С давних времен человечество стремилось узнать мир, познать Вселенную, изучить звездное небо. Некоторые открытия были сделаны раньше, но мы знаем, что путь этот в то время был тернистым и некоторые гении-таланты сложили на нем свои головы.

К настоящему времени с развитием науки и техники ученым-астрономам представились большие возможности сделать много открытий в изучении звездного неба и космоса. Теперь нам хорошо известно, что мы живем в Солнечной системе, что вокруг Солнца вращается девять планет, и каждая из них имеет свои спутники. Мы также знаем, что одной из девяти солнечных планет является наша Земля и что единственным спутником Земли является Луна, которую мы все наблюдаем на звездном небе.

Луна-самый большой спутник по отношению к планете, вокруг которой он вращается, - Земле. Известно, что диаметр Луны немного больше четверти земного и составляет 3480 км. Известно также, что площадь поверхности Луны составляет у площади суши Земли, известны и другие характеристики Луны, составлена ее карта. Основные параметры Луны определены с помощью современной аппаратуры и мощных телескопов. Период обращения Луны вокруг Земли совпадает с периодом ее вращения вокруг собственной оси, так что она всегда повернута к Земле только одной стороной, которую мы и наблюдаем в ясные ночи. Карта Луны сначала была составлена лишь для видимой с Земли стороны Луны (видимого полушария). О невидимой части Луны нам до последнего времени ничего не было известно. Поэтому у ученых (и не только у них) всегда был большой интерес узнать, какова же, как выглядит обратная сторона Луны.

И только в наше время, в период бурного развития науки и техники, космонавтики, возникли возможности заглянуть на невидимую сторону Луны.
Впервые в Советском Союзе была составлена специальная Лунная программа. По этой программе к Луне были направлены 24 межпланетные автоматические станции (MAC). Осуществление этой программы началось в 1959 г. Все автоматические станции стартовали с космодрома Байконур.

Первая межпланетная автоматическая станция (MAC) Луна-1 стартовала с Земли 2 января 1959 г. Она пролетела над поверхностью Луны на расстоянии 5000 км. MAC Луна-2 стартовала к Луне 14 сентября 1959 г. и достигла ее поверхности. Впервые в мире советская станция оказалась на поверхности Луны. Это было большим достижением в мире.

А уже через месяц, 4 октября 1959 г., ракетой-носителем «Восток» с космодрома Байконур была запущена MAC Луна-3, которой было суждено войти в историю человечества как искусственный спутник Луны, который впервые в мире осуществил фотографирование обратной стороны Луны. Оно было произведено 7 октября 1959 г. и началось вбч.ЗО мин по московскому времени.

Межпланетная автоматическая станция Луна-3 по своим габаритам являлась небольшим спутником, но разработка всего этого комплекса потребовала очень большого объема научных и технических сил, в основном - сотрудниками ВНИИ телевидения (г. Ленинград) и других организаций. При этом на общую разработку комплекса Луна-3 было выделено очень мало времени -всего полтора года.

Для внутреннего и внешнего оснащения MAC Луна-3 потребовалась разработка совершенно нового оборудования - радиотехнической, телеметрической, фототелеметрической аппаратуры, аппаратуры ориентации станции относительно Солнца и Луны, солнечных батарей, комплекса научной аппаратуры ит.д.
Была разработана новая сложная бортовая фототелесъемочная камера и бортовая фототелевизионная передающая системапод общим названием «Енисей».
А на Земле информацию с борта MAC Луна-3 принимала приемная аппаратура «Енисей I» и «Енисей II», также разработанная специально для этой станции.
Подробно об оборудовании, применявшемся при фотографировании обратной стороны Луны, можно познакомиться в Интернете в сообщениях В. Ефимова «Луна-3».

Однако ни в этих, ни в других сообщениях не отражен важный компонент общей системы «Енисей» - процесс химико-фотографической обработки пленки в малогабаритном устройстве. Целью настоящей статьи является ликвидация этого пробела в информации и детально описать процесс обработки пленки, учитывая те жесткие условия, в которые были поставлены разработчики процесса.

