6 Juin 2019

Sans l’atmosphère, la NASA peut prendre certaines des images les plus précises disponibles depuis l’espace. La technologie derrière la photographie spatiale doit surpasser celle des caméras terrestres. L’équipement de photographie dans l’espace est plus difficile à entretenir. Pour s’assurer que tout est prêt à faire partie d’un programme d’exploration spatiale, les appareils doivent subir des tests approfondis. En savoir plus sur les caméras et autres équipements utilisés dans l’espace et les normes rigoureuses auxquelles ils doivent se conformer.

De Quelles Choses dans L’Espace La NASA A-T-Elle Pris Des Photos ?

Au fil des ans, la NASA a pris des photos de divers corps dans l’espace, certains depuis la Terre et d’autres depuis l’orbite. Parmi les plus connues figurent des images qui ont captivé l’imagination du public en montrant des objets d’une manière que la plupart des gens sur Terre ne peuvent imaginer. Beaucoup de ces images sont devenues des icônes culturelles qui ont contribué à changer la perspective des gens sur la Terre et sa place dans l’univers.

Earthrise

Les astronautes d’Apollo 8 ont pris cette célèbre photo en 1968 alors qu’ils étaient en orbite autour de la lune. Il montre la Terre s’élevant au-dessus de l’horizon lunaire comme une lune gibbeuse au-dessus de la Terre. Cette image met en perspective à quel point notre planète apparaît petite depuis l’espace. Jusqu’à la photo, peu de gens pouvaient imaginer la Terre comme quelque chose de si petit qu’une seule photographie pouvait la capturer.

Peu de temps après que le public a vu l’image, le mouvement environnemental s’est lancé. L’auteur Jeffrey Kluger et bien d’autres attribuent l’image de Earthrise à cet événement. Deux ans seulement après que l’équipage d’Apollo 8 a pris la photo, les défenseurs de l’environnement ont créé le premier Jour de la Terre le 22 avril 1970.

Astronautes

Bien avant les selfies avec des téléphones portables, les astronautes ont pris des photos d’eux-mêmes et de l’autre pendant leur travail dans l’espace. Qu’ils flottent sur une station spatiale ou fassent des pas sur la lune, les astronautes ont documenté leurs efforts dans des images que la NASA a partagées avec le public.

Certaines images — telles que les empreintes humaines sur la lune — inspirent. D’autres — comme celles des astronautes dormant à l’envers sur la Station spatiale internationale – montrent les réalités de la vie dans l’espace. Grâce à ces images, les gens sur Terre peuvent voir la vie des astronautes, tout en leur donnant une idée de ce que les humains voyageant dans l’espace vivront à l’avenir.

Nébuleuses

Les photos prises à partir de la caméra avancée pour les relevés du télescope spatial Hubble — l’ACS de HST — montrent une large gamme de longueurs d’onde allant de l’ultraviolet au visible, ce qui permet de photographier des nébuleuses. Ces corps sont les lieux de naissance des étoiles. Voir ces pépinières d’étoiles met une figure céleste comme le Soleil dans la perspective de n’importe quelle autre étoile de taille moyenne.

Les photographies de la nébuleuse servent cependant un autre but que philosophique. Les formes des nébuleuses semblent vaguement similaires, mais restent radicalement différentes de tout ce qui se trouve sur Terre. Les noms de ces corps font allusion à leurs ressemblances possibles, comme les Piliers de l’Éternité, qui n’est qu’une partie de la Nébuleuse de l’Aigle. Des photos de ces corps témoignent de la beauté étonnante et inattendue au-delà de l’atmosphère terrestre.

Surfaces planétaires

Les rovers envoyés vers d’autres planètes et lunes ont capturé des photographies des paysages et les ont renvoyées sur Terre. Par exemple, Sojourner et Pathfinder ont envoyé des images à la NASA depuis la surface de Mars en 1997. Aussi détaillée que soit l’imagerie satellitaire, l’observation des planètes et des lunes directement depuis la surface permet de montrer plus précisément les hauteurs relatives des montagnes et les profondeurs des cratères.

