مقالات

دوربین های فضاپیما های بین سیاره ای

دوربین های فضاپیمای بین سیاره ای

باور کنید یا نه، وقتی یک فضاپیما با یک دوربین به عنوان بخشی از مجموعه علمی خود زمین را ترک می کند، شباهت هایی در دنیای واقعی بین دوربین های کاوشگرهای فضایی بین سیاره ای و دوربین هایی که ما در B&H می فروشیم وجود دارد – به خصوص اکنون در عصر دیجیتال. عکاسی. در این مقاله به تمام فضاپیماهای آمریکایی که از مدار زمین خارج شده‌اند نگاه می‌کنیم و درباره سیستم‌های دوربین مختلف آن‌ها بحث خواهیم کرد.

اولین عکس از زمین از فضا توسط ماهواره هواشناسی TIROS-1 در 1 آوریل 1960 گرفته شد. از آن زمان، ماهواره ها، کاوشگرها و فضاپیماها عکس های شگفت انگیزی از منظومه شمسی و فراتر از آن گرفته اند! کاوشگرهای فضایی مملو از حسگرها هستند و هر کاوشگری دارای دوربین نیست. در اینجا به آن دسته از سیستم های تصویربرداری می پردازیم که با آنچه در قفسه های B&H SuperStore می توانید پیدا کنید، پسرعموهای نسبتاً نزدیکی هستند.

1. کاسینی

کاسینی که در سال 1997 به فضا پرتاب شد، تا پاییز 2017 به دور تاج منظومه شمسی، زحل و قمرهای آن می چرخید، زمانی که به طور عمدی به جو زحل پرواز کرد تا از برخورد احتمالی اجتناب ناپذیر آینده با قمر زحل، انسلادوس، که ممکن است پناهگاه حیات فرازمینی باشد، جلوگیری کند. . کاوشگر کاسینی به حسگرهای نوری مختلف و یک دوربین نوری مجهز بود که تصاویر شگفت انگیزی از سیاره حلقه دار گرفته است. کاوشگر هویگنس فضاپیما بر روی ماه، تیتان فرود آمد. زیرسیستم علمی تصویربرداری کاسینی (ISS) از یک دوربین با زاویه باز و باریک تشکیل شده است. هر دو دوربین دارای یک سنسور CCD با 12 میکرون پیکسل با ابعاد 1024 در 1024 هستند، با قدرت تفکیک که می تواند یک چهارم دلار را در برد 2.5 مایلی ببیند.

هر دوربین دارای دو چرخ فیلتر است – 9 فیلتر برای دوربین زاویه باز و 18 فیلتر برای دوربین با زاویه باریک – برای محدود کردن طول موج های خاص نور، و دوربین ها به طور متوسط 2700 عکس در هر ماه به زمین ارسال می کنند، از جمله فریم هایی برای تأیید کاسینی. موقعیت در فضا، با استفاده از ناوبری آسمانی، زیرا قطعاً هیچ GPS در زحل وجود ندارد!

 

2. دارت

برخورد سیارک ها به زمین فقط یک داستان علمی تخیلی نیست، بلکه یک واقعیت علمی است. اجسام در منظومه شمسی دائماً توسط اجرام بمباران می شوند و هنگامی که اجسام بزرگ به زمین برخورد می کنند، می توانند صدمات غیرقابل تصوری ایجاد کنند. DART که در نوامبر 2021 روی موشک فالکون 9 اسپیس ایکس پرتاب شد، آزمایش تغییر مسیر دوگانه سیارک، فضاپیمایی بود که برای آزمایش چندین فناوری دفاع سیاره ای طراحی شده بود.
تصویر فضاپیمای DART با گسترش آرایه های خورشیدی (ROSAs). هر یک از دو ROSA 8.6 متر در 2.3 متر است.

تصویر فضاپیمای DART با گسترش آرایه های خورشیدی (ROSAs). هر یک از دو ROSA 8.6 متر در 2.3 متر است.

دوربین آنبورد DART DRACO (دوربین شناسایی و سیارک دیدیموس برای ناوبری نوری) نام دارد که طراحی آن بر اساس تصویرگر LORRI در فضاپیمای افق های جدید است. تلسکوپ کاتادیوپتری Ritchey-Chrétien دارای دیافراگم 208 میلی متری و دیافراگم f/12.6 و سنسور تصویر CMOS پانکروماتیک با وضوح 2560 در 2160 پیکسل است. DRACO DART را به سمت قمر دیدیموس که از فاصله 50000 مایلی شروع می شود، شناسایی و راهنمایی می کند. شماتیک ماموریت DART برخورد روی قمر سیارک (65803) دیدیموس را نشان می دهد. مشاهدات پس از برخورد از تلسکوپ‌های نوری مبتنی بر زمین و رادار سیاره‌ای، به نوبه خود، تغییر در مدار قمر در مورد جسم مادر را اندازه‌گیری می‌کند.

