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阿波罗登月最大争议:电视直播技术
送交者: 左宗棠[☆品衔R4☆] 于 2019-09-16 11:23 已读 1455 次  

左宗棠的个人频道

 关于阿波罗登月,有很多质疑,其中一个是:当年登月进行了电视直播,但是以当时的技术,不可能做到这一点,所以登月必定有假。最近研究一本书,《阿波罗是如何飞到月球的》(How
Apollo Flew to the
Moon
,阐述了阿波罗计划的各个部分,其中第7章专门谈到了这个电视转播问题,从技术角度解释了怎样实现地月之间的电视转播。我大致整理一下列在下面,想听听大家的意见。 6park.com


《阿波罗是如何飞到月球的》(第7章第8节,大意):当年的美国电视图像由525行的帧组成。一个完整的帧每秒要传送30次。帧中的行不是按顺序传送,而是先发送所有奇数行,然后再发送所有偶数行。每两次隔行扫描组成一帧,每次扫描为一场。昔时美国电视系统数据为:60场/秒,262.5行/场,或者30帧/秒,525行/帧。首次登月的阿波罗11号用的是黑白摄像机,采用光导摄像管,有较明显的时间延迟,移动图像会有拖尾现象。它所使用的这种摄像机扫描速率很低,仅为10帧/秒,320行/帧,信号带宽为0.4MHZ。当这种信号从月球发送到地球时候,与地球上的电视系统无法兼容,所以必须转换。地球上地面站配备了转换器,将这种信号转换为美国电视信号方法。具体办法为:1、首先,用另一台光导摄像机对准一个电视屏幕,该屏幕以10帧/秒的速度显示来自月球的图像,而该摄像机以60场/秒速度拍摄,每当显示一个完整图像(每十分之一秒)可以拍摄到1幅有效画面,换句话说,该摄像机的6场中仅有1个画面。2、其次,重建缺失的5场,将该电视摄像机的一个完好的帧记录到磁盘上,重放5遍,以重建完整的60场/秒信号,完成后传送给休斯顿,用于随后的播出。由于场重复以及另设的摄像机延时,增加了转播的阿波罗11号月球行走画面的重影。  6park.com


以上是黑白电视,到了阿波罗12号及以后的登月,开始使用彩色电视转播。当时普通的彩色电视摄像机要求至少3个摄像管,同时产生红、蓝、绿图像,因此设备比较笨重,无法在登月中使用。设计人员为阿波罗改进了摄像机设计,使用了彩色转盘,由于彩色扫描场是顺序进行而不是同时进行,所以只要一个摄像管,摄像机可以做的很小。阿波罗的彩色摄像机产生的是标准黑白信号:60场/秒,262.5行/场,每场有大约200条有用行。在摄像管的前面、镜头的后面(两者之间的地方),安装了一个彩色转盘,转盘上有6个滤光镜,红、蓝、绿各2组。转盘以10转/秒的速度旋转,摄像机的每场将图像分解为红色、蓝色、绿色图像。如果此时通过黑白监视器看,图像有明显的20HZ闪烁,因为显示绿色的场比另外两种颜色的更亮,但是每秒仅出现20次。分配给这种电视信号的带宽达到2MHZ(黑白电视只有0.4MHZ),这与阿波罗S频段信号中的其他分量部分重叠,需要进行仔细的滤波,除去电视图像的这些分量。这种闪烁的黑白信号必须在休斯敦进行大量加工处理,电视信号定时的稳定很重要,由于当时没有数字存储技术,只能采用两台大型磁带录像机来修正信号定时。第一台录像机记录来自太空的图像,使其与插入电视信号中的脉冲同步,但是,磁带并不是卷起来,而是直接进入播放磁带的第二台磁带录像机,第二台机器从本地电子装置中取定时基准,采用同步于电视台的定时脉冲来重放信号。有了上述同步好的信号,必须再从3个独立且顺序排列代表红、蓝、绿的场导出彩色信号,为此,用3600转/分速度旋转(每转1圈1/60秒)的磁盘记录器,分别将红、蓝、绿场记录在个磁道上,利用多个磁头从该磁盘上同时读出相应的场,用常规方法合成,最后产生标准的彩色电视信号。  6park.com


上面所提到的种种处理,都是在地球上(休斯顿)完成。简单的说,月球上的摄像机拍摄画面,然后将信号传输到地球,这种信号无法直接使用,需要做大量工作将其优化,才能用于转播。早期的处理是在休斯顿完成,最后两次阿波罗任务,信号被传到加利福利亚处理,然后转给休斯顿,再从那里转播出去。  6park.com


另外几个问题:1、阿姆斯特朗既然是登月第一人,那么他的最初月面活动画面是谁拍摄的?当时的摄像机头冲下安装在登月舱梯子旁的折叠云台上。在梯子顶部,由阿姆斯特朗拉动绳索,打开云台,伸出摄像机,从而自动拍摄。这种拍摄的画面是倒的(因为摄像机是倒置的),地球上的信号转换设备上有个开关,打开它就将画面再颠倒过来。当两名宇航员都来到月面,把摄像机拿下来,放到一个支架上,继续拍摄(摄像机不再倒置),此时地面上的转换设备关掉开关,也不再颠倒画面(其实是保持正常画面)。2、有的电视转播画面,从月面的视角,显示登月舱从月球上起飞,这个时候月球上应该没有人了,这是谁拍摄的?这是由安装在登月车的摄像机拍摄的(比如阿波罗17号),登月车被“遗留”在月球上,上面的摄像机拍下了登月舱起飞的场面。一开始摄像机都是固定在登月舱旁边的支架上,只能拍摄登月舱附近的画面。后来要配合月球车活动,于是阿波罗14号以后,在月球车上装设摄像机,在地球上进行遥控,月球车行进时不能拍摄,停下来后才行。 

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