Навигационная камера (НК) разрабатывается для Пилотируемого транспортного корабля (ПТК) и предназначается для решения навигационных задач на трассе перелета Земля-Луна и обратно и на орбитах вокруг Земли и Луны. НК позволяет определять ориентацию КА по изображениям звёздного неба и положение КА по изображениям горизонта Земли и Луны и по контрольным точкам на их поверхности.
НК включает четыре оптические головки (ОГ), жестко установленные на единой платформе:
- оптическая головка звездного датчика ОГ-ЗД – 2 штуки,
- оптическая головка навигационной камеры ОГ-НК – 1 штука,
- оптическая головка широкоугольной навигационной камеры ОГ-ШНК – 1 штука,
- блок обработки данных (БОД-НК), связанный с ОГ кабелями.
Оси визирования ОГ-НК и ОГ-ШНК параллельны и во время измерений направлены к снимаемому объекту (Земле или Луне), а оси визирования ОГ-ЗД составляют с ними угол 120º и угол 90º и направлены в сторону от КА, обеспечивая съемку звездного неба.
Характеристики оптических головок Навигационной камеры
| Параметр | ОГ-ШНК | ОГ-НК | ОГ-ЗД |
| Фокусное расстояние, мм | 3,5 | 36,4 | 36,4 |
| Относительное отверстие | 1 : 2,52 | 1 : 1,2 | 1 : 1,2 |
| Число активных элементов ФПУ | 2048 х 2048 | 2048 х 2048 | 2048 х 2048 |
| Размер элемента ФПУ, мкм | 5,5 | 5,5 | 5,5 |
| Угловое разрешение, угл. мин | 5,4 | 0,52 | 0,52 |
| Угловое поле зрения, град. | 180 | 17,8 х 17,8 | 17,8 х 17,8 |
ОГ-ЗД обеспечивают определение ориентации КА с погрешностью не более 10".
На трассе перелета Земля-Луна с помощью ОГ-НК производится измерение направления на центр Луны или Земли с погрешностью не хуже 10 угл. с (на расстоянии 100 тыс. км).
На орбитах вогруг Земли и Луны начальное определение положения КА проводится с помощью ОГ-ШНК по горизонту, что позволяет избежать необходимости использования априорной траекторной информации, и далее уточняется по контрольным точкам с помощью ОГ-ШНК и ОГ-НК. В результате достигается погрешность измерений положения подспутниковой точки не хуже 50 м при высоте Солнце не менее 10º.
Частота измерений ориентации и положения КА в режиме слежения – 1 Гц.
На следующем рисунке приводится пример детектирования горизонта Луны и контрольных точек на ее поверхности по модельному изображению ОГ-ШНК.
Пример модельного изображения Луны, получаемого ОГ-СШНК с высоты 100 км;
детектированные дуги горизонта и контрольные точки показаны желтым цветом.