در 26 سپتامبر 2022، DART یک ضربه‌گیر جنبشی (اصولاً یک گلوله) را روی سیارک دوتایی نزدیک به زمین (65803) Didymos آزمایش کرد، که از یک سیارک اولیه با عرض 780 متر و “ماهواره” آن با اندازه 160 متر تشکیل شده است. ضربه‌گیر به مهتاب دیدیموس برخورد کرد و دوره مداری آن را تغییر داد – یک ماموریت موفقیت آمیز! برخورد سیارک‌هایی به اندازه قمر (140 متر) با زمین یک نگرانی بزرگ است زیرا تنها حدود 40 درصد از این اجسام پیدا و ردیابی شده‌اند. آزمایش DART به توانایی آینده ما برای منحرف کردن سیارک های ورودی نوید می دهد.

 

3. سحر

داون که در سال 2007 پرتاب شد، قبل از اینکه سوخت سیستم پیشران یونی آن تمام شود، در نوامبر 2018 به دور پیش سیاره وستا (2011) و سیاره کوتوله سرس (2015) چرخید. وستا و سرس بزرگترین اجرام در کمربند سیارکی بین مدارهای مریخ و مریخ هستند. سیاره مشتری. به دلیل عملکرد سیستم موتور کارآمد خود، فضاپیمای داون اولین فضاپیمایی بود که به دور دو جسم فراتر از سیستم زمین-ماه می چرخید.

سپیده دم (بازخوانی هنرمند)

Dawn دو دوربین یکسان دارد: دوربین اصلی و پشتیبان که به نام Framing Camera شناخته می شود. هر کدام دارای یک لنز 150 میلی متری f/7.9 با 7 فیلتر رنگی و 8 گیگابیت حافظه داخلی اطلاعات هستند.

 

4. تاثیر عمیق

Deep Impact در سال 2005 به سمت دنباله دار تمپل 1 پرتاب شد و کمتر از 7 ماه پس از پرتاب، کاوشگر ضربه ای را آزاد کرد که به سطح دنباله دار برخورد کرد. Deep Impact دو دوربین داشت، یک ابزار با وضوح بالا (HRI)، یک تلسکوپ 11.8 اینچی، و یک ابزار با وضوح متوسط (HRI)، یک تلسکوپ 4.7 اینچی. MRI به عنوان یک پشتیبان عملکردی برای HRI و همچنین یک ابزار ناوبری آسمانی عمل کرد. ضربه گیر یک دوربین هدف گیری حمل می کرد.

Deep Impact (بازی هنرمند)

HRI یکی از بزرگ‌ترین دوربین‌هایی بود که در یک مأموریت سیاره‌ای به فضا پرواز کرد و وضوح 6 اینچ بر پیکسل در 435 مایل داشت. سیستم زاویه باز MRI دارای وضوح 33 اینچ در هر پیکسل در همان محدوده بود. متأسفانه، تصاویر HRI برای برخورد دنباله دار مبهم بود، اما برنامه هایی برای تغییر کاربری دوربین و کاوشگر برای جستجوی سیاراتی که به دور ستاره های دور می چرخند وجود داشت.

 

 

5. فضای عمیق 1

پیشگام فناوری پیشرانه یونی، Deep Space 1 در سال 1998 به فضا پرتاب شد و توسط سیارک 9969 بریل و دنباله دار بورلی پرواز کرد. دوربین مجتمع مینیاتوری و طیف‌سنج تصویربرداری (MICAS) یک بسته 26.5 پوندی حاوی دو دوربین سیاه و سفید و سایر تجهیزات تصویربرداری بود.

Deep Space 1 (نمایش هنرمند)

همه سنسورها از یک تلسکوپ با قطر 4 اینچ و دریچه‌های الکترونیکی مشترک استفاده می‌کردند. یکی از دوربین‌های B&W یک CCD و دیگری یک حسگر پیکسل فعال، شبیه به یک سنسور CMOS. ساختار و آینه‌ها از کاربید سیلیکون ساخته شده بودند. وضوح دوربین: تقریباً 100 تا 150 فوت در نزدیکترین فاصله 3 مایلی.

 

6. آزمایش علمی برنامه فضایی عمیق / کلمنتاین

این فضاپیما در ژانویه 1994 با هدف آزمایش حسگرها و اجزای فضاپیما برای پروازهای فضایی طولانی مدت به عنوان بخشی از پروژه مشترک بین ناسا و ابتکار دفاع استراتژیک وزارت دفاع در دوران ریگان (معروف به عنوان عامه پسند) بر روی یک Titan II از کالیفرنیا پرتاب شد. “جنگ ستارگان”). کلمنتاین اولین فضاپیمای ایالات متحده بود که پس از آپولو 17، 20 سال قبل، از ماه بازدید کرد.

