разнообразные космические объекты. Это огромный мир, который предоставляет фотографу множество возможностей. Астрофотография –  фотосъемка небесных тел, которая может осуществляться не только для решения сугубо исследовательских задач, но и с целью получения красивых, художественных снимков.

Фотографирование звездного неба может осуществляться посредством специального фотографического оборудования (астрокамеры), фотоаппарата в сочетании с разными оптическими системами (телескопами) или просто с помощью обычной цифровой камеры без каких-либо переделок. Однако специальное оборудование для астрофотографии отличается дороговизной. К тому же его приобретение для простого любителя фотографии не слишком оправданно, поскольку в других видах съемки применение такого оборудования нецелесообразно, а возможностипо-настоящему зарабатывать на своем увлечении у людей, занимающихся астрофотографией, пока невелики.

Млечный путь

Поэтому в этой статье мы поговорим о фотосъемке звездного неба, которая не требует больших вложений и может быть доступна фотографу-любителю. Что потребуется для съемки звездного неба? Можно ли фотографировать космические объекты цифровым компактом? И каковы особенности съемки небесных тел? На эти вопросы мы и постараемся ответить.

Оборудование для астрофотографии

Для того, чтобы получать яркие и завораживающие космические снимки, совсем не нужно отправляться на международную космическую станцию или пользоваться мощнейшими земными телескопами. Хотя астрофотография доступна каждому, тем не менее, чтобы получить качественный снимок звездного неба, необходимо, чтобы используемая Вами фотокамера соответствовала ряду требований:

— Возможность использования длительной экспозиции

Свет от космических объектов, если это не Солнце или Луна, довольно тусклый, поэтому для того, чтобы запечатлеть на снимках небесные тела, потребуется как можно шире открывать затвор своей фотокамеры и как можно больше времени ждать, пока светочувствительная матрица аппарата не накопит определенное количество фотонов. Соответственно, первое требование к фотокамере – это возможность работы с длительными выдержками. Желательно от тридцати секунд и более.

В некоторых камерах присутствует специальный режим Bulb, когда затвор  аппарата остается открытым до тех пор, пока нажата кнопка спуска. Тут экспозиция может исчисляться уже минутами, однако нужно понимать, что возможности самой матрицы должны позволять использовать подобные длительные выдержки без риска проявления шумов на фотоизображении.

Кстати, вовремя того, как камера пытается захватить небесные тела, эти объекты еще и движутся, ведь наша планета за день обращается вокруг своей оси. Это означает, что фотограф никогда не сможет запечатлеть в кадре «неподвижный» космический объект. Впрочем, об этом мы поговорим чуть позже.

— Большие физические размеры матрицы

Следующее по важности требование к камере – это отсутствие шумов на конечных снимках, что обеспечивается, в первую очередь, большими физическими размерами матрицы фотоаппарата. Взаимосвязь тут следующая: чем меньше размер пикселя, тем он будет быстрее нагреваться во время экспозиции снимка, способствуя появлению цифрового шума. К тому же, чем больше физические размеры матрицы, тем она чувствительнее и больше света способна собирать, что, учитывая съемку довольно тусклых по яркости небесных тел, является важным фактором.

Поэтому при прочих равных выбор за той фотокамерой, которая обладает более крупной матрицей. В некоторых цифровых фотоаппаратах сегодня существует режим шумоподавления (NoiseReduction), который при съемке одиночных кадров нередко можно использовать и в астрофотографии.

— Ручные настройки

Фотоаппарат должен предоставлять возможности для ручного управления экспозицией. Кроме того, он должен поддерживать ручную фокусировку, поскольку автофокусировка подходит только для съемки ярких и контрастных небесных тел вроде Луны или Солнца. Фотокамера должна позволяет Вам вести съемку в ручном режиме, когда имеется возможность устанавливать значения чувствительности, экспозиции и диафрагмы по своему усмотрению.