На проблеме разработки и использования MAC Луна-3 мы остановимся более подробно, поскольку наша работа в НИКФИ имела к ней непосредственное отношение.

Разработка MAC Луна-3 включала в себя три равнозначных этапа:
I. Разработка бортовой фототелевизионной камеры «Енисей»,
II. Разработка процесса химико-фотографической обработки фотопленки и малогабаритного устройства для его осуществления,
III. Разработка бортовой телепередаю-щей аппаратуры «Енисей-1» и аппаратуры «Енисей-П» для приема информации на Земле с пленки, обработанной на борту Луны-3.

Все три этих этапа по значимости действительно равны, ибо отказ на любом из них не позволил бы достичь желаемой цели - получения фотографий обратной стороны Луны. Но на всех этих этапах, связанных между собой, аппаратура сработала точно по заданной программе, и был получен превосходный, уникальный результат.

В соответствии с техническим заданием заказчика пленка на борту MAC Луна-3 должна была обрабатываться с учетом следующих обстоятельств:

1.наличие невесомости и значительной вибрации;
2. температура обрабатывающих растворов могла колебаться в диапазоне ±15°С (на Земле температура проявителя при обработке черно-белой пленки поддерживается с точностью 0,3 °С); в дальнейшем оказалось, что температура на станции Луна-3 могла повышаться до 50 и даже 70 °С;
3. отсутствие условий для сушки пленки после ее химико-фотографической обработки;
4. объем, выделенный для устройства обработки пленки, не позволял использовать оборудование, вмещающее более 1 л раствора;
5. посадка MAC Луна-3 на Землю не предусматривалась.

Исходя из указанных выше весьма жестких условий и технического задания, а также учитывая весьма ограниченную площадь для размещения прибора для химико-фотографической обработки пленки на борту MAC Луна-3, его разработка потребовала огромных усилий, большого объема научных исследований и конструкторской деятельности.

Эта работа, относящаяся ко II этапу, была поручена Научно-исследовательскому кинофотоинституту (НИКФИ). Она проводилась в лаборатории фотовоспроизведения под общим руководством профессора Н.И. Кириллова.
Непосредственным разработчиком и автором процесса химико-фотографической обработки пленки для его применения на борту MAC в состоянии невесомости являлась автор настоящей статьи, а малогабаритное устройство для обработки пленки в этом процессе было сконструировано и изготовлено Е.М. Фельдшеровым.

Работа выполнялась по договору, согласованному и утвержденному с ВНИИ телевидения в Ленинграде. В соответствии с этим договором исполнители работы в НИКФИ представляли ежеквартальные отчеты и проводили промежуточные испытания в Ленинграде на макете Луны-3, который там находился. Срок работы, как отмечалось выше, составлял полтора года. По окончании срока работа была сдана полностью при высокой оценке. Во ВНИИ телевидения результаты были подтверждены и проверены при штатном полете MAC Луна-3. Этот этап работы был включен в общий комплекс под названием «Енисей».
Разработка химико-фотографической композиции для обработки аэрофотопленки на борту MAC Луна-3

Как отмечалось выше, задача, поставленная перед НИКФИ, была очень сложной и требовала большой научно-исследовательской проработки вопроса. Перед началом исследований было необходимо выбрать исходный материал, на котором будут проводиться исследования и который мог бы быть рекомендован для использования на борту MAC Луна-3.

К началу работ в НИКФИ был разработан ряд пленок, которые могли бы быть использованы для космических работ и которые вполне могли быть использованы по фотографическим показателям, но не соответствовали по физико-механическим показателям, учитывая, что в техническом задании температура в MAC могла колебаться не только в пределах ±15 °С, но и повышаться до 50 и 70 °С. Была использована высокозадубленная аэрофотопленка ALU-1 на лавсановой основе. На ней мы и проводили все свои исследования.

Переходя непосредственно к разработке процессахи-мико-фотографической обработки аэрофотопленки на борту MAC Луна-3 в состоянии невесомости, мы предварительно изучили состояние проблемы обработки фотоматериалов в различных процессах, существовавших в то время в практике кинематографии. Однако существующие процессы даже в мини-вариантах не могли быть использованы в очень ограниченном объеме, который выделялся для целей обработки пленки в MAC Луна-3, да и по температурным режимам.