ماکتی از کلمنتین در موزه ملی هوا و فضا

کلمنتاین یک دوربین UV/Visible، دوربین مادون قرمز نزدیک، دوربین مادون قرمز با طول موج بلند، یک دوربین با وضوح بالا و دو دوربین ردیاب ستاره داشت. دوربین UV/Visible یک تلسکوپ کاتادیوپتری با چرخ فیلتر شش فیلتر و تصویربردار CCD 288×384 پیکسل بود. دوربین Near IR نیز یک تلسکوپ کاتادیوپتری 96 میلی متری f/3.33 با چرخ شش فیلتر بود و دوربین مادون قرمز طول موج بلند دارای عدسی کاتادیوپتری 96 میلی متری f/2.67 بود. دوربین HiRes از یک تلسکوپ بریلیوم و تصویرگر CCD تشکیل شده است. Star Trackers دارای یک طراحی متحدالمرکز نوری با صاف کننده میدان فیبر نوری و آرایه CCD 576 x 384 پیکسل بود. این دوربین ها برای تصویربرداری و بررسی موقعیت فضاپیما با استفاده از ناوبری آسمانی استفاده می شدند. یک تلسکوپ ذرات باردار و سیستم تشخیص و محدوده تصویر لیزری (LIDAR) مجموعه تجهیزات را گرد کرد.

موزاییک هر قطب قمری

پس از خروج از مدار ماه، در می 1994، یک خطای کامپیوتری باعث شلیک یک رانشگر شد و فضاپیما را در چرخش 80 دور در دقیقه قرار داد. این یک ماموریت بعدی به سیارک جئوگرافوس را لغو کرد. با این حال، کاوشگر جایگاه خود را در تاریخ ثابت کرده است و اولین فضاپیمایی است که کل سطح ماه را از نظر توپوگرافی نقشه برداری می کند و 4 سال پس از مطالعه داده ها، مشخص شد که کلمنتاین یخ آب را در دهانه های قطبی عمیق ماه کشف کرده است – به اندازه کافی برای پشتیبانی یک مستعمره ماه یا ایجاد سوخت موشک برای اکتشافات فضایی بیشتر.

 

7. گالیله

گالیله با خروج از زمین در سال 1989 با شاتل فضایی آتلانتیس، به سمت منظومه جویان رفت و از دو سیارک در مسیر خود به سمت غول گازی بازدید کرد. در حالی که در اطراف مشتری در مدار بود ، این شاهدان عینی در برخورد بین دنباله دار شوماخر-لوی و سیاره عظیم بود. این فضاپیما یک سکوی در حال چرخش بود ، اما بخشی از دوربین ثابت ماند. Imager State State (SSI) یک دوربین 800 800 پیکسل CCD بود. گالیله اولین فضاپیمای مجهز به CCD بود. برای محافظت از CCD در برابر تابش مشتری ، دوربین با تانتالوم محافظت می شد. یک چرخ 8 فیلتر اجازه فیلتر کردن رنگ های مختلف را می دهد.

گالیله (بازی هنرمند)

در سال 2003، گالیله عمداً به جو مشتری برخورد کرد تا از آلوده شدن قمر اروپا به مواد مستقر در زمین جلوگیری کند.

سطح قمر یخی مشتری، اروپا

 

8. InSight

اینسایت که از پایگاه نیروی هوایی وندنبرگ در ماه می 2018 پرتاب شد، در 26 نوامبر 2018 بر روی سیاره سرخ فرود آمد. قابل ذکر است که این اولین پرتاب بین سیاره ای ناسا در ساحل غربی است و اولین پرتاب دیگر، InSight توسط دو CubeSats کوچک به مریخ همراه خواهد شد. Mars Cube One یا MarCO – با نام مستعار “Eva” و “Wall-E”. اهداف علمی آن بیشتر نگاه درونی به سیاره و کمتر بصری است. این فرودگر با بررسی ساختار درونی مریخ و در عین حال تعیین سطوح فعالیت لرزه‌ای مریخ برای سنجش حرکات تکتونیکی و برخورد شهاب‌ها بر سطح، تشکیل سیارات زمینی را مورد مطالعه قرار داد. تماس با InSight در دسامبر 2022 پس از تجمع بیش از حد گرد و غبار در صفحات خورشیدی آن که مانع از عملکرد بیشتر آن شد، از بین رفت.