— Съемка в RAW формате 

Желательно, чтобы фотоаппарат мог вести съемку в формате RAW, который позволяет сохранять больше деталей. Это обеспечивает в дальнейшем более широкие возможности для обработки сделанных снимков на компьютере.

Учитывая вышеперечисленные требования, можно сказать, что для астрофотографии лучше всего подойдет, конечно, зеркальная цифровая камера (если не брать в расчет специальные астрокамеры). Она обладает крупной матрицей, гарантирующей малое количество шумов на высоких значениях ISO, обеспечивает возможность использования сменной оптики, позволяет снимать на длинных выдержках в формате RAW.

Messier 101

Что касается съемки компактной цифровой камерой, то здесь дело обстоит несколько сложнее. В случае с компактами качественным снимкам мешает довольно большое количество шумов на больших выдержках, да и максимальные экспозиции у таких камер обычно сравнительно невелики. Тем не менее, сегодня выпускаются продвинутые цифрокомпакты с наличием ручных настроек, достаточно крупной матрицей и возможностью снимать на длинных выдержках. Поэтому получать качественные снимки звездного неба компактной камерой, в принципе, можно.

Кстати, многое еще зависит не только от характеристик самого фотоаппарата, но и от того, что собственно снимает фотограф. Если Вы снимаете Луну или Солнце, то фотографировать такие контрастные объекты можно вообще любым цифровым аппаратом, причем даже в автоматическом режиме. Также цифровые компакты имеют определенное преимущество при съемке планет, которые характеризуются малой контрастностью.

Хорошие результаты здесь получаются при съемке видеороликов с последующей постобработкой. Цифровые компакты зачастую имеют более продвинутый режим видеосъемки, чем многие зеркальные камеры. А вот при съемке звездных полей и различного рода туманностей без серьезной цифровой зеркальной камеры уже не обойтись.

Отдельно нужно сказать об оптике. На самом деле при съемке звездного неба можно получать интересные результаты как с использованием короткофокусной, так и длиннофокусной оптики. Короткий фокус позволяет запечатлеть на фотографиях обширное звездное поле с галактиками, ярчайшими звездными скоплениями и туманностями. В свою очередь, длиннофокусные объективы дают возможность сосредоточиться на съемке какого-либо далекого космического объекта – от небольших звездных скоплений до конкретной, видимой с Земли планеты.

Конечно, для получения детальных снимков лучше всего использовать именно оптику с очень серьезным фокусным расстоянием, однако такие объективы стоят недешево. Для фотографирования красивых звездных следов на ночном небе Вам будет достаточно и широкоугольного объектива с фокусным расстоянием 28 – 50 мм (в эквиваленте 35 мм пленки).

Помимо подходящей фотокамеры и оптики, Вам потребуется штатив или тренога, а также пульт дистанционного управления, чтобы не испортить снимок дрожанием аппарата во время открывания и закрывания затвора. 

Съемка ночного неба

Как мы уже отметили, при съемке ночного неба необходимо выставлять максимально возможную выдержку, естественно учитывая особенности Вашей камеры, чтобы шумы не испортили картинку. Диафрагма устанавливается на минимум, ведь наша задача состоит в том, чтобы поймать как можно больше света. Значение светочувствительности ISO лучше выбирать достаточно среднее – примерно 400 – 800 ISO, чтобы можно было снимать тусклые звезды, но при этом уровень шумов был бы в пределах разумного. Установите ручную фокусировку на бесконечность.

Спиральная галактика

Снимать рекомендуется в наиболее высоком качестве, которое поддерживает Ваша фотокамера. Желательно, чтобы это был формат RAW, ведь чем меньше сжатие снимка, тем больше деталей и исходной информации несет в себе цифровой файл, а значит, гораздо больше из него можно будет «вытянуть» в процессе постобработки. Камеру необходимо закрепить на штативе, навести ее на требуемую область звездного неба. Для спуска затвора используйте спусковой тросик или пульт ДУ. Во время экспозиции необходимо исключить попадание в объектив камеры постороннего света (от ближайших фонарей, городской засветки и т.д.). В этой связи для съемки лучше выбрать место подальше от городских огней.

