6. juni 2019

uden atmosfæren i vejen kan NASA tage nogle af de mest præcise billeder, der er tilgængelige fra rummet. Teknologien bag rumfotografering skal overgå teknologien fra jordbundne kameraer. Fotografiudstyr i det ydre rum er sværere at få serviceret. For at sikre, at alt er klar til at være en del af et rumforskningsprogram, skal enheder gennemgå omfattende test. Oplev mere om kameraerne og andet udstyr, der bruges i rummet, og de strenge standarder, de skal overholde.

hvilke ting i rummet har NASA taget billeder af?

i årenes løb har NASA taget billeder af forskellige kroppe i rummet, nogle fra jorden og andre fra kredsløb. Blandt de mest kendte er billeder, der har fanget den offentlige fantasi ved at vise objekter på måder, som de fleste mennesker på jorden ikke kan forestille sig. Mange af disse billeder er blevet kulturelle ikoner, der hjalp med at ændre folks perspektiv på jorden og dens plads i universet.

Earthrise

Apollo 8 astronauter knækkede dette berømte billede i 1968, mens de kredsede om månen. Det viser Jorden, der stiger over månens horisont som en voksende gibbous måne over jorden. Dette billede sætter i perspektiv, hvor lille vores planet ser ud fra rummet. Indtil billedet kunne få forestille sig Jorden som noget så lille, at et enkelt fotografi kunne fange det.

kort efter at offentligheden så billedet, lancerede miljøbevægelsen. Forfatter Jeffrey Kluger og mange andre krediterer billedet af Earthrise med denne begivenhed. Kun to år efter Apollo 8 ‘ s besætning tog billedet, etablerede miljøforkæmpere den første jorddag den 22.April 1970.

astronauter

længe før selfies med mobiltelefoner har astronauter taget billeder af sig selv og hinanden under deres arbejde i rummet. Uanset om de flyder på en rumstation eller tager skridt på månen, har astronauter dokumenteret deres indsats i billeder, som NASA har delt med offentligheden.

nogle billeder — såsom menneskelige fodspor på månen — inspirerer. Andre — som astronauter, der sover på hovedet på Den Internationale Rumstation-viser realiteterne ved at leve i rummet. Gennem disse billeder kan folk på Jorden se livene astronauter leve, samtidig med at de giver dem en ide om, hvad mennesker, der rejser gennem rummet, vil opleve i fremtiden.

Nebulas

fotos taget fra Hubble Space Telescope ‘s advanced camera for surveys — HST’ s ACS — viser en bred vifte af bølgelængder fra ultraviolet til synlig, hvilket giver mulighed for fotografier af nebulas. Disse kroppe er stjernernes fødesteder. At se disse stjerneskoler sætter en himmelsk figur som Solen i perspektivet af enhver anden mellemstor stjerne.

nebula-fotografierne tjener dog et andet formål end filosofiske. Former af nebulas synes vagt ens, men forbliver drastisk forskellige fra noget på jorden. Navnene på disse kroppe antyder deres mulige ligheder, såsom evighedens søjler, som kun er en del af Ørnetågen. Billeder af disse kroppe vidner om den fantastiske, uventede skønhed ud over Jordens atmosfære.

planetariske overflader

Rovere sendt til andre planeter og måner har taget fotografier af landskabet og sendt disse billeder tilbage til jorden. For eksempel sendte Sojourner og Pathfinder billeder til NASA fra Mars-overfladen i 1997. Så detaljeret som satellitbilleder er blevet, giver visning af planeter og måner direkte fra overfladen billeder til mere præcist at vise relative højder af bjerge og dybder af kratere.

de første billeder af Mars-overfladen chokerede mange, der forventede synspunkter på en fremmed civilisation. Men disse fotografier illustrerede også storheden i en verden uden forvitringseffekterne af den Regn, vi har her på jorden. Det tørre, støvede martiske landskab fascinerer fortsat dem på jorden, der porer over billeder sendt fra den seneste lander-mission.

Luk Orbitalvisninger

billeder fra rumprober, såsom Voyager 1 og 2, viste meget højere detaljer om planeter og måner i solsystemet, end jordbundne teleskoper kunne se. I 1979 passerede Voyager 1 Jupiters vulkanske måne Io og fangede et tilfældigt vulkanudbrud, der skabte en sky højt over overfladen. Selvom NASA ikke satte sig for at tage sådanne billeder, blev det det første billede af en vulkan overalt uden for Jorden.

