NASA がニール・アームストロングの月面ライブ中継を放送した方法

アポロ 11 号の月面着陸、特にニール アームストロングの月面への最初の一歩は、おそらく 20 世紀最大のテレビ イベントでした。ライブ放送が世界に与える影響の大きさを知っていたディーク スレイトンは、アームストロングとバズ オルドリンが追跡ステーションが範囲内に入るまで待たずに外に出られるよう、NASA に月着陸船に直立式アンテナを搭載するよう働きかけるほどでした。NASA によるアポロ 11 号の月面着陸のライブ放送は、ほぼ 10 年をかけて行われ、驚くべきエンジニアリングの偉業が必要でした。

深宇宙を通じた通信

どのようなミッションでも、宇宙船と地上の支援クルーの間では、テレメトリ、コンピュータ アップロード情報、音声通信など、多くの情報がやり取りされる必要があります。1962 年の早い段階で、NASA は、アポロ ミッションには独自の通信システムが必要であることを認識していました。マーキュリー プログラムとジェミニ プログラムはどちらも、地球の周回軌道のみを飛行するミッションであり、別々の無線システムを使用していました。双方向の音声通信、アップリンク データ、ダウンリンク テレメトリは、極超短波 (UHF) システムと超短波 (VHF) システムを使用して行われ、追跡は、地上のレーダーで調べる宇宙船の C バンド ビーコンによって実行されました。このシステムはより単純なミッションでは機能しましたが、アポロは地球の周回軌道よりはるかに遠くまで進む予定であり、3 人の作業員が 2 機の宇宙船で同時に作業してライブ テレビ画像を送信するため、NASA はより多くのデータをアップリンクおよびダウンリンクする新しい方法を必要としていました。

このソリューションは、統合 S バンドまたは USB と呼ばれていました。これは、追跡、測距、コマンド、音声、テレビ データを 1 つのアンテナに統合したものです。音声と生物医学データは 1.25 MHz の FM サブキャリアで送信され、テレメトリは 1.024 MHz の 2 相変調サブキャリアで実行されました。2 つの宇宙船 (コマンド モジュールと月着陸船) は、CSM の場​​合は 2287.5 MHz、LM の場合は 2282.5 MHz の共通位相変調 S バンド ダウンリンク周波数を使用して、疑似ランダム測距コードを使用します。つまり、地上と月に向かう宇宙船の間でやり取りされるあらゆる種類の情報に、それぞれの場所があるということです。テレビ放送を除いて。

月着陸船からのテレビ ダウンリンク用のスペースを確保するために、NASA は測距コードを削除し、変調を位相から周波数に変更しました。これにより、USB 信号上のテレビ ダウンリンク用に 700 kHz の帯域幅が解放されました。問題は、この帯域幅では、5 MHz で 30 フレーム/秒で 525 スキャン ラインのデータを送信する当時の標準ビデオ カメラには不十分だったことです。代わりに、NASA は、わずか 500 kHz で送信可能な、10 フレーム/秒で 320 スキャン ラインのデータを送信する、より小さなフォーマットに最適化された低速スキャン カメラを必要としました。

カメラのガイドラインが定まった後、NASA は 2 つの契約を締結しました。1 つはコマンド モジュール カメラの契約で RCA と、もう 1 つは月着陸船カメラの契約でウェスティングハウス エレクトリックの航空宇宙部門と締結されました。

月からファミリールームへ

ウェスティングハウス社の低速スキャン月面カメラは、アポロ TV 月面カメラのプログラム マネージャーであるスタン レバー氏によって設計されました。小型で軽量なカメラで、打ち上げ時の過酷な衝撃、その後の突然の無重力状態、宇宙空間での著しい温度差に耐えられるよう設​​計されました。また、宇宙飛行士がかさばる手袋をはめたままでも操作できるほどシンプルで操作性に優れていました。

表面カメラには、機密技術の重要な部分も内蔵されていた。月面カメラは、明るい月面と大気のない黒い空との間の高コントラストにもかかわらず、鮮明な画像を撮影する必要があり、ウェスティングハウスにはその答えがあった。同社は、ベトナム戦争中に国防総省がジャングルの監視カメラで夜間に撃墜されたパイロットを見つけるために使用する、特殊な低光量テレビ撮像管を開発していた。鍵となるのは、可変ゲイン光増強器と二次電子伝導ターゲットを組み合わせた高感度撮像管だった。この SEC 管は、画像を不鮮明にすることなく、低光量でも動いている物体を再現できた。国防総省は、NASA が月面カメラで極秘技術を使用することを許可したが、宇宙機関のためにこのプロジェクトに取り組んだ人々のうち、機密技術を扱っていることを知っている人はほとんどいなかったと思われる。

アームストロングが月面に初めて足を踏み入れた瞬間を捉えたのはこのカメラでした。カメラは月着陸船の下降段、ラダーの左側にある 4 番目の収納エリアのモジュール式機器収納アセンブリ (MESA) に収納されていました。アームストロングが月着陸船のポーチに立ってひもを引っ張ると、MESA が開きました。レンズは断熱ブランケットで覆われていましたが、穴から突き出ていたため、すべてを見ることができました。月着陸船のキャビン内では、バズ・オルドリンがブレーカーを押してカメラの電源を入れ、アームストロングがラダーを降りて月面に初めて足を踏み入れる瞬間を捉えることができました。

信号は、LM のアンテナからゴールドストーン、キャンベラ近郊のハニーサックル クリーク、オーストラリアのニュー サウス ウェールズ州にあるパークス電波天文サイトの追跡局に送信されました。NASA はスキャン コンバータを使用して、画像を 30 fps の高速レートで 525 スキャン ラインの放送標準形式に変換しました。その後、追跡局はマイクロ波で信号をインテルサット通信衛星と AT&T の地上回線を介してヒューストンのミッション コントロールに送信し、そこから世界中に放送されました。変換プロセスにより画像は大幅に劣化しましたが、それでも人類が初めて月面に足を踏み入れたライブ映像でした。

出典: 統合 S バンド システム、NASA が公開した復元されたアポロ 11 号の月面歩行ビデオ、月からのテレビ (ALSJ)、ビル ウッズ著「アポロ テレビ」。