Возвращаюсь к старой теме https://dzen.ru/b/Y_E0ksw-gmrRPy_t "невидимой реактивной струи cтартующего с Луны взлетного модуля Apollo-17 с пассажирами". На этот раз, с некоторыми выпуклыми техническими и историческими деталями, которое возможно вас слегка развлекут или немного позабавят.
Все уже сто раз видели известный распространяемый NASA, США видеоролик с названием "Apollo 17's blast off from the Moon", где с нарисованной на холсте Луны взмывает в черное-пречерное небо непонятного масштаба "лунный модуль". При этом под реактивным соплом стартующего космического корабля такая же глубокая незамутненная чернота, как и сверху над кораблем. Все кто видели старты космических, да и вообще, ракет, например таких, заправленных, кстати, тем же, что и "взлетный модуль Apollo-17", топливом - Аэрозин-50:
или хотя бы рекламы пилотируемой высадки на Луну NASA, США:
или хотя бы видеосъемку стыковки российских орбитальных космических кораблей "Союз":
оказались озадачены этим странным, похожим на выцветший доллар, зрелищем:
Вокруг корабля на триста шестьдесят градусов черным черно как в безлунную ночь, а он себе летит. А где признаки работы реактивного двигателя, реактивная струя та же ? И все происходящее, оказывается, мы смогли увидеть благодаря привезенной американскими астронавтами с Земли и установленной ими на Луне, метрах в ста от места старта, телевизионной камеры, управление, которой осуществлялось дистанционно по радио из центра управления в г.Хьюстон, США. Cнимаемое камерой цветное изображение старта по космической радиосвязи мгновенно передавалось на Землю в принимающий центр с достаточно высоким качеством. https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_TV_camera.
Так гласит легенда. Читаем: "Все камеры в качестве принимающего изображение светочуствительного элемента использовали катодную лучевую трубку, которая по началу была хрупкой, и одна была безвозвратно повреждена во время прямого эфира первой лунной прогулки миссии Apollo 12. The cameras all used image pickup tubes that were initially fragile, as one was irreparably damaged during the live broadcast of the Apollo 12 mission's first moonwalk." https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_TV_camera
Катодная лучевая трубка. Являлась принимающим и передающим изображение элементом во всех телекамерах того времени. И не только в телекамерах.
Изобретатель катодной лучевой трубки, или "иконоскопа", русский инженер Владимир Зворыкин со своим изобретением. https://en.wikipedia.org/wiki/Video_camera_tube Так, что, если верить всей легенде, "старт Apollo 17 c Луны" cнимала и передавала на землю телекамера, оснащенная "иконоскопом" русского инженера Зворыкина. Так, на всякий случай. Выходец из богатой купеческой семьи, с отличием окончивший Санкт-Петербургский технологический институт и продолживший образование во Франции, инженер Владимир Зворыкин так описывал свои впечатления после Октября 1917-го: «Становилось очевидным, что ожидать возвращения к нормальным условиям, в частности для исследовательской работы, в ближайшем будущем не приходилось… Мне не хотелось участвовать в гражданской войне. Более того, я мечтал работать в лаборатории, чтобы реализовать идеи, которые я вынашивал. В конце концов, я пришел к выводу, что для подобной работы нужно уезжать в другую страну, и такой страной мне представлялась Америка». От своих друзей Зворыкин узнал о том, что американские кооперативные представительства действуют в Омске, ставшем центром антибольшевистских сил. Спустя некоторое время Владимир Зворыкин снова отправляется в командировку в США. Вскоре после его приезда в Нью-Йорк осенью 1919 года приходит известие о падении правительства Колчака, и необходимость в отправке оборудования в Омск отпала. Ученый принимает решение остаться в Штатах, где он через десять лет стал руководителем лаборатории электроники RGA, разработал высоковакуумную телевизионную трубку – кинескоп, конструкции передающей трубки – иконоскопа, а в 1933 году выступил на годичной конференции Американского общества радиоинженеров, где ознакомил присутствующих с вновь созданной электронной телевизионной системой. Источник: https://kvnews.ru/news-feed/100-istoriy-ob-omske-87-otets-televideniya-v-omske История Зворыкина напоминает линию инженера Гарина и его учителя Манцева из повести А.Толстого "Гиперболоид инженера Гарина". Дело в том, что Зворыкин был учеником русского физика Бориса Львовича Розинга https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D0%BD%D0%B3,_%D0%91%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%81_%D0%9B%D1%8C%D0%B2%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87, который собственно и изобрел лучевую трубку и кинескоп, автор первых опытов по телевидению, за которые Русское техническое общество в 1912 г. присудило ему золотую медаль и премию имени К.Г.Сименса. Создал более 120 схем и систем телевизионных устройств. Основатель Северо-Кавказского политехнического института (ныне КГТУ) в городе Екатеринодаре. На предложение бежать из России, ответил, что он русский, и не собирается дарить русские мозги иностранным державам. Был репрессирован. Благодаря заступничеству научной общественности, был помещен на кафедру Архангельского лесотехнического института. Умер в 1933 году от кровоизлияния в мозг.
Но снимала ли телевизионная камера на Луне на самом деле ? И как умудрилась не снять выхлопную струю реактивного двигателя взлетной ступени Apollo-17, имевшую чудовищно высокую температуру - 3800 градусов Цельсия. Ведь иконоскоп Зворыкина, весьма чувствителен к инфракрасному излучению. Эту способность иконоскопа унаследовали и современные электронные фотоаппараты и видеокамеры, имеющие режим "ночной съемки". Снимаемый в темноте объект специально подсвечивается инфракрасным светодиодом, а отраженные от объекта инфракрасные лучи попадают на электронную матрицу фотоаппарата или видеокамеры и преобразуются в электрический сигнал.
Усовершенствованный фирмой RCA иконоскоп Зворыкина, получивший новое название "ортикон", был еще более чувствительным к инфракрасному излучению. Чувствительность ортикона к инфракрасному излучению делала телевизионное изображение более четким. И иконоскоп, и ортикон, и созданные на их базе приборы ночного видения использовались американской военщиной. Вот например текст отчета сравнительных испытаний иконоскопа и ортикона https://www.qsl.net/w/w2vtm/Mil%20TV/WWII%20Military%20Iconoscope%20IO%20ver2.pdf. Военные безусловно отдают пальму первенства ортикону: "Камеры были прогреты и настроены по изображению на мониторах. Эти тесты показали основные различия технологий. Маленький иконоскоп как известно не был очень чувствительным. Работа в RCA по созданию улучшенной трубки началась до войны. Ортикон стал результатом усилий. Военный ортикон 2P211 по своей природе изначально было очень чувствителен к инфракрасному излучению, как показывают спектральные графики. Чуствительность к инфракрасному излучению была особенно важна для военных для использования при ночных бомбардировках и разведывательных миссиях. Иконоскоп давал изображение близкое к тому, что видит человеческий глаз. Ушло много лет на то, чтобы разработать ортикон, дающий изображение более соответствующее человеческому глазу,что было необходимо для коммерческого телевидения. Cameras were warmed up and adjusted for the best picture on the monitor. These tests show the basic differences in technologies. The small iconoscope was known to be not very sensitive .Work started at RCA before the war to make an improved tube. The Image Orthicon is the result of that effort. ... The military 2P21 image orthicon was inherently very sensitive to infrared, as the spectral graphs show. Infrared sensitivity was very important to the military for its planned use in night time bombing and reconnaissance missions. The high blue response helped with cloudy sky mission. The iconoscope has a response closer to human vision It took many years after the war to develop an image orthicon with a more human eye response, necessary for commercial television".
