Рабочая программа науки утверждена постановлением Совета Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий от 30 августа 2022 года №1

Лекция-6. Космические телевизионные системы.

План:
6.1. Особенности космических ТВ систем.
6.2. Малокадровые ТВ системы
Ключевые слова: телевизионные устройства, искусственные спутники Земли, космические аппараты, космовидение, видео телеметрии, ядистанционное зондирование Земли.
6.1. Особенности космических ТВ систем
Дата рождения космического телевидения является 7 октября 1959 года, когда советская автоматическая станция «Луна-3» впервые в мире сфотографировала невидимую обратную сторону Луны.
Уникальное фототелевизионное устройство (ФТУ) для этой станции было разработано в НИИ-380, г. Ленинград. СКБ-567.
В дальнейшем в самом Институте были созданы телевизионные устройства и системы, которые нашли широкое применение в космических исследованиях Луны, Марса, Венеры и Земли.
Для ФТУ, выполнивших съемку Луны и Марса, были разработаны уникальные химико-фотографические процессы и устройства для их реализации в бортовых условиях, включая метод химической (маломассовой) защиты фотопленки от космической радиации.
Среди работ данного направления следует отметить создание оптико-механических устройств формирования сигналов изображения, оптимальных по качеству и надежности для работы в космических условиях, обладающих высокой механической прочностью, расширенным диапазоном спектральной чувствительности и хорошими массогабаритными характеристиками.
Примером является разработка панорамных камер для первых лунных посадочных аппаратов «Луна-9» и «Луна-13».
Для управления луноходами использовалась комбинированная телевизионная система, состоящая из оптико-механических панорамных камер для топографической съемки поверхности Луны и малокадровой адаптивной по скорости передачи, чисто электронной системы МКТВ, отличающейся оригинальными инженерными решениями и используемой для управления луноходом при его движении.
Разработками, выполненными для исследования Луны и планет, были заложены основы построения информационных комплексов для исследований из космоса природных ресурсов Земли и охраны окружающей среды, иначе называемых дистанционным зондированием Земли (ДЗЗ)
Для этой цели были созданы и впервые испытаны в космосе многозональные оптико-электронные сканирующие устройства на ПЗС-структурах. Разработаны многозональные устройства среднего разрешения, наилучшим образом подходящие для решения различных задач мониторинга суши и водных поверхностей, работавшие в видимом, ближнем и дальнем ИК-диапазоне. В них используется оригинальный метод наклонного зондирования с коническим законом сканирования.
Принципиальной особенностью всех телевизионных устройств (многозональных сканеров) для систем ДЗЗ (рис.6.1.) , отличающей их от других средств наблюдения Земли в оптическом диапазоне, является высокая фотометрическая точность измерений световых потоков в спектральных каналах, доходящая до единиц процентов. Помимо высокого отношения сигнал/шум, необходимого для реализации этих требований, должна быть обеспечена наземная и бортовая калибровка приборов и разработана система эталонированных средств и методов измерений.

Рис 6.1. Трехканальное сканирующее устройство высокого разрешения на ПЗС. (1980 г.)
Для наземной отработки приборов и методик наблюдений Луны и планет и в особенности для систем ДЗЗ были созданы экспериментальные самолетные комплексы. На базе самолета АН-2 — комплексы «Фотосканер-1, -2, -3 , -4» для работы с геологическими и лесными службами, и 24-канальный комплекс «АГРОС» для самолета-лаборатории ТУ-134СХ. (рис.6.2)

Рис 6.2. 24-канальный комплекс АГРОС
В настоящее время разрабатываются новые телевизионные устройства для перспективных систем ДЗЗ и метеорологических наблюдений как с низкой орбиты («Метеор-3»), так и с геостационарной («Электро-Л»).
Снимки в тепловом инфракрасном диапазоне в настоящее время получают при помощи тепловизоров. в тепловом инфракрасном диапазоне, которые отображают не оптические, а температурные характеристики поверхности — холодные и теплые объекты изображаются на них разными тонами. Даная технология позволяет получать снимки независимо от условий освещения, например, полярной ночью, однако облачность является препятствием для съемки — на снимках отображается холодная верхняя поверхность облаков.
Пространственное разрешение тепловых снимков, передаваемых с метеоспутников, такое же, как и снимков в видимом диапазоне, — 1 км, температурные различия регистрируются с точностью 0,1— 0,2 С. При значительном охвате 2—3 тыс. км и большом угле сканирования для них характерны те же геометрические искажения, что и в видимом диапазоне. С ресурсных спутников передают тепловые снимки более высокого пространственного разрешения, достигающего 60 м при охвате 180 км. Тепловые снимки поступают и в многозональном варианте съемки, а также при гиперспектральной съемке в узких зонах теплового диапазона.
Съемку в тепловой инфракрасной области можно проводить ночью.