При высоте полёта 200 км комплект фотоаппаратов мог заснять полосу земной поверхности шириной 180 км. Запас плёнки в 1500 кадров позволял снять 5,4 миллиона квадратных километров земной поверхности, с разрешением около 10 м.
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Зенит_(космический_аппарат))
По этому поводу у Хрущёва с Королёвым было обсуждение. Никита Сергеевич нашёл в документах описание американского спутника «Corona» (первый пуск спутника 28.02.1959г.: полноценно начал функционировать 18.08.1960г.) и обратил внимание, что его орбита была ниже — от 150 км в апогее до 100 км в перигее. Он показал данные Королёву:
— Сергей Палыч, а почему нам так не сделать?
— Не выйдет, Никита Сергеич, — ответил Королёв. — У американцев спутник обтекаемый, меньше тормозится об атмосферу.
— А почему мы не можем сделать такой же?
— Можем. Но не прямо сейчас, — пояснил Королёв. — Сейчас у нас есть конструктив космического корабля, который мы отрабатываем с 1956 года, а эскизный проект начали ещё в 54-м. Если делать аналог «Короны», имея только вот эту приблизительную компоновку, спутник будет готов где-нибудь к 1963-му году. Потом еще пару лет будем спускаемые капсулы отрабатывать. Мы ведь до сих пор ничего с орбиты спустить не сумели.
Сергей Павлович, разумеется, слегка хитрил. Имеющаяся конструкция корабля позволяла с минимальными переделками запустить на нём человека. Конечно, он знал, что Хрущёв понимает важность приоритета пилотируемого космического полёта, но всё же опасался, что Первый секретарь поддастся нажиму военных.
На первый взгляд, задача по облёту и фотографированию Луны выглядела сходной с созданием спутника фоторазведки. Поэтому Хрущёв при обсуждении так и спросил:
— А зачем Бабакин делает специальную станцию для облёта Луны? Давайте ваш спутник-фоторазведчик к Луне пошлём? И фотоаппараты на нём получше получаются, и спускаемый аппарат есть. Плёнку получим качественную, а не эту размазню из фототелевизионной установки...
Королёв и Келдыш слегка снисходительно улыбнулись.
— Никита Сергеич. Фоторазведчик весит почти пять тонн, — ответил Сергей Павлович. — Чтобы закинуть такую массу к Луне, нужна значительно более мощная ракета, чем у нас есть сейчас. Именно поэтому Георгий Николаевич сейчас делает АМС массой 280 килограммов. Такую станцию к Луне может закинуть обычная трёхступенчатая «семёрка» с уже отработанным блоком «Е». И засунуть в неё фотокомплект «Фтор-2» при всём моём бубновом интересе ну никак не получится. Он один весит едва ли не половину всей массы АМС.
Хрущёв виновато почесал лысину.
— Понял, Сергей Палыч. Глупость сморозил, простите.
Задача создания АМС для фотографирования Луны была отнюдь не простой. Борис Викторович Раушенбах специально для этой миссии сконструировал новую систему ориентации станции. К тому же Королёв, изучив по «документам 2012» все нюансы полёта «Луны-3», потребовал внести изменения в исходный проект. Прежде всего, он заставил Евгения Яковлевича Богуславского сделать комплексированную радиолинию для управления станцией и передачи изображения не по принципу непрерывного излучения, как предполагалось, а импульсной. За счёт этого Королёв рассчитывал получить изображение лучшего качества — непрерывная радиолиния требовала заметно большей мощности сигнала, чем импульсная.
По мощности тоже было принято принципиальное решение: вместо аккумуляторов в станцию установили маленький двигатель Стирлинга, с радиоизотопным источником тепла. В целом система ориентации «Луны-3» стала напоминать уменьшенную копию системы ориентации метеоспутника «Омега». Маховик Стирлинга опять-таки использовался как опорный гироскоп для ориентации станции, а электричества он вырабатывал не в пример больше, чем могли дать аккумуляторы.
Больше всего хлопот доставляло фототелевизионное устройство «Енисей», которое получило в народе прозвище «банно-прачечный трест» (Фото и небольшое описание см. http://www.mobi.ru/News/14515/Cifrovaya_fotografiya_zigzagi_istorii.htm) Разрабатывали его директор НИИ-380 (позднее — Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения) Игорь Александрович Росселевич (Биография http://sm.evg-rumjantsev.ru/des3/rosselevich.html), с инженерами Петром Брацлавцем и Игорем Валиком.