Mars InSight

اما، حتی با وجود اینکه این فضاپیما درون مریخ را مورد مطالعه قرار داد، در حین حضور در مریخ چند عکس گرفت. InSight مجهز به دو دوربین بود: Instrument Deployment Camera (IDC) و Instrument Context Camera (ICC). IDC در انتهای یک بازوی رباتیک – اولین بازوی بین سیاره‌ای که دستگاه‌ها را در سیاره‌ای دیگر می‌گیرد – و ICC در زیر عرشه و رو به ابزارهای کار نصب شده بود.

هر دو دوربین نسخه های تمام رنگی اصلاح شده دوربین های کاوشگر Opportunity و Spirit بودند و CCD هایی با وضوح 1024×1024 بودند. IDC با بازو هدف گیری می شد، دارای میدان دید 45 درجه بود و قابلیت ایجاد تصاویر پانوراما 360 درجه از محل فرود را داشت. ICC دارای یک میدان دید 120 درجه برای نظارت با زاویه باز محل کار بود.

دو CubeSat به دوربین دوگانه نیز مجهز بودند. هر دو مارکوس دارای یک دوربین مهندسی میدان گسترده رنگی با میدان دید 138 درجه بودند. این دوربین برای تایید استقرار آنتن استفاده شد. و هر CubeSat یک دوربین میدان دید 6.8 درجه با میدان باریک رنگی داشت که به سمت آنتن UHF نشانه رفته بود. هر دو دوربین دارای رزولوشن 752 در 480 پیکسل بودند.

تصویری از Wall-E که زمین و ماه را در حین حرکت CubeSat به سمت مریخ نشان می دهد.

 

9. جونو

فضاپیمای جونو که در سال 2011 پرتاب شد و در مداری به دور مشتری قرار گرفت، دارای اولین تعامل عکاسی با رسانه های اجتماعی است. JunoCam که در پاییز 2015 شروع شد، به طرفداران این ماموریت اجازه داد تا در تصمیم گیری درباره عکس هایی که سفینه هنگام چرخش به دور مشتری می گیرد، کمک کنند. در واقع، دوربین بر روی فضاپیما صرفاً برای اهداف مشارکت عمومی نصب شده است. سایر ابزارها بخش علمی را انجام خواهند داد.

جونو (بازی هنرمند)

JunoCam دارای سنسور تصویربرداری رنگی Kodak KAI-2020 با وضوح 1600 در 1200 پیکسل است. میدان دید آن 18 3.4 درجه است و دارای سه فیلتر رنگی است. مدار بیضوی فضاپیما وضوح دوربین از 1.8 مایل در هر پیکسل به 1،118 مایل در هر پیکسل متفاوت خواهد بود. در وضوح پایین، سیاره غول پیکر تنها حدود 75 پیکسل عرض خواهد داشت، اما زمانی که از نزدیک باشد، JunoCam وضوح بهتری نسبت به کاوشگر کاسینی در هنگام عبور از مشتری خود در مسیر زحل خواهد داشت. فضاپیمای جونو احتمالاً در پرواز 33 مدار خود در اطراف مشتری کمتر از 100 تصویر خواهد گرفت.

تعداد زیادی از ابرهای چرخان در کمربند معتدل پویا شمالی در مشتری در این تصویر از فضاپیمای جونو ناسا ضبط شده است.

 

10. لوسی

لوسی که در 16 اکتبر 2021 از کیپ کاناورال در اطلس V پرتاب شد، اولین فضاپیمایی است که برای کاوش سیارک‌های تروجان مشتری (و یک سیارک کمربند سیارکی – 52246 دونالدجوهانسون) در یک ماموریت بلندپروازانه 12 ساله فرستاده شد که رکوردی را برای بزرگترین رکورد به ثبت رساند. تعداد مقاصد در یک ماموریت تروجان ها گروهی از سیارک ها در مدار کلی مشتری هستند که این سیاره عظیم را به دور خورشید هدایت می کنند و دنبال می کنند.


لوسی، مفهوم هنرمند

تصویربردار اصلی لوسی و حساس ترین دوربین آن، تصویربردار شناسایی برد بلند لوسی (L’LORRI) است – تلسکوپ ریچی-کرتین 8.2 اینچی با سنسور پانکروماتیک CCD 1024×1024 بر اساس تصویرگر LORRI در فضاپیمای افق های نو (نگاه کنید به قسمت ماموریت New Horizons، در زیر).

ماموریت لوسی ناسا تعداد بی سابقه ای از سیارک ها را کشف خواهد کرد.

L’Ralph، مشابه دوربین Ralph New Horizon، یک دوربین تصویربرداری چند طیفی با دیافراگم 75 میلی متری است که عکس های رنگی از تروجان ها و سایر اهداف می گیرد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *