月球背面的照片是怎樣拍攝和傳送的

吳士嘉

月球背面的照片是怎樣拍攝和傳送到地面上來的呢？這是在蘇聯(lián)拍攝了人類歷史上第一批月球背面的黑片以后，人們最關心、最感興趣的問題。

照相，對我們說來，是太普通的事情了。如果我門拿一架照相機去拍攝一個景物，只要把鏡頭對準了目標，調(diào)整好了光圈、距離和曝光時間，把開關一捺，“卡擦”一聲，拍攝的任務就算完成了。然后把膠卷送到照相館去沖洗，經(jīng)過顯影、定影等手續(xù)，再把它印曬出來，就是成品了。但是，自動行星際站向月球背面拍照，就完全是另一回事了。

我們都知道，月球距離我們有三十八萬多．公里遠。自動行星際站上又是沒有人的。從對鏡頭，調(diào)整光圈，調(diào)整曝光時間，開動快門，把拍攝后的膠卷進行顯影和定影，烘干膠卷，把膠卷裝進膠卷暗盒，一直到把影象傳送到幾十萬公里以外的地面上來，這樣復雜細致的過程是怎樣完成的呢？

在自動行星際站里

在講拍照之前，讓我們先來了解一下自動行星際站的設備。自動行星際站是一個園柱形的薄壁密封結構，形狀很象汽車上用的汽缸，它的最大直徑為1，200毫米，長1，300毫米，底部呈球形。在行星際站內(nèi)的框架上，安裝著攝影機、電視傳送裝置、無線電技術裝置、定向系統(tǒng)、儀器工作程序控制設備、自動調(diào)溫系統(tǒng)等科學儀器和化學電源。行星際站的外面也安裝著一部分科學儀器，發(fā)射無線電信號的天線和一組太陽能電池。在它的頂部有一個帶蓋的園形透明窗。它的上底和下底都設有小透明窗，以供定向系統(tǒng)的太陽能傳感器使用。它的底部還安裝著定向系統(tǒng)的控制

發(fā)動機

無線電技術裝置，保證測量自動行星際站軌道的參數(shù)（距離、速度、角座標）；向地球發(fā)回電視和科學遙測情報和傳播自地球發(fā)出的控制行星際站儀器工作的號令。

轉動整個自動行星際站，使攝影機沿著一定路線進行拍攝的辦法，是對月球攝影最好的辦法，定向系統(tǒng)就可以使它轉換和保持必要的方向，保證行星際站在宇宙空間距離太陽和月球的一定方向。這是拍攝月球背面照片的必需的條件。

自動行星際站儀器的工作，完全由地面站通過無線電線路及行星際站儀器工作程序控制設備來操縱。有了這種聯(lián)合裝置，就可以在地面觀測站無線電可見度的范圍內(nèi)，從行星際站軌道的任何部分獲得情報。

莊嚴寶貴的時刻

自動行星際站按照預定的拋物線軌道，在茫茫的宇宙空間飛行，它在距月球表面六千二百公里的地方掠過了月球后，仍繼續(xù)朝前飛行。到了離月球表面六、七萬公里的地方，這時，它沐浴在太陽、地球和月球的光輝下，而位置恰恰在月球背面和太陽的中間。對于月球背面來說，正是照相的好時刻。這時，從地面的操縱站里傳來了開始攝影的無線電信號。于是，拍攝月球背面的莊嚴時刻來到了。首先，包括光學傳感器、回旋傳感器、邏輯電子裝置和控制發(fā)動機的定向系統(tǒng)發(fā)生作用，制止了自動行星際站繞自己的重心的任意旋轉（這種旋轉和人造衛(wèi)星以及其他宇宙火箭一樣，是當它脫離最后一級運載火箭時造成的）。并使行星際站的下底部借太陽能傳感器的作用朝向太陽。帶有四根天線的上底部分就轉過來對準了月球的背面。