Наши предварительные исследования показали, что наиболее целесообразным было взять за основу однован-новый процесс, т.е. такой, в котором стадия проявления и стадия фиксирования осуществляются в одной ванне.

Потребовалось проведение значительных научно-исследовательских работ, чтобы создать такую композицию, в которой обработанная в космосе пленка отвечала всем сенситометрическим показателям и позволяла получить на Земле хорошее фотографическое изображение.
Главной целью этой композиции было добиться, чтобы стадия проявления протекала быстрее стадии фиксирования. Это означает, что на экспонированных участках аэрофотопленки галогениды серебра быстрее превращались в кристаллы металлического серебра, и только после этого неэкспонированные кристаллы галогенида серебра превращались в растворимые тиосульфатсе-ребряные комплексы (пленка осветлялась).

В результате проведенных экспериментов была разработана такая композиция проявляюще-фиксирующего раствора, в которой в качестве проявляющего вещества использовалась композиция фенидон-гидрохинона. Поскольку комбинированный фенидон-гидрохиноновый проявитель может давать повышенный уровень фотографической вуали, для ее подавления в композицию вводилось активное антивуалирующее вещество - 1-фенил-5-мер-каптотетразол. В качестве фиксирующего (осветляющего) вещества вводился обычный тиосульфат натрия в соответствующей концентрации. Образовавшиеся при этом растворимые тиосульфатносеребряные комплексы переходили в раствор, как более тяжелые. В разработанную композицию вводились и другие компоненты.
Особенно необходимо отметить, что требования работы в невесомости и стойкости к высоким вибрациям на борту MAC Луна-3 определили необходимость придания разработанной композиции проявляющее-фикси-рующего раствора вязкой структуры. В качестве вязкого компонента в композицию добавлялась карбоксиметил-целлюлоза (КМЦ) - продукт гидролиза хлопка, вернее -его отходов. Это вещество вводилось в проявляющее-фиксирующую композицию в виде геля с тем, чтобы его концентрация в готовом растворе составляла 20 %.

Карбоксиметилцеллюлоза характеризуется следующими ценными качествами:

- совершено нейтральный продукт, не вступает в химическую реакцию ни с одним компонентом проявляю-щее-фиксирующего раствора;
- вязкость этого раствора очень стабильна, при длительном хранении раствора держится на одном уровне;
- защищает компоненты используемого раствора от разрушения и окисления, что особенно важно, когда приготовленные растворы по каким-либо причинам мо-гутзначительное время не использоваться;
- придает вязкому раствору такие адгезионные свойства, которые положительно сказываются на его использовании в малогабаритном устройстве для обработки аэрофотопленки.

Таким образом, в лаборатории фотовоспроизведения НИКФИ под руководством автора данной статьи была разработана уникальная проявляющее-фиксирующая композиция, которая выдержала практические испытания при работе MAC Луна-3 в космосе в состоянии невесомости при сильной вибрации и вошла в историю фотографирования обратной стороны Луны, составив определяющую часть общего радиокомплекса MAC Луна-3 - «Енисей».

Технологический процесс на борту MAC Луна-3 при фотографировании обратной стороны Луны

Как уже упоминалось, межпланетная автоматическая станция Луна-3 приблизилась к Луне 7 октября и вышла на окололунную орбиту, обогнув ее с обратной, невидимой с Земли, стороны. По команде в Земли была включена бортовая фототелевизионная камера «Енисей» и началось фотографирование лунной поверхности. Первый сеанс съемки продолжался с 6.30 до 7.10 по московскому времени. Камера «Енисей», как сообщает в Интернете В. Ефимов, была снабжена двумя объективами, которые могли работать в «быстром» и «медленном» режимах (фокусные расстояния 200 и 500 мм). Фотографирование началось, когда Луна-3 находилась на наиболее близком от поверхности Луны расстоянии -от 65 200 до 68 400 км.