Les premières images de la surface martienne ont choqué beaucoup de ceux qui s’attendaient à des vues d’une civilisation extraterrestre. Mais ces photographies illustraient également l’immensité d’un monde sans les effets de la pluie que nous avons ici sur Terre. Le paysage martien sec et poussiéreux continue de fasciner ceux qui, sur Terre, scrutent les images envoyées par la dernière mission de l’atterrisseur.

Vues orbitales rapprochées

Les images de sondes spatiales, telles que Voyager 1 et 2, ont montré des détails beaucoup plus détaillés des planètes et des lunes du système solaire que les télescopes terrestres ne pouvaient le voir. En 1979, Voyager 1 a passé la lune volcanique de Jupiter Io et a capturé une éruption volcanique fortuite qui a créé un panache au-dessus de la surface. Bien que la NASA n’ait pas entrepris de prendre de telles images, c’est devenu la première image d’un volcan en dehors de la Terre.

Images de l’espace profond

En 2004, le télescope spatial Hubble a passé 1 million de secondes pour capturer une exposition de l’espace profond montrant plus de 10 000 galaxies. Le télescope a nécessité 400 orbites de la Terre pour capturer complètement l’image. Bien qu’elle ait nécessité une longue exposition, cette image a captivé l’imagination des téléspectateurs du monde entier.

Tout comme l’image Earthrise montrait la planète suffisamment petite pour tenir dans une seule photo, la célèbre image de la TVH montrait l’immensité de l’univers et l’insignifiance de notre propre galaxie de la Voie Lactée. La Terre tourne autour d’une étoile qui fait partie des milliards de l’univers. Cette photo inspire une exploration spatiale continue et plus poussée à la recherche d’autres planètes semblables à la Terre qui existent probablement au-delà du système solaire.

Images d’arrière-plan

Toutes les images n’impliquent pas de lumière visible. En 1992, l’explorateur de fond cosmique de la NASA a montré un rayonnement micro-ondes, un vestige du Big Bang. Cette image a valu à la NASA un prix Nobel en 2006 pour ses contributions à la science. Alors que d’autres photos ne montrent que ce que les humains peuvent voir, l’image des micro-ondes dans l’univers affichait le spectre au-delà de la lumière visible. Il a montré que des vestiges du Big Bang subsistent aujourd’hui, tout autour de l’univers, en attendant une caméra avec le bon objectif pour les visualiser.

Comètes

La NASA a non seulement pris des images de comètes qui passent, mais a également capturé des gros plans de ces corps. Le 4 juillet 2005, la NASA a fait une photo d’un projectile frappant le noyau rocheux de la comète Tempel 1. Il a également capturé la comète Shoemaker-Levy frappant Jupiter en 1994.

La vue rapprochée d’une comète a changé l’opinion de beaucoup de gens sur ces corps célestes. Alors que nous ne les voyons généralement de la Terre que comme des stries brillantes, voir la roche qui fait le noyau donne une image plus claire de ce que sont les comètes.

Terre

Les satellites en orbite photographient régulièrement la surface de la Terre. La série de satellites Landsat de la NASA a constamment orbité et capturé des images de la Terre depuis le lancement du programme en 1972.

Aujourd’hui, le programme Landsat n’est pas le seul à prendre des images satellites de la Terre. Les satellites commerciaux et de sécurité font de même. Souvent, cependant, ils ne partagent leurs photos qu’avec des clients ou des gouvernements, respectivement. Ces satellites de petite et moyenne taille n’ont pas la capacité durable d’un corps plus grand en orbite autour de la planète, mais ils ont tout de même besoin de caméras durables et durables pour rester utiles le plus longtemps possible.

Le Soleil

Pour capturer correctement des images du Soleil, la NASA utilise des instruments spéciaux. Avec ceux-ci, il peut photographier des vues spectaculaires des éruptions solaires et des taches solaires. Ces images montrent le Soleil comme plus qu’une ampoule et un radiateur pour la planète. Grâce à la surveillance des photos solaires, les chercheurs peuvent en apprendre davantage sur les opérations qui créent de l’énergie pour le Soleil.

Comment Prennent-Ils des Photos dans l’Espace ?