這時，自動行星際站上底部圓形透明窗的蓋自動打開了。攝影機的焦距分別為二百毫米和五吉毫米的兩個鏡頭（它可以同時攝取兩種不種尺寸的照片）便準確地“瞄準”了它的目的物——月球。行星際站上的光學設備發(fā)出了月球已“入鏡頭”的信號，攝影機的快門就一開一關地開始自動拍攝起來。

焦距為二百毫米的鏡頭攝取的是月球的整個圓面；焦距為五百毫米的鏡頭拍攝圓面當中的一部分，攝取的影象很大，因而可以獲得月球背面精細的部分影象。攝影機攝影時的曝光時間是自動調(diào)整的，這樣可以攝得最清晰的照片。

攝影機一次又一次地自動進行攝影，一共經(jīng)歷了四十分鐘。攝得了一系列的月球背面照片。我們都會有這樣的經(jīng)驗：當我們到照相館去照相時，攝影師把照相機的鏡頭對準了我們，將要打開快門的時候，總要說：“不要動！不要動！”如果萬一動了一下，那末，照出來的照片便會模糊不清，說不定還要重新照過。現(xiàn)在，我們這位“宇宙攝影師”的攝影對象——月球卻是不能不動的。它不停地以每秒一公里的速度運行著，同時，“宇宙攝影師”本身也在以一定的速度運動。在進行這種科學上史無前例的攝影的時候，是神奇的定向系統(tǒng)保證了月球的園面在很長的時間內(nèi)不脫離攝影機鏡頭的視野。這種準確的定向系統(tǒng)是蘇聯(lián)科學家的驕傲。

當所有的膠卷都拍攝完成后，定向系統(tǒng)就停止工作。在定向系統(tǒng)停止工作的一瞬間，自動行星際站又開始圍繞著它的重心旋轉起來。但是，在它旋轉時選擇了一定的角速度，以便改善行星際站內(nèi)的溫度狀況和消除旋轉對科學儀器的工作的影響。

攝影機照相用的膠卷，是一種特制的能耐高溫的三十五毫米膠卷。為了防止膠卷在宇宙幅射的影響下發(fā)生模糊不清的現(xiàn)象，蘇聯(lián)科學家還設計了一種專門的保護裝置。

自動顯影和定影

拍攝后的膠卷必須經(jīng)過熟練的工作人員在暗房中借微弱的紅光進行處理。顯影和定影的時間要求也極其嚴格，只要一點點不合乎要求，照片的質(zhì)量就會降低，照片上的影象就會模糊不清。在自動行星際站上，這一切處理過程都是自動進行的。拍攝后的膠卷自動地進入一個小型的自動加工設備，在那里精密地進行顯影和定影。

在運行中的自動行星際站上的一切東西都處于失重狀態(tài)，如果人處在這種情況，便會感到輕飄飄的沒有一點重量。在這種情況下的容器中的水會變成一團水球，如果壓力降低，還會象噴泉那樣噴射出來。處理膠卷的顯影劑和定影劑都是液體。如果在失重的情況下不設法防備，當然會響影膠卷的加工過程。現(xiàn)在，蘇聯(lián)科學家周密的設計，克服了這個障礙，使膠卷的全部加工過程，在失重的情況下，很好地不間斷地進行。

膠卷的顯影、定影的過程完成后，便自動烘干，以便長期保存。一切加工過程都妥善完成后，膠卷便自動進入干板盒，準備傳真。

影象怎樣傳到地球上來！

影象的開始傳送，和照片的進行拍攝一樣，是根地面發(fā)出的無線電信號進行的。地面上的命令一到達，自動行星際站上的電視裝置就和能源接通。照片膠卷也從膠卷暗盒中自動抽出，送到電視裝置上。膠卷的影象首先通過性能很高的小口徑透光電子射線管具有高度穩(wěn)定性的光電倍增器，把影象變成無線電號，然后象普通電視播送臺那樣，把無線電訊號播到地球上來。

