ОГЛАВЛЕНИЕ

СООБЩЕНИЯ ТАСС 3
ПРЕДИСЛОВИЕ 7
ВВЕДЕНИЕ. КОМЕТА ГАЛЛЕЯ И ПРОЕКТ ВЕГА 11

1 ГЛАВА. ПОСТАНОВКА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 23

1.1. Цели и стратегия телевизионного эксперимента 23
1.2. Программа проведения телевизионного эксперимента и функции телевизионного комплекса с 25

2 ГЛАВА. ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ КОМПЛЕКС. ОСНОВНЫЕ РЕШЕНИЯ 34

I. Телевизионная система 34
2.1. Функциональная структура ТВС 34
2.2. Конструктивные особенности ТВС 39
2.3. Оптика ТВС 45
2.4. Приемники изображения и видеотракт 59
2.5. Съемка. Формирование и передача видеоинформации. ... 74
2.6. Контроль функционирования ТВС 80

II.Система наведения 82
2.7. Автоматическая следящая платформа 82
2.8. Система наведения платформы 95
2.9. Телевизионный контур наведения 104
2.10. Аналоговый датчик и контур наведения 121

3 ГЛАВА. НАЗЕМНАЯ ОТРАБОТКА ТЕЛЕВИЗИОННОЙ СИСТЕМЫ И СИСТЕМЫ НАВЕДЕНИЯ 133

3.1. Исследование работы конструкций ТВС в условиях механических нагрузок 136
3.2. Механические испытания ТВС и АДН 141
3.3. Светотехнические испытания 143
3.4. Предполетная калибровка телевизионных камер 146
3.5. Автономная отработка телевизионного контура наведения. . . 165
3.6. Испытания комплекса ТВС—АСП и АДН—АСП 168
3.7. Обеспечение теплового режима и термовакуумная отработка 175
3.8. Согласование систем координат приборов на платформе. . . . 187

4 ГЛАВА. ПРИЕМ, РЕГИСТРАЦИЯ И ЭКСПРЕСС-ОБРАБОТКА ТВ-ИНФОРМАЦИИ 189

4.1. Подсистема приема, сихронизации и выделения данных ТВС 190
4.2. Подсистема предварительной обработки ТВ-информации. . . 193
4.3. Вычислительный интерактивный комплекс 195
4.4. Организация связи между подсистемами комплекса первичной обработки (КПО) 196
4.5. Математическое обеспечение предварительной обработки. . . . 197
4.6. Выделение служебных и видеокадров, их регистрация и визуализация 199
4.7. Результаты работы комплекса первичной обработки в сеансах связи 201

5 ГЛАВА. ХРОНИКА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА . . 203

5.1. Перелет Земля—комета Галлея 203
5.2. Подготовка к сеансам съемки 205
5.3. Съемка кометы 210
5.4. Послспролетный контроль 218

6 ГЛАВА. ОБРАБОТКА ВИДЕОИНФОРМАЦИИ. МЕТОДЫ, АЛГОРИТМЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 219

6.1. Экспресс-реконструкция и визуализация трехмерной формы ядра кометы Галлея 219
6.2. Детальный анализ и коррекция изображений 229
6.3. Уточнение границ и формы ядра 238
6.4. Анализ структуры изображений поверхности ядра и джетов 249
6.5. Переход к абсолютным яркостям 250
6.6. Определение фотометрических характеристик ядра и комы. . . 258
6.7. Томографическая реконструкция внутренней комы 269
6.8. Определение параметров вращения ядра 282
6.9. Использование данных ТВ-эксперимента в реализации проекта «Лоцман» 285

ЛИТЕРАТУРА 288

*

ПРЕДИСЛОВИЕ

Комета Галлея во время очередного посещения внутренней области Солнечной системы прошла перигелий 9 февраля 1986 г. Для встречи с ней с Земли были направлены космические аппараты «Вега-1,-2» (СССР), «Джотто» (Европейское космическое агентство), «Сакигаке» («Закщаке»), «Суисей» («8ш8еЬ>) (Япония), 1СЕ (США).
В рамках международного проекта «Венера—Галлей» удалось совместить ранее планировавшиеся исследования Венеры с исследованием кометы с пролетного космического аппарата. Стартовав с Земли в декабре 1984 г., советские автоматические межпланетные станции «Вега» после сброса на Венеру спускаемых аппаратов и атмосферных зондов и гравитационного маневра в поле тяготения Венеры продолжили полет вокруг Солнца и в марте 1986 г. произвели ТВ-съемку кометы Галлея, передав на Землю около 1500 изображений. В ходе этого эксперимента при пролете станций сквозь центральную часть газопылевой оболочки кометы Галлея 6 и 9 марта были впервые получены изображения ядра, находившегося на расстоянии 8—9 тыс. км от станции и представлявшего собой образование неправильной формы размером 16 X 8 X 8 км с чрезвычайно темной поверхностью.

Прямые телевизионные наблюдения кометы Галлея и ее ядра в проекте «Венера—Галлей» были выполнены с помощью телевизионной системы, созданной специалистами СССР, Венгрии и Франции. Принципиальной особенностью этой многоканальной съемочной системы являлось совмещение функции получения и передачи на Землю изображений с задачей слежения за кометой в процессе пролета. Решение задачи слежения за кометой, а также ее первоначального обнаружения реализовывалось на основе анализа содержания получаемых телевизионной системой изображений адекватным управлением поворотной платформой, несущей на себе, помимо телевизионной системы, комплекс оптической аппаратуры для исследований кометы в диапазоне от ультрафиолетовых до инфракрасных излучений.
Сложность создания бортовой аппаратуры и математического обеспечения телевизионного эксперимента определялась существенной недостаточностью априорной информации об основном объекте съемки и наведения — внутренней области кометы и ее ядра, а также необходимостью автономного, без вмешательства с Земли, функционирования этих средств на борту станции в наиболее острый период максимального сближения

с ядром, длящийся считанные минуты. В то же время одно из первых мест по важности занимала задача обеспечения надежности функционирования телевизионного комплекса: сбои и ошибки в слежении за кометой могли привести к необратимым потерям возможности ее наблюдения всеми оптическими приборами данной станции и решающим образом обесценить проект в целом.

Совокупность задач и условий осуществления телевизионного эксперимента потребовала тщательной подготовки, учитывавшей различные сценарии развития ситуации в ходе эксперимента. Использовалось логическое, функциональное и аппаратное резервирование; телевизионная система была наделена определенными интеллектуальными возможностями, необходимыми для выполнения задач эксперимента и самоадаптации к реальным условиям пролета и съемки. Заметное место в обеспечении успеха эксперимента занимали предполетное моделирование, отработка и различные испытания, а также организация приема, регистрации и обработки получаемых данных.

В разработке и проведении телевизионного эксперимента участвовали коллективы ученых и специалистов СССР, Венгрии и Франции. Поворотная платформа создавалась советскими и чехословацкими специалистами. В обработке данных эксперимента, кроме нескольких советских, венгерской и французской групп, приняли также участие ученые ГДР и США.
Настоящая книга написана советскими участниками телевизионного эксперимента в форме коллективной монографии. В ней подробно рассмотрены различные аспекты планирования ТВ-эксперимента, создания бортовой аппаратуры и математического обеспечения, хроника операций на борту станций «Вега» в ходе перелета Земля — комета Галлея и съемки кометы, вопросы создания и функционирования наземного комплекса, методы и важнейшие результаты обработки информации, полученной в ходе эксперимента. Все вместе позволяет читателю получить достаточно полное представление о различных сторонах телевизионного эксперимента в проекте «Венера—комета Галлея».

Авторы отдельных глав и разделов монографии:

Введение — Р. 3. Сагдеев, В. М. Балебанов. В. И. Мороз. Разделы 1.1 и 1.3 — Р. 3. Сагдеев, Г. А. Аванесов и В. И. Тарно-польский.
Раздел 2.1 — Г. А. Аванесов, В. М. Балебанов, И. В. Баринов, В. И. Тарнопольский.
Раздел 2.2 — Г. А. Аванесов, В. М. Балебанов, В. И. Костенко, Г. Н. Дульнев, Д. М. Румянцев, Е.Д. Ушаковскащ Г. А. Бровцинов.
Раздел 2.3 — Г. И. Цуканова, В. И. Костенко, В. II. Тарнопольский Е. В. Кривопустова, Д. М. Румянцев, Г. В. Карпова, С. А. Грач.

Раздел 2.4— В. А. Ваваев, Б. Н. Формозов, И. Н. Суриков, В. Ю. Бе-резин, А. Т. Хвиливицкий, И. А. Галяткин, В. И. Костенко.
Раздел 2.5 — В. И. Тарнопольский, С. И. Зацепин.
Раздел 2.6 — Ю. К. Зайко, И. В. Баринов.
Раздел 2.7 — В. М. Балебанов, Б. С. Новиков, Г. И. Зубенко, А. Н. Матвеев, Д. А. Воронов, Е. В. Ларионов.
Раздел 2.8 — Г. И. Зубенко, Д. А. Воронов.
Раздел 2.9 — Г. А. Аванесов, К. Г. Суханов, В. Н. Хейфец, Ю. А. Бо-жор, В. И. Тарнопольский, Ю. К. Зайко.
Раздел 2.10 — Р. 3. Сагдеев, Г. А. Аванесов, Я. Л. Зиман, Б. С. Дунаев, Б. С. Жуков, В. И. Тарнопольский, В. А. Котцов, С. В. Лубман, Г. И. Зубенко, Д. А. Воронов.
Разделы 3.1 и 3.2 — В. И. Костенко, Д. М. Румянцев, Г. Н. Кирчин.
Раздел 3.3 — В. И. Тарнопольский.
Раздел 3.4 — В. И. Тарнопольский, Б. С. Жуков, А. А. Кузьмин.
Раздел 3.5 — Г. А. Аванесов, К. Г. Суханов, О. В. Панков, Ю. К. Зайко.
Раздел 3.6 — Г. А. Аванесов, Г. И. Зубенко, Д. А. Воронов, А. Н. Матвеев, В. И. Тарнопольский, Б. С. Жуков, В. А. Котцов, 3. К. Федотова, К. А. Крауш.
Раздел 3.7 — В. И. Костенко, Г. Н. Румянцев, Е. Д. Ушаковская, Г. Н. Дульнев, В. В. Зайцев, М. Г., Семена, В. М. Батуркин, И. А. Зеле-нов, Г. С. Чурсина.
Раздел 3.8 — В. И. Тарнопольский, В. А. Котцов, В. И. Костенко.
Раздел 4.1 — Г. М. Тамкович, В. В. Лаврусевич, В. В. Александров.
Раздел 4.2 — В. В. Лаврусевич, В. А. Усков.
Раздел 4.3 — Я. Л. Зиман, В. Д. Устинов, В. А. Красиков, В. А. Ша-мис.
Раздел 4.4 — В. Д. Устинов, В. А. Усков, В. А. Шамис, А. А. Кузьмин.
Раздел 4.5 — В. Д. Устинов, А. А. Кузьмин. Раздел 4.6 — А. А. Кузьмин.
Раздел 4.7 — Я. Л. Зиман, В. А. Красиков, А. А. Кузьмин, В. А. Шамис.

Глава 5 — Г. А. Аванесов, В. И. Тарнопольский, С. И. Зацепин, Н. Г. Хавенсон, И. В. Баринов.

Раздел 6.1 — Р. 3. Сагдеев, А. С. Дебабов, Д. А. Усиков.
Раздел 6.2 — В. А. Шамис, В.А.Красиков, А.А.Кузьмин, В. Г. Соб-тук.
Раздел 6.3 — Р. 3. Сагдеев, Г. А. Аванесов, Я. Л. Зиман, В. А. Шамис, В. А. Красиков, И. В. Зенкин, Н. И. Снеткова.
Раздел 6.4 — Р. 3. Сагдеев, Г. А. Аванесов, Я. Л. Зиман, В. А. Шамис, В. А. Красиков.
Раздел 6.5 — В. И. Тарнопольский, Б. С. Жуков, А. А. Кузьмин, В. В. Зайко.
Раздел 6.6 — Р. 3. Сагдеев, В. И. Тарнопольский, В. И. Мороз, Б. С. Жуков.
Раздел 6.7 — А. Ю. Коган, В. Н. Хейфец.
Раздел 6.8 — Р. 3. Сагдеев, Г. А. Аванесов, Я. Л. Зиман, В. И. Тарнопольский, В. А. Красиков.
Раздел 6.9 — Р. 3. Сагдеев, Р. С. Кремнев, В. И. Шевченко, П. Е. Эльясберг , Н. Г. Хавенсон, А. А. Суханов.

Работа по составлению монографии выполнена В. И. Тарнопольский.
В подготовке материалов рукописи принимали также участие В. И. Костенко, Б. С. Дунаев, Т. А. Карпухина, Г. С. Чурсина, В. Г. Собчук, И. Ю. Андроникова, Э. В. Воронцова.
Академик Р. 3. Сагдеев