Comment les astronautes prennent-ils des photos dans l’espace? La réponse dépend de l’application. Sur la Station spatiale internationale, ou ISS, les astronautes prennent rapidement des photos à l’extérieur de la fenêtre. Parce que l’ISS se déplace si vite, les astronautes n’ont pas le temps de configurer une caméra pour une prise de vue ou de changer d’objectif. Pour s’assurer qu’ils capturent un bon cliché, les astronautes gardent toujours huit caméras prêtes à l’emploi dans la coupole de la station spatiale, afin que quelqu’un puisse prendre un appareil photo et prendre une photo en cas de besoin.

Lorsqu’il s’agit de prendre des photos depuis le télescope spatial Hubble, l’appareil dispose de plusieurs caméras pour prendre des photos de l’espace. Au lieu d’agir comme un télescope visuel comme le type que les astronomes utilisent sur Terre, le HST fonctionne davantage comme un appareil photo numérique pour capturer des images de la même manière qu’un appareil photo de téléphone portable. Les ondes radio transmettent ensuite ces images numériques vers la Terre. Les images numériques nécessitent plusieurs instruments pour prendre des photos, y compris des caméras à lumière visible, des capteurs infrarouges et des détecteurs de chaleur.

Les types de capteurs et de caméras du télescope spatial Hubble sont essentiels car l’équipement de la TVH doit durer des années. Il n’y a eu que cinq missions d’entretien prévues pour réparer le télescope depuis son lancement en 1993.

Quels matériaux le Télescope spatial Hubble Utilise-t-il ?

Les matériaux de la TVH doivent résister à des variations de température de plus de 100 degrés à chaque orbite autour de la Terre. De plus, l’extérieur du Hubble est bombardé par les radiations du Soleil sans protection de l’atmosphère des télescopes terrestres.

La structure du télescope lui-même n’est qu’une fine couche d’aluminium, mais à l’extérieur se trouvent des couches d’isolation. Une couche est constituée de couvertures, également appelées isolation multicouche, ou MLI. Au fil du temps, des zones de l’IM se sont décomposées en raison de l’exposition aux radiations et des variations de température. Dans les endroits où cette isolation devait être réparée ou remplacée, les astronautes ont réparé la TVH avec de nouvelles couches de couverture extérieures.

Le treillis squelette maintient la peau loin des instruments à l’intérieur. Fabriquée à partir d’époxy graphite, cette botte a une texture légère mais solide. Sur Terre, les équipements sportifs tels que les raquettes de tennis, les cadres de vélos et les clubs de golf utilisent de l’époxy graphite dans leur construction pour combiner résistance, longévité et faible poids.

Des instruments autres que des caméras aident la TVH à se déplacer et à cibler les corps nécessaires. Les capteurs de guidage fins permettent à la TVH de rester dirigée vers la chose qu’elle photographie en utilisant les distances entre le corps ciblé et les étoiles de guidage à proximité. Pour étudier les trous noirs, le HST doit séparer la lumière dans son spectre de couleurs avec le spectrographe d’imagerie du télescope spatial. Également à bord du HST se trouve un capteur de chaleur appelé caméra proche infrarouge et spectromètre multi-objets. Le spectrographe des origines cosmiques examine les parties du rayonnement ultraviolet pour étudier les gaz dans l’univers. En plus de ceux-ci, HST propose des caméras de photographie spatiale pour capturer des images d’au-delà de notre système solaire.

Quelles caméras sont sur la TVH?

Deux caméras principales à lumière visible sur la TVH aident à capturer les images les plus connues de ce télescope. La caméra avancée pour les levés, ACS, et la caméra grand champ 3, ou WFC3, permettent aux scientifiques de la Terre de prendre des photos depuis l’espace.

L’ACS dispose de trois caméras : caméras grand champ, aveugles solaires et caméras haute résolution. La caméra haute résolution s’est déconnectée en 2007 et les astronautes n’ont pas pu la réparer lors des réparations des caméras de l’ACS en 2009. La caméra à grand champ prend de grandes images de l’univers. Lorsque le rayonnement solaire interfère avec la lumière ultraviolette, les scientifiques utilisent la caméra solaire aveugle, qui capture les étoiles chaudes et d’autres corps émettant des ultraviolets. La caméra haute résolution pourrait prendre des photos à l’intérieur des galaxies. Le WFC3 remplace une partie de cette fonction.