В кассете (1) находилась перфорированная аэрофотопленка на лавсановой основе 35-мм формата (2), которая с помощью лентопротяжного тракта поступала в съемочную камеру «Енисей» по команде с Земли перед началом фотографирования.

Из съемочной камеры отснятая пленка сразу же поч ступала в малогабаритное устройство (4) для обработки! в вязком проявляющее-фиксирующем растворе.
Малогабаритное устройство было изготовлено из нержавеющей стали и представляло собой параллелепипед, на узких сторонах которого имелись две щели, по одной с каждой стороны. В первую щель (5) поступала экспонированная пленка. Внутри щель была обклеена эластичной мягкой резиной, предотвращающей поверхность пленки от случайных повреждений и, одновременно, от проникновения раствора за пределы устройства. Вторая щель (7), находящаяся на противоположной стороне, была обклеена резиной еще и снаружи, чтобы при выходе пленки из проявляющего устройства с ее обеих сторон были сняты возможные капли проявляющее-фиксирующего раствора.

Продолжительность проявления аэрофотопленки в вязком растворе составляла 3 мин, а продолжительность всего цикла съемки-обработки - 40 мин.
Обработанная пленка (негатив) отправлялась в накопитель и оставалась там до определенного времени, пока не поступала команда с Земли на ее продвижение в бортовую телепередающую систему «Енисей».

Когда MAC Луна-3 приблизилась к Земле на наиболее близкое расстояние (около 470 000 км), была включена бортовая система «Енисей» (8), которая начала передавать изображение на специальную наземную аппаратуру «Енисей-1» и «Енисей-2», находящуюся на наземных измерительных пунктах (НИП) в Крыму и на Камчатке.



Как только запустили передающую систему, на НИП прибыли академики СП. Королев, М.В. Келдыш, Е.Б. Черток, придававшие этому событию исключительно большое значение. Полученные на аппаратуре «Енисей-1» и «Енисей-2» исходные фотографические материалы передавались в НИКФИ, где печатались фотографии, и весь материал передавался заказчику.

Оказалось, что поверхность обратной стороны Луны сильно отличается от видимой нами. На обратной стороне очень мало темных пятен (которые условно называются «морями»), и основную часть ее поверхности составляет сплошной «материк». Видимая же сторона Луны (видимое полушарие), хорошо изучено учеными, имеет и светлые материки, и темные «морские» участки поверхности.

Резкое отличие видимой части поверхности Луны от невидимой является крупнейшим открытием в мире, требующим дальнейшего серьезного изучения и объяснения. Это открытие целиком обязано возможности фотографирования обратной стороны Луны.

На основании фотографий обратной стороны Луны, полученных с помощью MAC Луна-3, а также имеющихся ранее фотографий ее видимой части на Пулковской обсерватории был составлен полный атлас всей ее поверхности. MAC Луна-3 впоследствии вошла в зону действия Земли, совершила 11 оборотов вокруг нее и прекратила свое существование. К этому времени она уже не могла фотографировать, поскольку ее энергетический ресурс был полностью исчерпан.

В начале статьи упоминалось, что в Советском Союзе на Луну стартовали 24 станции, мы коснулись только первых трех. Остальные MAC серии Луна рассмотрены в обзорной статье Г. Бурба, где отмечены удачные и неудачные полеты советских станций. Кроме того, в этой статье приводятся все результаты полетов американских станций и даже планы запуска на Луну в 2020-2030 годах японских и китайских станций с космонавтами на борту.

В заключение считаю своим долгом отметить, что советские ученые и конструкторы в кратчайшее время сумели разработать сложнейшее оборудование под общим названием «Енисей», установленное на борту MAC Луна-3. Оно позволило произвести телефотосъемку, химико-фотографическую обработку аэрофотопленки и передачу полученного изображения на Землю. Все это происходило в космосе, в состоянии невесомости и при сильной вибрации.
В результате впервые в мире была получена фотография обратной стороны Луны. И в эту уникальную работу внес свою лепту Научно-исследовательский кинофото-институт (НИКФИ).