Возможно, это было сделано при изучении процессов, связанных с опасными для жизни и здоровья радиоактивными излучениями, а может быть, первой прикладной задачей, которую решило телевидение, была передача хирургической операции для большой аудитории врачей-практикантов.
Так или иначе, первые опыты передачи телевизионных изображений не потребовали создания новых специальных устройств — все необходимое уже имелось в распоряжении техники телевизионного вещания. Эти опыты подтвердили блестящие возможности и перспективы прикладного телевидения, и оно начало применяться все чаще, а вскоре превратилось в совершенно самостоятельную и крайне важную область телевизионной техники.
Но оно не развивалось бы так быстро и не приобрело столь широкого признания, если бы телевизионная аппаратура для научных и технических целей оставалась такой же самой, как и в обычном телевидении, — громоздкой, сложной в эксплуатации и дорогой. Специалисты всех промышленно развитых стран сделали очень много, чтобы упростить и удешевить прикладные телевизионные установки, уменьшить их размеры и вес, упростить в эксплуатации и повысить надежность. Особенно больших успехов они добились в совершенствовании передающих камер. Сейчас в США и ФРГ уже есть камеры, построенные с применением транзисторов и минивидикона, которые весят всего лишь 500 граммов. Это во много десятков раз меньше веса обычной камеры для телевизионного вещания. Конечно, этих успехов удалось добиться не только за счет совершенствования телевизионных электронных схем, большое значение имело изобретение видикона — самой лучшей трубки для прикладных телевизионных установок.
Это, однако, не значит, что в телевизионных камерах специального назначения не применяются другие типы трубок. Там, где они приносят пользу, их обязательно используют и прежде всего в тех случаях, когда требуется высокая чувствительность.
Именно по этой причине телевизионные устройства с суперортиконами применяются в астрономии, и даже не обычные типы, а специальные, особочувствительные суперортиконы применяются в этом случае. Среди них есть такие, которые имеют чувствительность в 100 раз более высокую, чем самые чувствительные фотопластинки. Правда, суперортиконы пока еще значительно уступают им по четкости получаемого изображения.
Каждый фотолюбитель знает, что нельзя вести портретную съемку, освещая натуру прямым резким светом. При таком освещении лицо на фотографии получается плоским и невыразительным. Лобовой свет уничтожает мягкие и плавные переходы светотени, создающие ощущение рельефности, выявляющие детали. Но портрет не станет лучше, если при фотографировании дать сильный боковой свет, — получатся слишком резкие тени. Они затмят часть лица и опять-таки не позволят выявить детали. Поэтому фотографы-портретисты чаще всего используют три света: два боковых и рассеянный. Тогда удается получить хорошо проработанный в деталях портрет.
Луну нельзя перенести в фотоателье и осветить по всем правилам искусства- Мы вынуждены наблюдать ее освещенной резким солнечным светом. В полнолуние лучи солнца отвесно падают на ее обращенную к Земле лунную поверхность, а во все остальное время она освещена односторонним боковым светом. И так как на Луне отсутствует атмосфера, тени, ложащиеся на ее поверхность, совершенно черные — они скрывают все затененные детали.
Все же до последнего времени наиболее удачные фотографии удавалось получать в тех случаях, когда солнечные лучи падали на лунную поверхность не отвесно. При этом удавалось запечатлеть довольно много деталей, но возникали некоторые другие помехи. Их можно было избежать в полнолуние, но тогда фотография не передавала всех деталей лунной поверхности, которые глаз мог видеть с помощью телескопа.
Не так давно американские инженеры создали специальную телевизионную установку, в которой применен сверхчувствительный суперортикон. Они назвали ее «кошачий глаз». Само название говорит о том, что она имеет высокую чувствительность. И это действительно так: телевизионный «кошачий глаз» видит значительно лучше настоящего. Но не только в высокой чувствительности заключаются его замечательные свойства.
Наш глаз в состоянии различать до 300 градаций в черно-белой гамме, и в этом он значительно превосходит возможности фотографии. Но нашему глазу далеко до телевизионного «кошачьего глаза». Последний способен реагировать на фантастически малые различия контраста и, что особенно ценно, усиливать, увеличивать их. Так, «кошачий глаз» позволил астрономам наблюдать в дневное время звезды и планеты. Изображение этих звезд и планет на экране кинескопа было ярким и контрастным.
«Кошачий глаз» помог астрономам получить очень хорошую фотографию лунной поверхности, сделанную при отвесном падении солнечных лучей, то есть в полнолуние. Он настолько увеличил контрасты, что смогли запечатлеть едва заметные переходы светотени и различия в окраске. Фотография Луны, полученная таким способом, составлена из 200 отдельных снимков. Диаметр Луны на этой фотографии равен метру.