La première caméra du télescope spatial Hubble, la WFC3, peut capturer des images à travers une gamme de spectres de lumière – proche ultraviolet, visible et proche infrarouge. Les images de la WFC3 et de l’ACS se combinent pour donner aux astronomes une image plus claire de l’univers que l’une ou l’autre caméra ne peut atteindre seule. Le WFC3, cependant, a connu quelques problèmes ces derniers temps. La caméra s’est arrêtée à l’automne 2018 en raison d’un problème matériel. Alors que Hubble dispose d’électronique de secours embarquée, les astronautes doivent réparer des problèmes importants sur la TVH.

Comment les Caméras Peuvent-elles résister À un Environnement Hostile?

Pour résister aux conditions difficiles, le HST est doté de couvertures isolantes à l’extérieur de sa structure en aluminium. L’isolation multicouche et les nouvelles couches de couverture extérieure protègent l’intérieur du télescope. À l’intérieur de la structure, les instruments bénéficient d’une protection adéquate pour fonctionner en toute sécurité.

Des composants durables et des systèmes de sauvegarde garantissent que les caméras de la TVH peuvent fonctionner avec le moins d’intervention humaine possible. Parce que ces caméras ne sont pas les mêmes qu’un film terrestre ou des appareils photo numériques, elles prennent des photos différemment.

En Quoi La Prise De Photos dans l’Espace Est-Elle Différente De La Photographie sur Terre?

La photographie spatiale a de nombreux facteurs qui se chevauchent avec la prise de photos de la Terre, et d’autres qui diffèrent. Dans l’espace, l’atmosphère n’obscurcit pas la lumière du soleil, de sorte que tout semble plus lumineux et plus clair. La vitesse de l’ISS ou de la navette joue également un rôle dans la rapidité avec laquelle les astronautes doivent capturer des images. Ils ont quelques secondes avant que le navire ne passe l’endroit photographié. Il n’y a pas de temps pour changer les objectifs de l’appareil photo ou retirer les capuchons d’objectif avant de prendre une photo.

En ce qui concerne la TVH, l’appareil photo de photographie spatiale ne fonctionne pas comme un appareil photo argentique standard. La TVH a une lentille qui s’ouvre pour admettre la lumière. Les scientifiques utilisent plusieurs filtres pour capturer des informations. Une fois que la TVH a transmis ces données à la Terre, les scientifiques combinent les données et ajoutent de la couleur en fonction du filtre par lequel la lumière est entrée. Si elles étaient vues de loin, les galaxies n’apparaîtraient pas aussi vibrantes que les photos corrigées en couleurs. Cependant, un spectateur plus proche de certaines galaxies verrait probablement des couleurs proches des images de la TVH.

Quelles Procédures De Test Les Caméras Devraient-Elles Subir Avant D’Être Lancées Dans L’Espace ?

Lors du test des caméras pour l’espace, plusieurs facteurs entrent en jeu. Les appareils doivent être suffisamment durables pour résister aux rigueurs des voyages dans l’espace et aux conditions en orbite. Comme tout ce qui est destiné à l’espace, les caméras doivent passer par des conditions de test rigoureuses avant d’obtenir l’approbation d’utilisation. Simuler les conditions difficiles et tester les matériaux utilisés pour construire les caméras permettent de vérifier que les caméras sont prêtes à être utilisées dans l’espace.

Chez NTS, nous effectuons des tests de matériaux pour vérifier la durabilité des matériaux utilisés dans la fabrication des composants des engins spatiaux. Certains programmes d’essais de matériaux que nous fournissons incluent les éléments suivants:

• Composition
• Corrosion
• Fatigue
• Inflammabilité
• Flexion
• Impact
• Exposition à l’ozone et aux gaz
• Cisaillement
• Traction / compression
• Thermique
• Analyse thermomécanique

Notre installation dispose de l’équipement nécessaire pour garantir que les matériaux utilisés dans l’industrie aérospatiale respectent les directives de la FAA et le RTCA DO-160. L’American Association for Laboratory Accreditation a certifié nos laboratoires selon la norme ISO / IEC 17025. En testant les matériaux pour l’espace, vous pouvez vérifier que les structures auront la durabilité nécessaire pour durer dans un environnement hostile.