Все понятно ? Ортикон по всей видимости изначально разрабатывался для американской военщины как прибор инфракрасного видения. А затем его адаптировали для коммерческого телевидения.
В статье журнала TIME "Неморгающее око", 5 ноября, 1945 г., описывается в превосходных степенях применение ортикона на телевидении - новая трубка давала превосходно четкое изображение даже при съемке в темном помещении и демонстрировала высокую чувствительность к инфракрасному излучению https://time.com/archive/6789905/science-unblinking-eye/: " Демострация началалась с двух хорошеньких девушек на сцене и старого телевизионного оборудование под сиюящими софитами. Когда некоторые из софитов были выключены, девушки пропали с телевизионного экрана. Старая камера не могла их видеть. Затем новая лучевая трубка компании RCA называемая "видео ортикон" вступила в дело, и девушки снова появилсь на экране, изображение было ярче, чем когда либо. Дополнительно были выключены софиты, но девушки по прежнему довольно улыбались с экрана. В конце концов, при колеблющемся свете единственной свечи, девушки на сцене выглядели прелестно но темновато. Их телевизионные изображения на экране оставались яркими, словно они находились в хорошо освещенной комнате. Трубка ортикон, в 100 раз более чувствительная чем прежние трубки, усиливала свет отраженных от их лиц. Наиболее поразительный - и довольно безвкусный - трюк показали в самом конце. В глубоко затемненной студии, на телевизионном экране показали диктора радио, делающего наигранные пассы в сторону одной из девушек. Установленый на балконе инфракрасный прожектор посылал "черный свет" на сцену; всевидящий ортикон (чувствительный к инфракрасному излучению) следил за парочкой. The demonstration began with two pretty girls on a stage being televised by old-style equipment under glaring lights. When some of the lights were switched out, the girls faded off the television screen set up in front of the audience. The old camera could not see them. Then R.C.A.’s new “image orthicon” pickup tube went into action, and the girls reappeared on the screen, brighter than ever. More lights were turned out, but the girls still smiled self-consciously from the screen. At last, in the flattering light of a single candle, the girls on the stage looked lovely but dim. Their televised images on the screen were as bright as if seen in a well-lit room. The image orthicon, 100 times as sensitive as earlier tubes, had actually amplified the light reflected from their faces.The most startling—and corniest—stunt came last. With the studio in pitch darkness, the television screen showed a radio announcer making stagy passes at one of the girls. From a balcony, an infrared projector was shooting “black light” on the stage; the all-seeing image orthicon (sensitive to infra red) was spying on the couple." Источник: https://time.com/archive/6789905/science-unblinking-eye/
О чувствительности иконоскопа Зворыкина к инфракрасному излучению было прекрасно известно:
Статья о Владимире Зворыкине из энциклопедии Britannika: "Другие изобретения Зворыкина в электронике включали изобретение электронного микроскопа. Его электронная катодная лучевая трубка, чувствительная к инфракрасному излучению, стала основой снайперскопа и снуперскопа, приборов ночного видения впервые использованных во второй мировой войне. Позже Зворыкин жаловался, что телевидение стало скорее объектом злоупотребления, опошления предметов, чем научного и культурного обогащения аудитории. Zworykin’s other developments in electronics included innovations in the electron microscope. His electron image tube, sensitive to infrared light, was the basis for the sniperscope and snooperscope, devices first used in World War II for seeing in the dark. His secondary-emission multiplier was used in the scintillation counter. In later life Zworykin lamented the way that television had been abused to titillate and trivialize subjects rather than for the educational and cultural enrichment of audiences." https://www.britannica.com/biography/Vladimir-Zworykin
Итак, иконоскоп был чувствителен к ближнему инфракрасному спектру, по английски "near IR range". Что такое ближний инфракрасный диапазон ? "Инфракрасное излучение, ИК излучение, инфракрасные лучи, электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны l = 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (l ~ 1—2 мм). Инфракрасную область спектра обычно условно разделяют на ближнюю (l от 0,74 до 2,5 мкм), среднюю (2,5—50 мкм) и далёкую (50—2000 мкм).", В. И. Малышев. - Лит.: Леконт Ж., Инфракрасное излучение, пер. с франц., М., 1958; Дерибере М., Практические применения инфракрасных лучей, пер. с франц., М.—Л., 1959; Козелкин В. В., Усольцев И. Ф., Основы инфракрасной техники, М., 1967; Соловьев С. М., Инфракрасная фотография, М., 1960; Лебедев П. Д., Сушка инфракрасными лучами, М.—Л., 1955. https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/056/216.htm?ysclid=m1b69864y9123590087
В ближнем ИК диапазоне сегодня работают широко распространенные инфракрасные светодиоды и лазеры для систем волоконной и воздушной оптической связи. Видеокамеры и приборы ночного видения на основе ЭОП также чувствительны в этом диапазоне.