Телевизионная приставка к телескопу. На переднем плане — камера с передающей трубкой; на заднем — приемная часть, на экране которой наблюдается изображение.
«Кошачий глаз» оказался очень полезным устройством. Но по своему принципу он не отличается в главном от обычных телевизионных систем. Иначе говоря, он представляет собой весьма совершенный искусственный орган зрения.
Современная техника во многих случаях стремится объединять искусственные органы чувств с искусственными думающими устройствами и исполнительными механизмами. При таком объединении рождается устройство нового типа — автомат.
Инженеры создали один из видов телевизионных автоматов для астрономии. Как и обычная телевизионная установка, он позволяет получать телевизионные изображения и в этой части ничем не отличается от обычных телевизионных систем. В сочетании с телескопом он дает возможность вести телевизионное наблюдение светил, подобно тому как это делалось с помощью «кошачьего глаза». Но автомат умеет делать и нечто другое. Тот, о котором идет речь, может самостоятельно и непрерывно производить наводку на резкость.
Некоторые читатели могут спросить, зачем это нужно астрономии — ведь расстояние до небесных объектов очень велико и практически не изменяется. Но вспомните о мешающем действии изменений плотности атмосферы. Оно проявляется в непрерывной и произвольной расфокусировке изображения. Уследить за такой расфокусировкой и скорректировать ее человек не в состоянии. Автомат же отлично справляется с такой задачей и в некоторых случаях позволяет уменьшить вредное влияние изменений плотности атмосферы.
Телепередача из космоса
Кто первым посетит Луну и планеты: человек или автомат?
Совершенно точно ответить на этот вопрос пока еще нельзя, но думается, что первым окажется все же автомат. В правильности такого предположения убеждает нас все то, что уже совершено космической наукой. Первые спутники имели на борту только автоматы (Лайка не была активным участником полета). Первый облет Луны совершила автоматическая станция. Первой ушла к Венере автоматическая межпланетная станция. И только лишь после этого в космос проникли люди, облетевшие Землю на кораблях-спутниках.
Советская автоматическая межпланетная станция, с помощью которой было осуществлено обследование невидимой с Земли поверхности Луны.
Скорее всего на Луну или на планеты высадится первым не человек, а автомат. Это будет очень сложное кибернетическое устройство, состоящее из многих автоматов различного назначения. И среди них важнейшим будет автоматическое телевизионное устройство, имеющее не одну, а даже несколько телевизионных камер и телевизионный передатчик для передачи изображений на Землю.
Как известно, на борту первых искусственных спутников Земли (как советских, так и американских) не было телевизионных устройств. Между тем передача изображения с борта спутников имеет важное значение.
Изображение невидимой с Земли лунной поверхности, переданное на Землю автоматической межпланетной станцией.
Отсутствие таких устройств на самых первых спутниках можно объяснить тем, что вначале следовало разрешить задачи, связанные с запуском спутников и с исследованиями околоземного пространства. Но последующие запуски спутников, не оборудованных телевидением, вряд ли объяснимы тем же. Возможно, что техника телевидения «оказалась неподготовленной» к столь бурному развитию космических исследований. Возможно, что эксперименты с использованием телевидения просто не попали в список первоочередных задач космических исследований.
Первыми создали установку космического телевидения советские специалисты. С ее помощью были переданы изображения невидимой с Земли лунной поверхности.
В этой установке отсутствовала передающая телевизионная трубка. Луна фотографировалась с борта автоматической станции, затем пленка проявлялась, и фотографическое изображение преобразовывалось в электрические сигналы по методу бегущего луча. Этот луч представлял собой яркую точку, перемещавшуюся по экрану миниатюрного кинескопа в соответствии с известным нам законом преобразования. Яркость точки оставалась неизменной. Свет от нее проходил через соответствующие точки фотографического изображения и поступал на фотокатод миниатюрного фотоумножителя. Количество света, приходящего на фотоумножитель, менялось пропорционально степени прозрачности точек фотографического изображения. На последнем электроде фотоумножителя при этом получались достаточно интенсивные сигналы. Они и передавались по радио на Землю.
Качество изображений, полученных таким образом, было очень хорошим. Вы можете убедиться в этом, посмотрев на одну из фотографий, переданных с автоматической станции. Она помещена здесь.
Телевизионное изображение собак, переданное с борта советского корабля-спутника.
На основании таких фотографий советские ученые сумели составить первый в истории астрономии атлас невидимой с Земли лунной поверхности.