Deep Space Images

i 2004 brugte Hubble Space Telescope 1 million sekunder på at fange en eksponering af deep space, der viser mere end 10.000 galakser. Teleskopet krævede 400 baner af jorden for fuldt ud at fange billedet. Selvom det havde brug for en lang eksponering, fangede dette billede fantasien hos seere over hele verden.

ligesom Earthrise-billedet viste planeten lille nok til at passe ind i et enkelt foto, viste HST ‘ s berømte billede universets storhed og ubetydeligheden af vores egen mælkevejsgalakse. Jorden drejer sig om en stjerne, der er en af milliarder i universet. Dette foto inspirerer til fortsat og yderligere rumforskning på jagt efter andre jordlignende planeter, der sandsynligvis findes ud over solsystemet.

baggrundsbilleder

ikke alle billeder involverer synligt lys. I 1992 viste NASAs kosmiske Baggrundsforsker mikrobølgestråling, en rest af Big Bang. Dette billede vandt NASA en Nobelpris i 2006 for sine bidrag til videnskaben. Mens andre fotos kun viser, hvad mennesker kan se, viste billedet af mikrobølger i universet spektret ud over synligt lys. Det viste, at rester af Big Bang forbliver i dag, overalt i universet, venter på et kamera med den rigtige linse for at se dem.

kometer

NASA har ikke kun taget billeder af forbipasserende kometer, men også fanget nærbilleder af disse kroppe. Den 4. juli 2005 lavede NASA et billede af et projektil, der ramte den stenede kerne af kometen Tempel 1. Det fangede også kometen Shoemaker-Levy slående Jupiter i 1994.

nærbillede af en komet ændrede mange menneskers meninger om disse himmellegemer. Mens vi generelt ser dem fra jorden som kun lyse striber, at se klippen, der gør kernen, giver et klarere billede af, hvad kometer er.

jorden

satellitter i kredsløb fotograferer regelmæssigt jordens overflade. NASAs Landsat-serie af satellitter har konsekvent kredset og taget billeder af jorden siden programmet blev lanceret i 1972.

i dag er Landsat-programmet ikke det eneste, der tager satellitbilleder af jorden. Kommercielle og sikkerhedssatellitter gør det samme. Ofte deler de dog kun deres fotos med henholdsvis kunder eller regeringer. Disse små og mellemstore satellitter har ikke den langvarige kapacitet af en større krop, der kredser om planeten, men de har stadig brug for holdbarhed og varige kameraer for at forblive nyttige så længe som muligt.

solen

for at tage billeder af solen tilstrækkeligt bruger NASA specielle instrumenter. Med disse, det kan fotografere dramatiske udsigt over soludbrud og solpletter. Disse billeder viser solen som mere end en pære og varmelegeme til planeten. Gennem overvågning af solfotos kan forskere lære mere om de operationer, der skaber energi til Solen.

Hvordan tager de billeder i rummet?

Hvordan tager astronauter billeder i rummet? Svaret afhænger af ansøgningen. På den internationale rumstation, eller ISS, tager astronauterne hurtigt billeder uden for vinduet. Fordi ISS bevæger sig så hurtigt, har astronauterne ikke tid til at oprette et kamera til et skud eller skifte linser. For at sikre, at de fanger et godt skud, holder astronauter altid otte kameraer klar i rumstationens kuppel, så nogen kan få fat i et kamera og tage et billede, når det er nødvendigt.

når det kommer til at tage billeder fra Hubble-Rumteleskopet, har enheden flere kameraer til at tage billeder af rummet. I stedet for at fungere som et visuelt teleskop som den type astronomer bruger på jorden, udfører HST mere som et digitalt kamera til at optage billeder på samme metode som et mobiltelefonkamera. Radiobølger sender derefter disse digitale billeder tilbage til jorden. De digitale billeder kræver flere instrumenter til at tage billeder, herunder synligt lys kameraer, infrarøde sensorer og varmedetektorer.

typerne af sensorer og kameraer på Hubble-Rumteleskopet er vigtige, fordi udstyret på HST skal vare i årevis. Der har kun været fem planlagte servicemissioner til reparation af teleskopet siden lanceringen i 1993.

hvilke materialer bruger Hubble-Rumteleskopet?

materialer på HST skal modstå temperatursvingninger på over 100 grader hver bane rundt om Jorden. Derudover bliver det ydre af Hubble bombarderet af stråling fra solen uden beskyttelse mod atmosfæren jordbundne teleskoper har.

selve teleskopets struktur er kun et tyndt lag aluminium, men uden for dette er lag af isolering. Et lag består af tæpper, også kendt som flerlagsisolering eller MLI. Over tid brød områder af MLI ned fra strålingseksponering og temperaturvariationer. På steder, hvor denne isolering havde brug for reparation eller udskiftning, lappede astronauterne HST med nye ydre tæppelag.