Важно отметить, что сам процесс фотографирования небесных тел можно условно разделить на два основных типа: фотографирование неподвижной камерой и съемка космических объектов с ведением. Главная особенность астрофотографии заключается в том, что наша планета вращается вокруг своей оси, плюс к этому звезды и другие планеты также находятся в постоянном движении. Поэтому если Ваш фотоаппарат надежно зафиксирован на штативе в одном положении, то захватить в кадре неподвижный небесный объект Вы просто не сможете. При фотографировании неподвижной камерой небесные тела на Ваших фотографиях будут выглядеть в виде разноцветных дуг или завораживающе красивых следов от движущих объектов. Иногда при использовании длительных выдержек такие фотоснимки приобретают абстрактный характер.

Съемка неподвижной камерой обычно не вызывает особых сложностей, если руководствоваться вышеупомянутыми рекомендациями по настройке фотоаппарата. Для того, чтобы сделать кадры еще более интересными и эффектными, а также придать им масштабности, можно включить на передний план какие-либо природные или архитектурные объекты, например, отдельно стоящие деревья, церковь или горные вершины. Тем самым, в одном фотоизображении можно совместить величие и незыблемость Вселенной с земной жизнью. И еще один совет – запасайтесь батареями, поскольку съемка с длительной экспозицией очень быстро разряжает аккумулятор фотоаппарата.

Но чтобы получить изображения звезд ровно такими, какими мы их видим своими глазами, и даже в более детализованном виде, нужна съемка с ведением. Единственный способ избежать смещения звезд на фотографии при использовании длительной экспозиции – это поворачивать свою цифровую камеру вслед за небесным объектом. Для этого Вам придется использовать различные приспособления, которые бы позволяли камере оставаться направленной в одно и то же место на  небе при вращении Земли.

Наиболее простое и доступное из них – это так называемая «Амбарная дверь». Для ее создания берутся две доски, которые устанавливаются вокруг простого стержня. В конце этих кусков древесины, напротив этого самого стержня монтируется болт через нижнюю доску в гайку таким образом, чтобы она при повороте толкала верхнюю. По очень простой формуле Вы можете определить, сколько поворотов винта требуется для того, чтобы соответствовать скорости вращения нашей планеты.

«Амбарная дверь». Источник: Flicr.com

Благодаря такой нехитрой конструкции Вы можете противодействовать движению Земли в течение довольно долгого промежутка времени. Тем самым, Вам предоставляется возможность еще больше увеличить экспозицию и использовать длинные фокусные расстояния, что позволяет получить более детальные изображения космических объектов.

Конструкция Амбарной двери может быть самой разнообразной – от очень простой, выполненной из подручных материалов, до довольно дорогостоящей конструкции с удобным управлением на батарейках. Впрочем, сегодня у любителей астрофотографии существует возможность приобрести специальное экваториальное крепление (GEM), представляющее собой штативную головку или устройство, внешне напоминающее штатив. Оно позволяет вести камеру вслед за космическими объектами, противодействуя вращению Земли. С помощью такого крепления можно добиваться впечатляющих результатов при съемке с ведением.

После завершения съемок Вам придется немного поработать в графическом редакторе, чтобы устранить шумы и артефакты, а также вытянуть из сделанных кадров как можно больше интересных деталей. Ведь информативность полученных кадров зачастую бывает невысока. Сразу нужно предупредить тех, кто только планирует попробовать свои силы в астрофотографии, что это занятие невероятно затягивает. И как только Вы получите свой первый успешный кадр ночного звездного неба, Вы непременно захотите улучшать качество своих снимков, что потребует все больших временных и финансовых затрат.

www.fotokomok.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *