Фотокамеры для космической и аэрофотосъемки

Опубликовано: Автор: admin

Аэрофотосъемка либо воздушное фотографирование есть одним из изучения и основных методов исследования земной поверхности и атмосферы. Кроме получения прекрасных и увлекательных фотографий с воздуха, аэросъемка дает самая объективную данные о разных объектах на характере рельефа и поверхности земли местности. Эти фотоматериалы после этого активно применяются в самых различных областях народного хозяйства, науки и техники.

Аэрофотосъемка выполняется с движущихся воздухоплавательных и летательных аппаратов через слой воздуха. Особенное направление – это космическая фотосъемка, производящаяся со больших высот.

Конечно, что для осуществления фотографирования с воздуха требуется особая фотоаппаратура, талантливая делать качественные снимки в сложных, неизменно изменяющихся условиях полета. Такая аппаратура обычно относится к категории тайной либо стратегической, исходя из этого информация об классификации фотоаппаратов и истории развития для аэросъемки подчас окутана настоящей тайной. Однако, о многих фотокамерах, предназначенных для воздушного фотографирования и деятельно употреблявшихся, нам известно.

Фотокамеры для космической и аэрофотосъемки

Аэрофотосъемка. Главные изюминки

Но перед тем как сказать о конкретных моделях аэрофотоаппаратов, направляться сообщить пара слов о самом воздушном фотографировании. В действительности аэрофотосъемка показалась еще задолго до создания самолетов – в эру аэростатов и воздушных шаров. В 1855 году фотограф Надар сделал фотоснимок Парижа с воздушного шара, пребывавшего на высоте 200 метров.

В австрийской армии в 1900 — 1906 гг. производились успешные испытания фотографирования с дирижабля и воздушного шара.

Источник: wikipedia.org

Что касается нашей страны, то еще в 1885 году была организована 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. Во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века все тот же М. Кованьков небе над Санкт-Петербургом совершил первую умелую воздушную съемку, которая и стала началом развития аэрофотосъемки у нас.

В случае если в начале собственного развития воздушное фотографирование по большей части использовалось только в военных и оборонных целях, то позднее аэросъемка начала использоваться в картографических целях, для изучения рельефа земной поверхности и отдельных объектов. К примеру, как раз благодаря аэрофотосъемке советские ученые смогли в первый раз изучить район падения известного тунгусского метеорита, добраться до которого мешали болота и непроходимая тайга.

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

Процесс современной фотосъемки сводится к следующему. Намерено сконструированная фотокамера устанавливается на самолет либо второй летательный аппарат (возможно установлено сходу пара камер). Через определенные промежутки времени камера фиксирует изображение местности, над которой пролетает самолет.

В большинстве случаев съемка производится с высоты 2 – 5 километров, но время от времени и с громадных высот либо кроме того с околоземного космического пространства.

На протяжении аэрофотосъемки летательный аппарат движется над снимаемой территорией по определенным, заблаговременно заданным маршрутам. Причем промежутки между маршрутами рассчитываются так, дабы на фотографиях оказалось обоюдное перекрытие до 60% территории. С таким же перекрытием территории рассчитываются снимки и в пределах одного маршрута.

Другими словами, засняв какой-либо требуемый маршрут, самолет разворачивается и летит в обратном направлении параллельно первому маршруту, с сохранением по возможности прошлой высоты полета. И аэроснимки второго маршрута должны будут частично перекрываться с первым. Фотографические изображения, снятые с воздуха, потом пристально изучаются экспертами для разных целей, к примеру, составления либо корректировки топографических карт.

Аэрофотосъемка возможно плановой, перспективной либо планово-перспективной. При плановой съемке с воздуха заданный угол отклонения оптической оси от вертикали равен нулю градусов, а случайные его колебания смогут составлять не более двух – трех градусов. По сути, это строго вертикальная съемка с воздуха. Перспективное либо наклонное фотографирование – это съемка при направлении оптической оси под каким-либо углом отклонения от вертикали.

Наконец, планово-перспективная съемка является фотографированием с одновременным применением обоих упомянутых выше способов съемки.

Воздушное фотографирование имеет собственные особенности, каковые и предъявляют важные требования к фотоаппаратуре. Во-первых, съемка с воздуха производится с нежесткого основания, благодаря чего камера и оптика подвергаются действию постоянных аэродинамических вибраций и возмущений.

Во-вторых, на параметры фотографической совокупности воздействуют изменяющиеся условия полета, например, давление и температура воздуха, что, со своей стороны, может приводить к искажениям фотоизображения. В-третьих, малые размеры снимаемых объектов требуют повышенной разрешающей свойстве фотоаппарата. Масштабы фотографирования при съемке воздуха смогут составлять от 1:10 000 и более.

В-четвертых, между объектом съёмки и фотоаппаратом постоянно располагается слой воздуха, что владеет свойством рассеивать свет с сильно выраженной спектральной избирательностью. Наконец, контраст и освещённость объектов фотографирования при съемке с воздуха смогут изменяться в достаточно широком диапазоне, что предъявляет повышенные требования к чертям оптической совокупности камеры. Помимо этого, изюминкой съемки с воздуха есть независимость и постоянство фокусировки ее от высоты фотографирования, поскольку тут оптическая совокупность аэрофотоаппарата будет неизменно настроена на бесконечность.

Благодаря этих изюминок воздушной съемки инженерам приходилось трудиться над созданием таковой фотоаппаратуры, которая бы всецело соответствовала целому комплекту твёрдых требований. Фотоаппарат для аэросъемки должен был иметь весьма прочную, надежную конструкцию, минимальные габариты и вес, владеть безотказностью в условиях низких температур и полёта. Помимо этого, фотокамеры для аэросъемки должны снабжать высокое качество и резкость изображения, возможность получения снимков через маленькие промежутки времени.

Особые требования предъявлялись к оптической совокупности фотоаппарата, в которой все аберрации должны были быть сведены к минимуму. Конструкция камеры для воздушного фотографирования разрабатывалась так, дабы она имела возможность передавать детализированное изображение с правильной передачей и геометрической точностью контраста и яркостей снимаемого ландшафта.

Камеры для воздушного фотографирования

Одним из первых фотоаппаратов для аэросъемки в Российской Федерации была камера конструкции Ф. В. Дробышева «Преисподняя-1», созданная 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 неспециализированный угол захвата фотоаппаратом «Преисподняя-1» по длине и по ширине маршрута достигал около 136 градусов.

По окончании развертывания отснятых перспективных фотоизображений в проекцию планового неспециализированный снимок одной экспозиции получал форму восьмиугольника со сторонами вписанного в него квадрата, равными 50 сантиметров. Любопытно, что неспециализированный вес данной фотоустановки составлял 55 килограммов, а приведение и перемотка плёнки в воздействие центральных затворов осуществлялись фотографом вручную при помощи двух особых штурвалов.

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

Пожалуй, одно из самых известных семейств аэрофотоаппаратов не только у нас, но и во всем мире, — это камеры «АФА». Начало известной линейки фотоаппаратов для воздушного фотографирования было положено в первой половине 30-ых годов XX века, в то время, когда под управлением конструктора П.Ф. Полякова был создан первый коммунистический непроизвольный аэрофотоаппарат «АФА-13». Камера оснащалась 300 мм объективом «Индустар-13», что был снабжен ручным приводом для возможности создавать полуавтоматическую съемку.

В конструкции фотоаппарата предусматривался междулинзовый затвор типа жалюзи с выдержками 1/75 — 1/200 сек., приводившийся в воздействие низковольтным электромотором.

Увлекательной изюминкой фотоаппарата «АФА-13» являлось то, что пленка в фильмовом канале выравнивалась при помощи разработки вакуума особым отссасывающим устройством. На каждом забранном кадре отмечался его порядковый номер и координатные метки. В середине 30-х годов данный фотоаппарат был доработан и показалась модель «МАФА-13», в которой затвор типа жалюзи заменили центральным двух лепестковым затвором плоской формы.

Помимо этого, был заменен объектив на 100 мм широкоугольную оптику «Руссар-1» с углом охвата в 104 градуса.

В конце 30-х годов в Советском Альянсе для целей аэрофотосъемки начали серийно производиться фотоаппараты «AФА-33» . Изначально они имели объективы с фокусными расстояниями 200 мм. Но, уже на протяжении военных действий на протяжении ВОВ их переоснастили длиннофокусными объективами для возможности получения фотоснимков контроля бомбометания с высоты 8000 – 8500 метров.

Камеры особого назначения «АФА-33» были приняты на вооружение советской армией и в будущем удачно использовались на самых различных летательных аппаратах – от фронтового бомбардировщика Су-10 до самолета-разведчика Ил-28Р. Камеры весом около 80 – 100 килограмм имели возможность монтироваться как на неподвижной установке в самолете, так и на особых качающихся установках.

Как уже отмечалось, на первых порах аэрофотоаппараты в основном использовались для армейских целей и, например, целей разведки. Исходя из этого показалась необходимость в создании особых фотокамер, талантливых фотографировать армейские объекты, районы и маршруты военных действий с самолетов разведывательной либо бомбардировочной авиации в ночное время суток. В следствии, были созданы неповторимые аэрофотоаппараты для ночной съемки «НАФА», каковые являлись модификацией некоторых моделей семейства «АФА».

В частности, уже во второй половине 30-ых годов XX века заводом «Геодезия» были созданы первые образцы ночного фотоаппарата для воздушного фотографирования «НАФА-19». Как трудилась эта камера при съемке с воздуха ночью? Фундаментальный принцип действия заключался в автоматическом срабатывании камеры от светового импульса, создаваемого фотобомбой при освещении ею фотографируемой местности.

Затвор фотоаппарата «НАФА-19» срабатывал по сигналу особенного фотоэлемента, размещавшегося в задней части самолета и фиксировавшего вспышку осветительной бомбы ФОТАБ.

При осуществлении ночной съемки с воздуха на летательный аппарат имели возможность подвешивать до 6 – 8 таких фотобомб. Полуавтоматический фотоаппарат «НАФА-19» имел возможность употребляться для фотоконтроля фотографирования и ночного местности военных действий с высоты 2500 – 3000 метров.

В последующем развитии семейства фотоаппаратов «АФА» необходимо отметить много неповторимых моделей. К примеру, камеры «АФА-39» имели возможность осуществлять воздушное фотографирование местности в дневное время при скорости летательного аппарата от 500 до 1500 км/ч. Они оснащались шторным затвором, талантливым трудиться на выдержках впредь до 1/1820 секунд, что снабжало весьма маленькие промежутки между фотографированием.

Помимо этого, фотоаппараты «АФА-39» отличались прочной и надежной конструкцией, благодаря чему имели возможность сохранять собственную работоспособность в температурном диапазоне +60 до -60°С и при относительной влажности воздуха до 98%. Управлялась камера дистанционно посредством командного прибора. Камеры «АФА-39» употреблялись на фронтовых разведчиках и истребителях.

В картографических целях требовалось создание аэрофотоаппаратов, талантливых снимать с высот до 20 километров. Исходя из этого в камерах «АФА-41» были использованы сложные конструктивные ответы: объективный блок с сглаживающим затвором и стеклом, мерный механизм с двойной фрикционной муфтой на подающей катушке, и кассеты и раздельные приводы корпуса с фотопленкой.

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

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

Для исполнения плановой аэросъемки в топографических целях в СССР широко применялись фотокамеры семейства «АФА-ТЭС». К данной серии, например, относятся аппараты «АФА-ТЭСА-7» и «АФА-ТЭСА-10», основной изюминкой которых была возможность получения качественных снимков за счет повышенной разрешающей свойстве и постоянства интегральной плотности аэронегативов, которое достигалось методом переключения диафрагмы и автоматического регулирования выдержки.

Набор таких фотоаппаратов складывался из самой камеры, кассеты с пленкой, пульта управления, блока управления затвором и особого 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 самые интересных отечественных фотоаппаратов для аэросъемки нельзя не отметить и многозональную камеру «МКФ-6», которая являлась совместной разработкой инженеров из СССР 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 наличие и работы высокая синхронизация затворов особого устройства для компенсации сдвига изображения. Съемка осуществлялась в четырех территориях видимой части спектра шириной по 40 нм и двух ближних инфракрасных территориях шириной около 100 нм. Готовые снимки получались с хорошими геометрическими и фотометрическими особенностями.

Действительно, из-за относительно малого формата кадра с высоты 280 километров при масштабе съемки порядка 1:2 000 000 обеспечивался относительно маленький охват.

Камеры для космической съемки

Продолжением развития упомянутой выше фотокамеры «МКФ-6» стал фотоаппарат «МКФ-6М», что предназначался уже не для несложного фотографирования с воздуха, а для целей космической фотосъемки. Данный модифицированный вариант камеры «МКФ-6» трудился фактически в постоянном режиме на космических станциях «Салют-6» и «Салют-7». «МКФ-6М» разрешал приобретать фотоснимки, пригодные для всех типов прецизионной обработки изображений, включая возможность фотометрического и фотограмметрического анализа с применением цифровых и оптико-электронных способов обработки данных.

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

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

Космическая съемка по большому счету есть отдельным и весьма занимательным направлением в развитии фототехники. Среди самые удачных моделей фотоаппаратов, употреблявшихся в космосе, возможно выделить камеру «КАТЭ-140», которая была установлена на пилотируемой орбитальной станции «Салют-4». Фотоаппарат складывался 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, благодаря которому осуществлялось ручное и автоматическое управление фотоаппаратом.

Фотоаппарат KАTЭ-140 (geogr.msu.ru)

Кроме этого в конструкции аппарата имелась особая вакуум-помпа, главное назначение которой заключалось в осуществлении выравнивания и прижима пленки в момент экспонирования. Главная изюминка камеры « КАТЭ-140» -применение предельного количества механических кинематических устройств. Отдельные блоки фотоаппарата (камерная часть, кассета, пульт управления) не были связаны между собой кинематически а также имели свободные приводы.

В « КАТЭ-140» употреблялась отличная широкоугольная оптика, которая снабжала полосу захвата в 450 километров с высоты 350 километров. Наряду с этим на каждом снимке регистрировалось изображение земной поверхности площадью более 200 000 квадратных километров. Кроме пилотируемой орбитальной станции «Салют-4», широкоформатная камера « КАТЭ-140» удачно использовалась 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 главными изюминками являлись: шторный затвор, электропривод и дистанционный спуск для транспортировки плёнки и вывода затвора. Посредством этого фотоаппарата были взяты панорамные черно-цветные фотографии и белые лунной поверхности, и а также снимки обратной стороны Луны.

В первой половине 70-ых годов XX века была создан среднеформатный зеркальный фотоаппарат «ФК-6» со форматом кадра и шторным затвором 6 х 6 см. Корпус фотокамеры отличался повышенной пожаробезопасностью для возможности работы на борту космического корабля в воздухе с повышенным содержанием кислорода. Аппарат «ФК-6» употреблялся на советском двухместном пилотируемом космическом корабле «Альянс-19», в задачи которого входила стыковка с американским космическим кораблем «Аполлон».

С момента появления аэрофотосъемки, еще во второй половине XIX столетия, было создано много необыкновенных и неповторимых фотоаппаратов, талантливых осуществлять атмосферы и фотографирование поверхности со больших высот. Сейчас аэрофотосъемка используется уже не только для армейских либо топографических целей, но и для получения прекрасных панорамных изображений с воистину редкими и завораживающими кадрами.

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

Камера «Звезды» сняла, как Миг-31 встал к границе ближнего космоса


Интересно почитать:

Самые интересный результаты подобранные по Вашим интересам:

Related posts