skeletbøjlen holder huden væk fra instrumenterne indeni. Denne truss er lavet af grafit-Epoksi og har en let, men alligevel stærk struktur. På jorden bruger sportsudstyr som tennisracketer, cykelrammer og golfklubber grafitepoksi i deres konstruktion for at kombinere styrke, lang levetid og lav vægt.

andre instrumenter end kameraer hjælper HST med at bevæge sig rundt og målrette mod de nødvendige kroppe. De fine styringssensorer gør det muligt for HST at forblive rettet mod den ting, den fotograferer ved at bruge afstande mellem den målrettede krop og nærliggende styrestjerner. For at studere sorte huller skal HST adskille lys i sit farvespektrum med space telescope imaging spectrograph. Også ombord på HST er en varmesensor kaldet det næsten infrarøde kamera og multiobjektspektrometer. Cosmic origins spectrograph ser på dele af ultraviolet stråling for at studere gasser i universet. Ud over disse har HST rumfotograferingskameraer til at tage billeder ud over vores solsystem.

hvilke kameraer er der på HST?

to vigtigste synlige lyskameraer på HST hjælper med at fange de mest kendte billeder fra dette teleskop. Både det avancerede kamera til undersøgelser, ACS og vidvinkelkameraet 3 eller VFC3 gør det muligt for forskere fra Jorden at tage billeder fra rummet.

ACS har tre kameraer — bredfelt -, solblinde-og højopløsningskameraer. Kameraet i høj opløsning gik offline i 2007, og astronauter kunne ikke ordne det under reparationer af ACS’ kameraer i 2009. Det brede feltkamera tager store billeder af universet. Når solstråling forstyrrer ultraviolet lys, bruger forskere solblindkameraet, der fanger varme stjerner og andre ultraviolette emitterende kroppe. Kameraet i høj opløsning kunne tage billeder inde i galakser. VFC3 erstatter nogle af denne funktion.

Hubble Space Telescope ‘ s førende kamera, VFC3, kan optage billeder på tværs af en række lysspektrum — næsten ultraviolet, synligt og næsten infrarødt. Billederne fra VFC3 og ACS giver astronomerne et klarere billede af universet, end begge kameraer kan opnå alene. VFC3 har dog oplevet nogle problemer på det seneste. Kameraet lukkede i efteråret 2018 på grund af et maskinproblem. Mens Hubble har indbygget backup-elektronik, skal astronauter reparere betydelige problemer på HST.

Hvordan kan kameraerne modstå det barske miljø?

for at modstå de barske forhold har HST isolerende tæpper uden for sin aluminiumsstruktur. Både flerlagsisolering og nye ydre tæppelag beskytter det indre af teleskopet. Inde i strukturen har instrumenterne tilstrækkelig beskyttelse til at fungere sikkert.

holdbare komponenter og backupsystemer sikrer, at kameraerne på HST kan fungere med så lidt menneskelig indgriben som muligt. Fordi disse kameraer ikke er det samme som en jordisk film eller digitale kameraer, tager de billeder forskelligt.

Hvordan er det at tage billeder i rummet forskelligt fra fotografering på jorden?

Rumfotografering har mange faktorer, der overlapper med Jordbilledoptagelse, og andre, der adskiller sig. I rummet skjuler atmosfæren ikke sollys, så alt ser lysere og klarere ud. Hastigheden på ISS eller shuttle spiller også en rolle i, hvor hurtigt astronauter skal tage billeder. De har sekunder, før skibet passerer det fotograferede sted. Der er ikke tid til at skifte kameralinser eller fjerne objektivhætter, før du tager et foto.

når det kommer til HST, fungerer rumfotograferingskameraet ikke som et standardfilmbaseret kamera. HST har en linse, der åbner for at indrømme lys. Forskere bruger flere filtre til at fange information. Efter at HST har transmitteret disse data tilbage til jorden, kombinerer forskere dataene og tilføjer farve baseret på det filter, lyset kom ind gennem. Hvis man ser langt væk, ville galakserne ikke virke så levende som de farvekorrigerede fotos. Imidlertid vil en seer tættere på nogle galakser sandsynligvis se farver tæt på billederne fra HST.

hvilke testprocedurer skal kameraer gennemgå, før de lanceres i rummet?

når man tester kameraer for plads, kommer flere faktorer i spil. Enhederne skal være holdbare nok til at stå op til rigor af rumrejser og forholdene i kredsløb. Som alt, hvad der er bestemt til plads, skal kameraer gennemgå strenge testbetingelser, før de får godkendelse til brug. Simulering af de barske forhold og test af de materialer, der bruges til at bygge kameraerne, hjælper begge med at kontrollere, at kameraerne er klar til brug i rummet.

hos NTS leverer vi materialetest for at verificere holdbarheden af de materialer, der anvendes til fremstilling af komponenter i rumfartøjer. Nogle materielle testprogrammer, vi leverer, inkluderer følgende:

• sammensætning
• korrosion
• træthed
• antændelighed
• bøjning
• påvirkning
• eksponering for gas og gas
• forskydning
• træk/kompression
• termisk
• termomekanisk analyse

Vores anlæg har udstyret til at sikre, at materialer, der anvendes i luftfartsindustrien, overholder faa-retningslinjerne og RTCA do-160. American Association for Laboratory akkreditering certificeret vores laboratorier under ISO / IEC 17025. Ved at teste materialer til plads, kan du kontrollere strukturer vil have holdbarhed til at vare i det barske miljø.

et andet middel til at gøre visse materialer og færdige dele klar til plads er at udføre rumsimuleringer. Et termisk vakuumkammer muliggør test af rumfartøjer og deres komponenter i en indstilling svarende til rummet og den yderste del af Jordens atmosfære. Solstråling, kølige temperaturer og et højt vakuum er de forhold, de undersøgte materialer eller enheder oplever.

disse indstillinger kan skabe reaktioner i materialerne i rumfartøjet, der ikke ses på jorden. For eksempel øger forhøjede temperaturer og vakuum chancerne for udgasning fra gasreaktioner. Ved at genkende, hvornår afgasning opstår, kan rumsimuleringstest forudsige fiasko i rumfartøjer. Undersøgelse for afgasning er kritisk, da det er en af de mest almindelige årsager til svigt i sådanne håndværk.

temperatur ekstremer er også afgørende, fordi satellitter i kredsløb vil opleve varmt og koldt, når de udsættes for sollys eller ej. Temperaturer i vores testkammer har en rækkevidde på -320 til 1.000 grader Fahrenheit, med mulighed for at teste eksplosioner op til 10.000 grader Fahrenheit. Håndværket, der kan modstå disse forhold, kan let stå op til varmen og kølen i rummet.

termisk vakuumtestning, som den slags, vi udfører, har været en grundpille i det amerikanske rumprogram siden starten, og hos NTS har vi 50 års erfaring med at teste produkter til luftfartsindustrien og andre for at se, hvor godt de kan holde op til ekstreme miljøer. Gennemførelse af testprogrammer i termiske vakuumkamre er ikke det eneste, vi gør. Hos NTS tilbyder vi lignende test for at skubbe rumfartøjer og andre enheder til deres grænser.

hvilken lignende test tilbyder NTS?

for at ethvert rumfartøj skal nå sin destination, skal dets fremdriftssystem fungere. Test af materialer til plads kræver flere komponentkontroller. Håndværk skal bevæge sig som forventet, uanset om de har en besætning ombord eller ej. En del af processen med at evaluere fremdrivningssystemer kræver at se, hvordan de fungerer under de samme forhold i rummet. Rumsimulering er afgørende for fremdrivningstest, ligesom det er ved at verificere integriteten af et fartøjs struktur.

Fremdrivningstest kræver, at motoren forbliver stille, mens den måler sin effekt. Vi bruger statisk test til at evaluere motorens grundlæggende ydeevne. Dernæst bevæger systemet sig til vores trykmålesystem, som er i stand til at arbejde med systemer op til 50.000 pund tryk. Da sådanne systemer skaber høje støjniveauer, bruger vi vandkølede kanaler til at dæmpe lyden til et mere støjsvagt testanlæg.

et andet kritisk aspekt af rumfartøjstest er satellitevaluering. Vi kan teste både store og små kredsløbsfartøjer, selvom disse kategorier har forskellige krav. Større satellitter forbliver i geostationær bane i mindst 10 år, men mindre fartøjer varer kun mellem et par uger op til fire år og kredser på lave eller mellemstore niveauer. De kortere levetider og lavere baner betyder, at små og mellemstore satellitter har forskellige miljøeksponeringer sammenlignet med dem på højere niveauer.

lav – og Mellemjordiske kredsløbssatellitter kræver forskellige indstillinger for rumsimulering end større geostationære kredsløbsenheder. Vores rumsimuleringsfaciliteter giver mulighed for tilpasning af forholdene for at sikre realistisk test, før et rumfartøj går i kredsløb.

Tal med en ekspert på Rumfotografering Kamera Test og lignende procedurer

hvis du har spørgsmål vedrørende vores testmetoder, certificeringer, ingeniører eller styring af vores forsyningskæde, kontakt os online via vores Spørg en ekspert formular. Hvis du beslutter, at din virksomhed vil drage fordel af vores testprogrammer, skal du anmode om et tilbud fra os på NTS. Med 50 års erfaring med udvikling af rumfartstest og simuleringer har vi evnen til at sikre, at dine produkter er klar til fremdrift af rumfart og det barske miljø ud over jorden.