如何拍摄月球着陆(2019)

2021-01-19 11:21:38

登陆月球可以说是人类历史上最大的成就,但是拍摄壮举也是一个技术奇迹。在尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和巴斯·奥尔德林(Buzz Aldrin)登上月球表面前不久发布的1969年7月号的《大众力学》(Popular Mechanics)中,我们的编辑人员预览了即将到来的历史性太空行走-包括地球上的所有人如何能够从自己的太空中观看客厅。作为我们的阿波罗周活动的一部分,这是重印的文章,介绍了从月球到电视的设置-与50年前相比,现在已经非常引人注目。

小心翼翼地移动,笨拙的头盔宇航员一次将梯子降下一个梯级。他到达了最后一个梯级,离地面约18英寸,停了整整一分钟。然后,他放下一只笨拙的脚,直到它碰到月球土壤,这是历史上第一个迈出这一大步的人。

如果我们的宇航员遵循《阿波罗11号》的《脚本》,并且在肯尼迪航天中心发射升空与到达月球之间没有任何恐怖行为,那么该场景将在美国以及其他许多国家的电视上播放。

在阿波罗8号飞行任务中,令人印象深刻地展示了从太空发送清晰电视图像的能力。亮点是1968年圣诞节前夕,当时弗兰克·博尔曼,吉姆·洛弗尔和比尔·安德斯向地球发出了约23万英里的问候。观众感到惊讶,也许有些困惑。他们可能想知道,有时发射出50,000瓦特功率的本地程序与来自太空的照片一样没有出现。迄今为止,一个20瓦的微型发射机如何将一个好的信号推向远方?

除了使飞行本身成为可能的所有其他技术成就外,还有四项技术成就使许多NASA技术人员担心的失败成为现实。首先是一台RCA电视摄像机,它很小,重量仅为4.5磅。这种微型仪器充满了成排的集成电路,每个集成电路都比针头小,但要能够实现几年前需要几磅真空管电路的功能,所以它成为了比以往任何时候都更能吸引更多观众的太空之眼由单个电视摄像机提供。

另一个甚至可能更重要的因素是阿波罗8号上的新高增益天线。在升空期间被塞入航天器侧面,该天线按指令弹出位置,并将其四个30英寸的可操纵碟形天线指向地球,现在一个太空篮球,并开始倒出其S波段传输。

在太空真空中,无线电波和其他形式的电磁能直接在空隙中闪烁。在地球上,没有丘陵可以偏转它们,也没有金属岩石可以吸收它们。以20瓦的功率离开阿波罗8号的信号到达地球的信号仅略有减少。

在那里,第三个关键元素进入了一个85英尺高的S波段接收天线,该天线在全球范围内相距120度,因此其中至少有一个在月球上具有月球。每时每刻。大盘子位于加利福尼亚的戈德斯通;堪培拉,澳大利亚和马德里。

阿波罗8号的电视信号需要处理。在地球上,电视点以每秒30帧,每秒60场的速度在屏幕上闪烁,每次覆盖525行。这样可以实现无闪烁的清晰观看。但是,这种操作模式需要笨重的大功率设备。

专为Apollo 8设计的摄像头系统RCA每秒仅产生10帧,仅由320条线组成,不如商业电视那么清晰,也不如商业电视那样清晰,并且当宇航员或摄像头移动太快时容易产生混乱。但是,它非常醒目。

阿波罗电视系统和商业系统在电子上不兼容。也就是说,一个人不能简单地插入另一个而不会弄乱图片。

RCA用“扫描转换”设备解决了这个问题,这是第四项关键技术成就。在慢速扫描监视器的前面安装了一台商用视频摄像机,其输出链接到磁盘记录器(用于“定格”足球比赛的记录器)。光盘刻录机通过重复播放每秒10帧的Apollo图片足够的次数来弥补商业电视所需的60个场,从而达到了这一目的。广播的每一秒都有图像变化。其他都是重复的。

扫描转换设备已安装在戈德斯通和马德里。 Goldstone通过常规的同轴电缆通道将​​转换后的信号发送到休斯顿的Mission Control。从那里开始,广播通过美国各地的常规频道分发。

在西班牙,进行了类似的操作。转换后的图像通过同轴电缆发送到伦敦,分发到整个欧洲和亚洲。

但是Apollo 8确实仅仅是个开始。阿波罗9号(Apollo 9)带着更先进的电视设备轰入地球轨道。 Apollo 9上的摄像机计划在实际的月球着陆期间稍后使用,旨在在明亮的阳光下和阴暗的夜晚中起作用。

这项功能的关键是由匹兹堡西屋研究实验室的科学家发明并安装在7.25磅相机中的二次电子传导(SEC)管。 SEC管将光转换为电信号,然后将其放大数百倍,然后再转换回可见图像。用科学术语来说,西屋摄像机的照明范围为0.007至12,600英尺朗伯。在月球上,这意味着从灿烂的阳光到昏暗的大地。

该相机的主要用途是让我们在宇航员绕月球行走时从地球上观看,但它也可以用于科学目的。每秒58帧的精细,慢速扫描速率将以1280线的分辨率将月球视图传输到地球。这接近了与标准照相相机系统相关的质量。

阿波罗飞行任务已充分证明了太空中孤独的日子已经过去。有了电视,我们现在都是太空旅行者。

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