Например у NASA есть видеокамера NIRcam (Near Infrared Camera) https://science.nasa.gov/mission/webb/nircam/,с помощью которой они снимают звезды, дальние галактики и тому подобное: " Камера ближнего инфракрасного диапазон является основным оптическим прибором телескопа Уэбб покрывающим инфракрасный диапазон от 0.6 до 5 микрон. NIRСam обнаруживает свет от : самых ранних звезд в ближайших галлактиках в процессе формирования, звезды в ближайших галлактиках, также молодые звезды Млечного пути и объекты пояса Куйпера. NIRCam оборудована коронографами , инструментами позволяющими астрономам делать снимки едва заметных объектов вокруг центрального яркого объекта, как звездные системы. Коронограф NIRCam блокируют свет более яркого объекта, позволяя разглядеть более темный объект рядом - точно также как вы прикрывая глаза рукой от солнца можете сфокусироваться на виде непосредственно перед вами. Благодаря коронографам астрономы надеятся определить характеристики планет движущихся по околозвездным орбитам. The Near Infrared Camera (NIRCam) is Webb's primary imager that covers the infrared wavelength range 0.6 to 5 microns. NIRCam detects light from: the earliest stars and galaxies in the process of formation, the population of stars in nearby galaxies, as well as young stars in the Milky Way and Kuiper Belt objects. NIRCam is equipped with coronagraphs, instruments that allow astronomers to take pictures of very faint objects around a central bright object, like stellar systems. NIRCam's coronagraphs work by blocking a brighter object's light, making it possible to view the dimmer object nearby - just like shielding the sun from your eyes with an upraised hand can allow you to focus on the view in front of you. With the coronagraphs, astronomers hope to determine the characteristics of planets orbiting nearby stars."
В другом источнике : "Небо в ближнем инфракрасном диапазоне 1–4 мкм и в среднем инфракрасном диапазоне 25 мкм (COBE/DIRBE). В ближнем инфракрасном диапазоне Галактика просматривается еще более отчетливо, чем в видимом."https://elementy.ru/posters/spectrum/infrared?ysclid=m19qzfp6cn794036567
NASA использует инфракрасную съемку для анализа реактивной струи космических кораблей:
Cлева - видимый диапазон, справа- инфракрасный. Как видим, в инфракрасном диапазоне одинаково хорошо видно и прозрачную реактивную струю "Спейс Шатла" и яркий толстый выхлоп ускорителя.
Читаем дальше : "Cистема сигнализации противоракетной обороны, или МИДАС (англ.MIDAS) ВВС США, состояла из 12 спутников предупреждения, которые обеспечивали ограниченное уведомление о пусках советских межконтинентальных баллистических ракет в период с 1960 по 1966 год.Три из 12 запусков системы закончились неудачей, а остальные девять спутников обеспечивали грубое инфракрасное покрытие Советского Союза системой раннего предупреждения. Хотя MIDAS не справился со своей основной ролью системы инфракрасных спутников раннего предупреждения, он стал пионером в разработке технологий, необходимых для систем-преемников" https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.10b6b577-66ec858d-855ffc83-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Missile_Defense_Alarm_System
Так выглядел инфракрасный датчик MIDAS, с помощью которого регистрировали инфракрасное излучение от старта советской межконтинентальной баллистической ракеты.
