Từ do thám mật đến Mặt Trăng: Câu chuyện 'tiền định' của máy ảnh Lunar Orbiter Kodak

Trong những năm 1966-1967, NASA đã phóng năm tàu vũ trụ không người lái lên quỹ đạo Mặt Trăng với sứ mệnh chính là tìm kiếm bãi đáp cho chương trình Apollo. Điều ít người biết là hệ thống máy ảnh huyền thoại của sứ mệnh này lại có nguồn gốc từ một chương trình do thám vệ tinh tuyệt mật của Không quân Mỹ trong Chiến tranh Lạnh. Kodak đã 'tiền định' công nghệ này, và hành trình biến nó thành công cụ khám phá vũ trụ là một câu chuyện đầy hấp dẫn về sự chuyển giao công nghệ giữa mục đích quân sự và khoa học.

Hệ thống máy ảnh Lunar Orbiter và hình ảnh chụp từ vũ trụ

Khi Kodak tham gia đấu thầu dự án Lunar Orbiter cùng Boeing vào năm 1963, hệ thống máy ảnh mà họ đề xuất thực chất đã tồn tại. Nó được phát triển cho Không quân Mỹ từ những năm 1950 trong khuôn khổ Chương trình Hệ thống Vũ khí 117L (WS-117L) — một dự án do thám vệ tinh tối mật. Việc chuyển giao công nghệ này không chỉ là một quyết định kỹ thuật mà còn là một thỏa thuận chính trị - quân sự phức tạp giữa NASA, Bộ Quốc phòng và Cơ quan Tình báo Trung ương (CIA).

Khởi nguồn từ chương trình do thám WS-117L

WS-117L có nguồn gốc từ các nghiên cứu của RAND từ năm 1946 về khái niệm do thám bằng vệ tinh, nhằm theo dõi sự phát triển vũ khí hạt nhân của Liên Xô. Đến năm 1955, Không quân Mỹ bắt đầu kêu gọi các nhà thầu, và Eastman Kodak đã tạo ra hệ thống máy ảnh cho Lockheed.

Trong giai đoạn đầu, các nhà hoạch định cân nhắc giữa công nghệ truyền hình với các hệ thống thu hồi phim. Kodak, cùng với phòng thí nghiệm mới thành lập, đã chọn một hướng đi táo bạo: phát triển phim ngay trên vệ tinh và truyền tín hiệu ảnh về Trái Đất — công nghệ này sau này trở thành nòng cốt của chương trình SAMOS.

Công nghệ 'tiền định': Phim Bimat và máy quét điểm bay

Hệ thống này là sự kết hợp khéo léo của các công nghệ đã có, chủ yếu do chính Kodak tạo ra trong nhiều thập kỷ phát triển nhiếp ảnh hàng không. Hai công nghệ then chốt đã làm nên điều kỳ diệu:

• Phim Bimat (web): Một loại phim 'khô' được phủ gelatin chứa hóa chất xử lý, cho phép phát triển và cố định hình ảnh mà không cần bồn ngâm hóa chất lỏng. Điều này rất quan trọng vì trong môi trường không trọng lực, việc sử dụng chất lỏng là cực kỳ phức tạp.

• Máy quét điểm bay (flying-spot scanner): Được phát triển cùng phòng thí nghiệm CBS, thiết bị này dùng một ống tia âm cực (CRT) 'lộn ngược' để bắn chùm electron xuyên qua phim đã phát triển. Các biến đổi mật độ phim sẽ làm thay đổi cường độ chùm tia, được ghi lại và chuyển thành tín hiệu điện tử truyền về Trái Đất.

Sơ đồ hệ thống đọc SAMOS

Hệ thống này được thử nghiệm trên các vệ tinh SAMOS, với camera E-1, E-2 và E-3. Chuyến bay đầu tiên của E-1 vào tháng 10/1960 thất bại, nhưng đến tháng 1/1961, hệ thống đã hoạt động thành công khi truyền về một bức ảnh có độ phân giải 100 feet.

Sự chuyển giao bí mật cho NASA

Sau khi chương trình SAMOS bị hủy bỏ do nhiều vấn đề kỹ thuật và chi phí, số phận của công nghệ này tưởng chừng đã kết thúc. Tuy nhiên, một loạt các cuộc họp bí mật giữa NASA, Bộ Quốc phòng và CIA trong năm 1963 đã mở ra một hướng đi mới.

Vào ngày 24/7/1963, đại diện ba bên đã gặp gỡ Fredrick C.E. Oder — một cựu đại tá Không quân từng tham gia SAMOS và hiện là giám đốc điều hành của Kodak — để trực tiếp thảo luận về việc điều chỉnh camera E-1 và E-2 cho mục đích thám hiểm Mặt Trăng. Đến ngày 28/8, một thỏa thuận chính thức được ký kết giữa NASA, DOD và CIA, cho phép NASA sử dụng thiết bị NRO theo cách 'bí mật nhưng có vỏ bọc công khai'.

Sơ đồ hệ thống chụp và truyền ảnh Lunar Orbiter

Lunar Orbiter: Từ vũ khí thành công cụ khoa học

Hệ thống máy ảnh cuối cùng trên Lunar Orbiter gần như giống hệt E-2, với những sửa đổi chính ở ống kính và màn trập để đạt độ phân giải khoảng 3 feet theo yêu cầu khắt khe của NASA. Quá trình xử lý ảnh cũng tương tự: phim phát triển bằng Bimat, sau đó được quét và gửi tín hiệu về ba trạm mặt đất.

Ảnh thu được sẽ được chiếu lên màn hình kinescope và chụp lại trên phim 35mm, sau đó gửi về Rochester để ghép nối thành các khung hình hoàn chỉnh trước khi bàn giao cho NASA. Kỹ sư David McDowell, người đã làm việc cho cả hai dự án, nhớ lại rằng mức độ bảo mật của Lunar Orbiter trong giai đoạn đầu cũng nghiêm ngặt như các dự án SAMOS, với kỹ thuật viên làm việc theo từng bộ phận riêng lẻ mà không biết mục đích cuối cùng.

Công nghệ Bimat cũng gặp một số trục trặc như phim bị dính, khô hoặc hình thành giọt nước, tạo ra các vệt trên ảnh — một lời nhắc nhở về độ khó của việc xử lý hóa học trong không gian.

Kết luận

Sứ mệnh Lunar Orbiter không chỉ là một bước tiến lớn trong việc khám phá không gian, mà còn là một ví dụ điển hình về cách công nghệ quân sự được tái sử dụng cho mục đích khoa học trong bối cảnh Chiến tranh Lạnh. Từ việc do thám các căn cứ tên lửa của Liên Xô đến việc chọn bãi đáp cho con người đầu tiên đặt chân lên Mặt Trăng, hành trình của chiếc máy ảnh Kodak này là minh chứng cho sự giao thoa phức tạp giữa chính trị, quân sự và khoa học — một câu chuyện chỉ được hé lộ đầy đủ sau nhiều thập kỷ giải mật.