Фотоаппарат с двумя объективами снимал с автоматическим изменением экспозиции. Съёмка начиналась только после получения сигнала о точном наведении на Луну. Отснятая пленка поступала в устройство автоматической обработки, где она проявлялась, фиксировалась, сушилась, перематывалась в специальную кассету и затем шла в устройство передачи изображения.
В нём фотоплёнка сканировалась при помощи электронно-лучевых трубок и фотоэлектронного умножителя. Изображение переводилось в форму радиосигнала. Длительность одной строки, содержащей около тысячи элементов, составляла 1,25 секунды. Кадр передавался на Землю в течение тридцати минут, где фиксировался наземным комплексом «Енисей II» на магнитофон, 35-миллиметровую кинопленку с помощью фоторегистрирующего устройства и на специальный экран скиатрон — электронно-лучевую трубку с длительным послесвечением. (Фото наземной части комплекса «Енисей II» см. там же http://www.mobi.ru/News/14515/Cifrovaya_fotografiya_zigzagi_istorii.htm)
При комплексных испытаниях в реальном масштабе времени «Енисей» точно выполнял все команды, но фотопленка получалась то подсвеченная, то пятнистая, то с вуалью... Валик с Брацлавцем не спали ночами, меняя и пробуя всё новые рецептуры растворов.
Королёв, понимая, что опытная отработка новой техники всегда занимает больше времени, чем отведено для этого сроками разработки, специально дал НИИ-380 задание на разработку ФТУ заметно раньше, поэтому у Брацлавца и Валика было несколько больше времени на сон. За счёт этого качественная плёнка у них получилась значительно быстрее, чем если бы они работали в авральном режиме.
Систему отрабатывали на «летающем стенде» (АИ). ФТУ «Енисей» установили на дирижабль, рассчитали и смасштабировали падение мощности сигнала с учётом расстояния от Луны до Земли, и летали вдоль побережья Чёрного моря, фотографируя местность, и передавая изображение по разработанной Богуславским комплексной радиолинии в пункт связи на горе Кошка в Крыму, который должен был использоваться для управления полётом.
Отработка с одновременной отладкой радиолинии продолжались до августа 1958 года, когда наконец-то было получено достаточно контрастное и резкое изображение.
Запуск АМС к Луне можно было проводить не абы когда. Здесь уже приходилось учитывать «окно запуска», т. е. подбирать определённый момент времени, когда Луна, Земля и Солнце находились в строго определённом взаимном расположении. Солнце должно было освещать обратную сторону Луны, причём желательно — слегка под углом, а не строго вертикально, чтобы тени выделяли детали рельефа. Орбита АМС была рассчитана в виде вытянутого эллипса, охватывающего Луну и Землю. Сложных орбитальных манёвров делать ещё не умели.
По расчётам НИИ-1 академика Келдыша, оптимальное «окно запуска» приходилось на сентябрь-октябрь, то есть, если в 1958 году запуск сорвётся, придётся ждать целый год. (Что и произошло в реале при попытке запустить Луну-2 с «вымпелом». Из-за обнаружившихся пульсаций в топливной системе в 1958 г 3 лунных ракеты подряд были потеряны, и попытки попасть в Луну пришлось отложить на год. В АИ Королёв, зная это, заранее поборол пульсации и подготовил АМС для фотографирования Луны.)
Продолжалось строительство космической инфраструктуры. На Байконуре был построен завод по получению жидкого кислорода. Изолированные трубопроводы от него протянули прямо к старту. Аналогично, по трубопроводам, подавали на заправку и керосин. Теперь никаких эшелонов с цистернами на старте не было, скорость подготовки к запуску сразу увеличилась.
Второй старт и такой же завод жидкого кислорода были построены в Плесецке. С него предполагалось проводить запуски серийных спутников фоторазведки.
Третий стартовый комплекс и криозавод ударными темпами строились в Индии, в штате Андхра-Прадеш на острове Шрихарикота. (Западный берег Бенгальского залива). Окончание строительства планировалось на конец 1958 года. Строительство старта на 80 % финансировала индийская сторона, к тому же к проекту активно подключилась Индонезия. Её финансовое участие на этапе строительства было невелико, процентов 10%, но была достигнута договорённость о последующем возмещении Индонезией её доли стоимости международного космодрома, и долевом участии в его содержании.
Китай также проявлял большой интерес к космической программе. Чжоу Эньлай на сессии КС ВЭС поставил вопрос о строительстве космодрома «Восточный». Его расположение пока обсуждалось. Логичным было участие в программе Монголии и Северной Кореи. Цеденбал и Ким Ир Сен проявляли заинтересованность, но по-восточному сдержанно, что иногда дезориентировало.