由于自動行星際站播送月球背面照片影象時，離球的距離遠近不一，蘇聯(lián)科學家便預先規(guī)定了兩種送影象信號的方法：當行星際站飛近地球時，用快度播送；當它遠離地球時，就用慢速度播送。電視送系統(tǒng)還能根據(jù)各種不同的條件，自動改變分解影的行數(shù)，一個鏡頭最多的達到一千行。

月球背面的影象和其他科學資料從自動行星際上播送出去，是沿著同一條無線電線路，以不斷輻射的無線電波來進行的。兩種職能在同一條無線電路執(zhí)行，這在科學史上還是破天荒第一次。這樣做，以保證最遠距離的可靠的無線電通訊，并且使行星站上的電力消耗減少到最低限度。

地面上普通電視節(jié)目的播送，近的只有幾十公里范圍，遠的也不過幾百公里，一定要借助轉播站才播送到很遠的地方。但是，自動行星際站上電視設播送的無線電信號，能夠穿過四十七萬公里的茫茫宇宙空間傳到地面。而且在播送過程中，影象沒有重大的變形。這不能不使人驚嘆技術的高妙。這樣，在完成宇宙空間作超遠距離傳真播送的無限寶貴的可能性，已經(jīng)在這次實驗中，被蘇聯(lián)科學家光輝地證實了。

地面與自動行星際站的聯(lián)系

地面上的觀測站與自動行星際站聯(lián)系的無線電通訊線路是由兩個部分構成的：一路是從地球到行星際站；另一路是從行星際站到地球。為了提高無線電通訊的可靠性，行星際站和地面觀測站上的無線電通訊設備都有兩套。如果一旦發(fā)現(xiàn)行星際站上有一件無線電技術儀器損壞了，或是它的能源用盡了，地面上的操縱站就可以發(fā)出適當?shù)男盘枺蜷_行星際站上備用的一套設備來繼續(xù)工作。

為了把宇宙無線電輻射的雜言減少到最低限度，蘇聯(lián)科學家采用了一種特別有效的無線電通訊方法。這種方法保證了行星際站上的電源能量的消耗減到最低限度。根據(jù)節(jié)約電力的考慮，行星際站上無線電發(fā)射機的功率只有幾個瓦特。用這樣小的功率的無線電發(fā)射機，在幾十萬公里以外發(fā)出的無線電信號，竟然能夠被地面上清晰地收到。這真是一個奇跡！

地面上的觀測站用非常敏感的接收裝置來接收行星際站上發(fā)出的無線電信號。這種裝置還能監(jiān)督電視播送過程和避免特殊的誤差。當行星際站離地球最遠的時候，地面觀測站收到的無線電信號強度，只有地面上普通電視接收機所收到的信號的平均強度的一億分之一。從這一點就可以看出蘇聯(lián)地面觀測站的接收裝置的敏感度和優(yōu)越性了。

地面觀測站收到了自動行星際站發(fā)出的無線電信號后，通過下列幾種方法把它固定下來，把影象記錄在特制的電視傳真設備的膠卷上；把影象記錄在磁帶運行速度高度穩(wěn)定的磁帶記錄儀器中；把影象記錄在司干亞陰極射線管（一種能把影象長期保留在銀幕上的電子射線管）中；把影象記錄在電化學紙上。到這里，自動行星際站拍攝、處理和播送月球背面照片的過程便全部完成了。

現(xiàn)在，具有劃時代歷史意義的月球背面照片，已經(jīng)傳遍全世界。月球背面地形的光輝的新名稱，如“莫斯科海”、“理想海”、“宇宙航行家灣”、“蘇維埃山系”、“洛蒙諾索夫寰形山”、“約里奧——居里寰形山”等，也將傳之千古。世界上的進步人類將永遠銘記社會主義制度培養(yǎng)出來的蘇聯(lián)科學家樹建的這一曠世功勛。