Jak oni to zrobili, czyli kamery w starych sondach kosmicznych i sposoby wysyłania zdjęć na Ziemię

Artykuł/Nauka 20.02.2015
Jak oni to zrobili, czyli kamery w starych sondach kosmicznych i sposoby wysyłania zdjęć na Ziemię

Jak oni to zrobili, czyli kamery w starych sondach kosmicznych i sposoby wysyłania zdjęć na Ziemię

Pomysł na ten wpis pochodzi od Czytelnika, który po ostatnim artykule na temat fotografii z Voyagera wysłał do mnie maila z pytaniem, czy mógłbym napisać coś więcej na temat sprzętu fotograficznego znajdującego się na pokładzie tej sondy z 1977 roku.

Pierwsze fotografie z kosmosu otrzymaliśmy przesłane na Ziemię już pod koniec lat 50. dwudziestego wieku, ale nawet taki “nowinka” jak Voyager z 1977 roku posiadał sprzęt nieporównanie bardziej prymitywny, niż ten który każdy z nas dziś nosi ze sobą chociażby w telefonie komórkowym. Jakie to były aparaty? Cyfrowe czy analogowe? Jeśli cyfrowe, to jakiej rozdzielczości? Jeśli analogowe, to jak rozwiązano problem przesyłania fotografii na Ziemię?

Napisałem wcześniej, że pierwsze fotografie z Kosmosu zostały przesłane na Ziemię w latach 50-tych, jednak nie były to pierwsze zdjęcia z przestrzeni kosmicznej, jakie udało się wykonać.

Pierwszą fotografią z kosmosu była fotografia Ziemi wykonana w 1946 roku. Zrobiono ją, montując kamerę na zdobytej na Niemcach rakiecie V-2 i kierując ją pionowo w górę. Aparat wykonał zdjęcia na wysokości 105 kilometrów – są to górne warstwy atmosfery, ale umownie się przyjmuje że od setnego kilometra nad poziomem morza zaczyna się kosmos. Widać na nich wyraźnie zarówno krzywiznę Ziemi jak i czerń przestrzeni kosmicznej w tle. Kamera rozbiła się przy upadku, jednak przetrwał film umieszczony w metalowej kasecie. Jak widać, te zdjęcia nie były na Ziemię wysłane, ale… zrzucone.

1stPhotoFromSpace.jpg__600x0_q85_upscale
Pierwsza fotografia Ziemi z kosmosu

Jednym z pierwszych urządzeń, które przesłały fotografie (były to pierwsze zdjęcia niewidocznej z Ziemi strony Księżyca) była rosyjska Łuna 3. Było to w 1959 roku. To niezwykłe że dotąd nie wiedzieliśmy jak wygląda druga strona najbliższego nam ciała niebieskiego.

Luna-3_phototelegraph_system_at_Tsiolkovsky_State_Museum_of_the_History_of_Cosmonautics
To urządzenie było aparatem, laboratorium fotograficznym, skanerem i faksem Łuny 3

Budowa kamer w Łunie 3 jest dobrze udokumentowana. We wnętrzu sondy znajdował się aparat dwóch obiektywach: 200 i 500mm, automatyczne urządzenie do wywoływania filmów, oraz skaner. Aparat posiadał specjalny, odporny na promieniowanie i temperaturę film z 40 klatkami. Wykonywanie fotografii było zautomatyzowane: gdy sonda była skierowana w stronę Księżyca, odsłaniana była pokrywa aparatu i wykonywano zdjęcie. Film następnie został przesunięty do znajdującego się na pokładzie urządzenia wywołującego i suszącego wywołane fotografie.

Następnie na polecenie z Ziemi, wywołany film był przesuwany na skaner, a obraz był zamieniony na analogowy sygnał radiowy i wysłany na Ziemię. Rozdzielczość wynosiła 1000 linii skanowania.

Luna_3_moon
Fotografia drugiej strony Księżyca wykonana przez Łunę 3

Urządzenie wykonało 29 fotografii, z których 12 lub 17 zostało z sukcesem wysłane na Ziemię (źródła podają różne liczby). Sześć z nich było opublikowanych – pierwsze fotografie drugiej strony Księżyca.

Jeśli chodzi o Voyagera 1, to wyposażony on był już w kamery cyfrowe. W tej chwili są one już wyłączone, a ostatnie, pożegnalne fotografie, wspominałem w poprzednim wpisie. Ich rozdzielczość to osiemset pikseli na osiemset (800×800). Fotografie składowane były na specjalnej płycie fotoelektrycznej, która przechowuje je przez około 100 sekund. Jeśli nie mogą być natychmiast wysłane na Ziemię, składowane są na taśmie, do późniejszego wysłania.

Great_Red_Spot_From_Voyager_1
Jedna ze słynnych fotografii z Voyagera – tu po obróbce

 

Voyager 1 zrobił mnóstwo zdjęć, i w ciekawszych momentach (np. w trakcie zbliżania się do planety), danych przybywało o wiele więcej niż można było wysłać. Transfer danych wynosił 7,2 kilobitów na sekundę.

Fotografie wysyłane przez Voyager 1 były czarno-białe. Piękne fotografie, jakie opublikowano (np. zbliżenie czerwonej plamy na Jowiszu), to zdjęcia, które uprzednio były poddane obróbce, pokolorowaniu, uzupełnieniu brakujących pikseli, jak również sklejeniu z kilku fragmentów.

Oryginalne, nieobrobione fotografie można zobaczyć w ogromnym archiwum kosmicznych zdjęć NASA. Oto przykładowe zdjęcie przed obróbką.

C1462333_RAW

Odległości w kosmosie są tak duże, że praktycznie zawsze dostawać będziemy dane pobrane za pomocą przestarzałego dla nas sprzętu. Zasługą naukowców jest wyciągnięcie z tych danych jak najwięcej użytecznych informacji.

Może więc następnym razem, gdy poczujemy, że nasz smartfon nie jest najnowszym modelem, przypomnimy sobie Voyagera, Łunę, czy inny pojazd kosmiczny, robiący zdjęcia i przekazujący dane, mając do dyspozycji o wiele słabszy procesor i o wiele mniej pamięci.

Dołącz do dyskusji

Advertisement