Un autre moyen de rendre certains matériaux et pièces finies prêts pour l’espace consiste à effectuer des simulations spatiales. Une chambre à vide thermique permet de tester des engins spatiaux et leurs composants dans un environnement similaire à celui de l’espace et de la partie la plus externe de l’atmosphère terrestre. Le rayonnement solaire, les températures glaciales et le vide poussé sont les conditions auxquelles les matériaux ou appareils examinés sont soumis.

Ces réglages peuvent créer des réactions dans les matériaux de l’engin spatial non vus sur Terre. Par exemple, les températures élevées et le vide augmentent les risques de dégazage des réactions de gaz. En reconnaissant quand le dégazage se produit, les tests de simulation spatiale peuvent prédire la défaillance des engins spatiaux. L’examen du dégazage est essentiel, car c’est l’une des causes de défaillance les plus courantes dans ce type d’engin.

Les températures extrêmes sont également cruciales car les satellites en orbite ressentiront du chaud et du froid lorsqu’ils seront exposés ou non à la lumière du soleil. Les températures dans notre chambre d’essai ont une plage de -320 à 1 000 degrés Fahrenheit, avec la possibilité de tester des explosions jusqu’à 10 000 degrés Fahrenheit. L’engin capable de résister à ces conditions peut facilement résister à la chaleur et au froid de l’espace.

Les essais sous vide thermique, tels que ceux que nous effectuons, sont un pilier du programme spatial américain depuis sa création, et chez NTS, nous avons 50 ans d’expérience dans les essais de produits pour l’industrie aérospatiale et d’autres pour voir à quel point ils peuvent résister à des environnements extrêmes. La réalisation de programmes de test dans des chambres à vide thermique n’est pas la seule chose que nous faisons. Chez NTS, nous proposons des tests similaires pour pousser les engins spatiaux et autres dispositifs à leurs limites.

Quels Tests Similaires NTS Offre-T-Il?

Pour qu’un engin spatial atteigne sa destination, son système de propulsion doit fonctionner. L’essai des matériaux pour l’espace nécessite plusieurs vérifications des composants. Les embarcations doivent se déplacer comme prévu, qu’elles aient un équipage à bord ou non. Une partie du processus d’évaluation des systèmes de propulsion nécessite de voir comment ils fonctionnent dans les mêmes conditions dans l’espace. La simulation spatiale est essentielle pour les tests de propulsion, tout comme elle l’est pour vérifier l’intégrité de la structure d’un engin.

Les essais de propulsion exigent que le moteur reste immobile tout en mesurant sa puissance. Nous utilisons des tests statiques pour évaluer les performances fondamentales du moteur. Ensuite, le système passe à notre système de mesure de poussée, qui est capable de fonctionner avec des systèmes jusqu’à 50 000 livres de poussée. Parce que de tels systèmes créent des niveaux de bruit élevés, nous utilisons des conduits refroidis à l’eau pour amortir le son pour une installation d’essai plus silencieuse.

Un autre aspect critique des essais d’engins spatiaux est l’évaluation par satellite. Nous pouvons tester à la fois de grands et de petits engins en orbite, bien que ces catégories aient des exigences différentes. Les satellites plus gros restent en orbite géostationnaire pendant au moins 10 ans, mais les engins plus petits ne durent que de quelques semaines à quatre ans et orbitent à des niveaux bas ou moyens. La durée de vie plus courte et les orbites plus basses signifient que les petits et moyens satellites ont des expositions environnementales différentes de celles des satellites à des niveaux plus élevés.

Les satellites en orbite terrestre basse et moyenne nécessiteront des paramètres différents pour la simulation spatiale que les appareils en orbite géostationnaire de plus grande taille. Nos installations de simulation spatiale permettent de personnaliser les conditions pour garantir des tests réalistes avant la mise en orbite d’un engin spatial.

Parlez à un Expert en Essais d’appareils photo de Photographie Spatiale et Procédures similaires

Si vous avez des questions concernant nos méthodes d’essais, nos certifications, nos ingénieurs ou la gestion de notre chaîne d’approvisionnement, contactez-nous en ligne via notre formulaire demander à un expert. Si vous décidez que votre entreprise bénéficierait de nos programmes de test, demandez-nous un devis à NTS. Avec 50 ans d’expérience dans le développement d’essais et de simulations aérospatiales, nous avons les capacités pour nous assurer que vos produits sont prêts pour la propulsion aérospatiale et l’environnement hostile au-delà de la Terre.