Там же: "Поскольку информация, собираемая спутниками MIDAS, была чрезвычайно чувствительна ко времени, разработчики системы не могли использовать систему сброса канистр с пленкой, впервые разработанную разведывательными спутниками серии Discoverer / Corona / SAMOS. В этой системе камеры на борту спутников использовали капсулы с фотопленкой, которые физически возвращались в атмосферу прежде чем их извлекал в воздухе военный самолет. Вместо этого спутникам MIDAS пришлось бы передавть свои предупреждающие сигналы на землю с помощью радиоволн. Фактические инфракрасные изображения передаваться не будут из-за ограниченной пропускной способности радиочастотного канала, которая была доступна тогда. Вместо этого спутник просто отправлял радиосообщения о том, что он обнаружил предполагаемый запуск ракеты, а также время и место запуска."
Поскольку речь идет именно о "инфракрасных ИЗОБРАЖЕНИЯХ", имею право предположить, что система MIDAS тоже использовала иконоскоп или ортикон. Хотя если почитать Мориса Дерибере "Практические применения инфракрасных лучей" то мы увидим, что регистрировать инфракрасное излучение тогда могли разные приборы : фотоэлементы, фотосопротивления, термоэлементы, болометры , обладавшие хорошей чувствительностью к инфракрасному излучению. Некоторые используются и по сей день. Обратите внимание на то, что в 1960-1966 годы, передача статичного изображения с околоземного спутника на землю, с целью предупреждения ядерного нападения, оказалась для США неподъемной задачей. Максимум - передача в эфир сигнала о пуске и координат местоположения спутника. А до этого, спутники вообще пересылали информацию на землю просто сбрасывая из космоса контейнер с отснятой фотопленкой. И так бы наверное и сбрасывали до сих пор, кабы не "ядерная угроза СССР".
Зато спустя всего шесть лет после закрытия программы МIDAS, в 1972 году США уже устроили прямой цветной телевизионный эфир Луна-Земля. Где зрители вместо анонсированного:
увидели такое:
Вместо камеры от фирмы RCA, где работал Зворыкин, для последней семнадцатой миссии в легенду прописали камеру от фирмы Westinghouse https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/static/history/afj/ap13fj/pdf-hr/90-apollo-tv-camera.pdf , в которой в качестве светочувствительного приемника был уже не иконоскоп, и даже не работающий по тому же принципу, в десятки раз (некоторые источники пишут - в 100-1000 раз) более чувствительный ортикон, изначально разработанный для военных как прибор инфракрасного видения, а SEC camera tube - видикон со вторичной электронной эмиссией https://www.multitran.com/m.exe?s=secondary+electron+conduction&l1=1&l2=2, перед которым все время вертелся диск с разноцветными стеклами-раскрасками, призванными сделать "трансляцию с Луны" цветной. Задача у NASA стояла поважнее - показать всем "цветное лунное телевидение". А не снимать какую то там реактивную струю в научных целях.
Читаем: " Видикон представляет собою дизайн видео трубки в котором материалом мишени является фотопроводник. Видикон был разработана в 1950 году компанией RCA учеными P. K. Weimer, S. V. Forgue and R. R. Goodrich как простая альтернатива структурно и электрически сложному ортикону. В то время, как изначально в качестве фотопроводника использовали селен, другие мишени - включая решетки из кремниевых диодов - были использованы. Видиконы с этими мишенями известны как Si-видиконы или Ультриконы. A vidicon tube is a video camera tube design in which the target material is a photoconductor. The vidicon was developed in 1950 at RCA by P. K. Weimer, S. V. Forgue and R. R. Goodrich as a simple alternative to the structurally and electrically complex image orthicon. While the initial photoconductor used was selenium, other targets—including silicon diode arrays—have been used. Vidicons with these targets are known as Si-vidicons or Ultricons." Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Video_camera_tube
Был ли видикон чувствителен к инфракрасному излучению ? Там же: "При использовании пироэлектрического материала такого как триглицин сульфат (TGS)в качестве мишени, видикон становился чувствительным к большой части инфракрасного спектра. Эта технология стала прототипом современного микроболометра, используемого в пожарных температурных камерах. By using a pyroelectric material such as triglycine sulfate (TGS) as the target, a vidicon sensitive over a broad portion of the infrared spectrum is possible. This technology was a precursor to modern microbolometer technology, and mainly used in firefighting thermal cameras."
Между тем, двадцать восьмой номер американского журнала "Новости электроники и электронной физики Advances in Electronics and Electron Physics", в 1969 году в статье "Чувствительный к инфракрасному излучению видикон с новым типом мишени An Infra-red Sensitive Vidicon With a New Type of Target" (Авторы: H. Hori, S. Tsuji, Y. Kiuchi, Стр: 253-263, https://doi.org/10.1016/S0065-2539(08)61360-8) сообщал: " Предлагается обзор чувствительного к инфракрасному излучению видикона с новым типом мишени. Ряд фотокондуктивных материалов для мишеней инфракрасных видиконов были исследованы. Среди этих материалов PbO-PbD чувствительны к волнам света длиной до 2 микрометров при комнатной температуре и могут быть пригодны в качестве материала мишени для инфракрасного видикона. Когда кванты инфракрасного света поглощаются слоями PbS, там генерируются электронно-дырочные пары и вставляются в слои PbO высоким электрическим полем существующим в слоях PbO. Инфракрасная фотокондукция происходит таким образом. C ростом содержания PbS порог длинны волн сдвигается к более длинным волнам. Результаты показывают,что остаточный сигнал в показаниях третьего поля всего 10%, что позволяет наблюдать движущиеся объекты. Порог длинных волн около 2 микрометров, что достаточно чтобы получать изображения объектов с температурой не ниже 200 градусов Цельсия. Кроме этого, мишень PbO-PbS, многослойные мишени PbO-PbSe, PbO-Sb2S3, и.т.п., также исследуются и положительные результаты уже получены. Базовая идея многослойной мишени ожидаемо окажется очень полезной в развитии мишенй высокой производительности для видиконов. This chapter provides an overview of an infrared sensitive vidicon with a new type of target. A number of photoconductive materials for the targets of infrared vidicons have been investigated. Among these materials, PbO–PbS is sensitive to light of wavelengths up to 2 μm at room temperature and seems suitable as a target material for the infrared vidicon. When the infrared light quanta are absorbed in the PbS layers, electron-hole pairs are generated there and injected into the PbO layers by the high electric field existing in the PbO layers. Infrared photoconduction thus takes place. As the PbS content increases the wavelength threshold shifts toward the longer wavelengths. The results show that the residual signal in the third field read-out is only about l0%, which makes it useful for observing moving objects. The long wavelength threshold is about 2 μm, which is long enough to take pictures of bodies at temperatures as low as 200°C. Besides the PbO–PbS target, multilayer targets of PbO–PbSe, PbO–Sb2S3, etc., are also investigated and successful results have been obtained. The basic idea of the multilayer target is expected to be very useful in developing high performance vidicon targets." Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0065253908613608
То есть при комнатной температуре инфракрасный видикон видел объекты нагретые нагретые до не менее 200 градусов. Напомню, что температура реактивной струи посадочного/взлетного двигателей "лунных кораблей" Apollo заявлена как 3800 градусов Цельсия.
Зворыкин как в воду глядел - из телевидения сделали сплошное развлечение и опошление.
