6 Giugno 2019

Senza l’atmosfera nel modo, la NASA può prendere alcune delle immagini più precise disponibili dallo spazio. La tecnologia alla base della fotografia spaziale deve superare quella delle fotocamere legate alla Terra. Le attrezzature fotografiche nello spazio esterno sono più difficili da riparare. Per garantire che tutto sia pronto per far parte di un programma di esplorazione spaziale, i dispositivi devono essere sottoposti a test approfonditi. Scopri di più sulle telecamere e altre attrezzature utilizzate nello spazio e gli standard rigorosi che devono resistere.

Quali cose nello spazio ha fatto le foto della NASA?

Nel corso degli anni, la NASA ha scattato foto di vari corpi nello spazio, alcuni dalla Terra e altri dall’orbita. Tra le più note ci sono immagini che hanno catturato l’immaginazione pubblica mostrando oggetti in modi che la maggior parte delle persone sulla Terra non può immaginare. Molte di queste immagini sono diventate icone culturali che hanno contribuito a cambiare la prospettiva della Terra e il suo posto nell’universo.

Earthrise

Gli astronauti dell’Apollo 8 scattarono questa famosa immagine nel 1968 mentre orbitavano intorno alla luna. Mostra la Terra che sorge sull’orizzonte lunare come una luna gibbosa crescente sulla Terra. Questa immagine mette in prospettiva quanto piccolo appare il nostro pianeta dallo spazio. Fino all’immagine, pochi potevano immaginare la Terra come qualcosa di così piccolo che una singola fotografia poteva catturarlo.

Poco dopo che il pubblico ha visto l’immagine, il movimento ambientalista ha lanciato. L’autore Jeffrey Kluger e molti altri accreditano l’immagine di Earthrise con questo evento. Solo due anni dopo che l’equipaggio di Apollo 8 ha scattato la foto, i sostenitori dell’ambiente hanno istituito la prima Giornata della Terra il 22 aprile 1970.

Astronauti

Molto prima dei selfie con i cellulari, gli astronauti hanno scattato foto di se stessi e l’un l’altro durante il loro lavoro nello spazio. Sia galleggiante su una stazione spaziale o fare passi sulla luna, gli astronauti hanno documentato i loro sforzi in immagini NASA ha condiviso con il pubblico.

Alcune immagini — come impronte umane sulla luna — ispirano. Altri-come quelli degli astronauti che dormono a testa in giù sulla Stazione Spaziale Internazionale-mostrano la realtà del vivere nello spazio. Attraverso queste immagini, le persone sulla Terra possono vedere le vite che vivono gli astronauti, dando loro un’idea di ciò che gli esseri umani che viaggiano attraverso lo spazio sperimenteranno in futuro.

Nebulose

Le foto scattate dalla fotocamera avanzata per le indagini del Telescopio spaziale Hubble — ACS di HST — mostrano una vasta gamma di lunghezze d’onda dall’ultravioletto al visibile, consentendo fotografie di nebulose. Questi corpi sono i luoghi di nascita delle stelle. Vedendo questi vivai stella mette una figura celeste come il Sole nella prospettiva di qualsiasi altra stella di medie dimensioni.

Le fotografie della nebulosa hanno però un altro scopo che filosofico. Le forme delle nebulose appaiono vagamente simili, ma rimangono drasticamente diverse da qualsiasi cosa sulla Terra. I nomi di questi corpi suggeriscono le loro possibili somiglianze, come i Pilastri dell’Eternità, che è solo una parte della Nebulosa Aquila. Le foto di questi corpi testimoniano la straordinaria e inaspettata bellezza oltre l’atmosfera terrestre.

Superfici planetarie

I rover inviati ad altri pianeti e lune hanno catturato fotografie dei paesaggi e inviato quelle immagini sulla Terra. Ad esempio, Sojourner e Pathfinder hanno inviato immagini alla NASA dalla superficie di Marte nel 1997. Per quanto dettagliate come immagini satellitari è diventato, la visualizzazione di pianeti e lune direttamente dalla superficie permette alle immagini di mostrare con maggiore precisione le altezze relative di montagne e profondità dei crateri.

Le prime immagini della superficie marziana scioccarono molti che si aspettavano vedute di una civiltà aliena. Ma quelle fotografie illustravano anche la vastità di un mondo senza gli effetti atmosferici della pioggia che abbiamo qui sulla Terra. Il paesaggio marziano secco e polveroso continua ad affascinare coloro che sulla Terra si soffermano sulle immagini inviate dalla più recente missione lander.

Viste orbitali ravvicinate

Immagini da sonde spaziali, come Voyager 1 e 2, mostravano dettagli molto più alti di pianeti e lune nel sistema solare di quanto i telescopi terrestri potessero vedere. Nel 1979, Voyager 1 passò la luna vulcanica di Giove Io e catturò un’eruzione vulcanica casuale che creò un pennacchio sopra la superficie. Anche se la NASA non ha deciso di prendere tali immagini, è diventato la prima immagine di un vulcano ovunque al di fuori della Terra.

Immagini dello spazio profondo

Nel 2004, il telescopio spaziale Hubble ha speso 1 milione di secondi per catturare un’esposizione dello spazio profondo che mostra più di 10.000 galassie. Il telescopio ha richiesto 400 orbite della Terra per catturare completamente l’immagine. Anche se aveva bisogno di una lunga esposizione, questa immagine ha catturato l’immaginazione degli spettatori di tutto il mondo.

Proprio come l’immagine Earthrise mostrava il pianeta abbastanza piccolo da essere inserito in una singola foto, la famosa immagine dell’HST mostrava la vastità dell’universo e l’insignificanza della nostra galassia della Via Lattea. La Terra ruota attorno a una stella che è uno dei miliardi nell’universo. Questa foto ispira continua e ulteriore esplorazione dello spazio alla ricerca di altri pianeti simili alla Terra che probabilmente esistono al di là del sistema solare.

Immagini di sfondo

Non tutte le immagini coinvolgono la luce visibile. Nel 1992, Cosmic Background Explorer della NASA ha mostrato la radiazione a microonde, un residuo del Big Bang. Questa immagine ha vinto alla NASA un premio Nobel nel 2006 per i suoi contributi alla scienza. Mentre altre foto mostrano solo ciò che gli umani possono vedere, l’immagine delle microonde nell’universo mostrava lo spettro oltre la luce visibile. Ha mostrato vestigia del Big Bang rimangono oggi, in tutto l’universo, in attesa di una fotocamera con l’obiettivo giusto per visualizzarli.

Comete

La NASA non solo ha scattato immagini di comete di passaggio, ma ha anche catturato primi piani di questi corpi. Il 4 luglio 2005, la NASA ha fatto una foto di un proiettile che colpisce il nucleo roccioso della cometa Tempel 1. Ha anche catturato la cometa Shoemaker-Levy che colpisce Giove nel 1994.

La vista ravvicinata di una cometa ha cambiato le opinioni di molte persone su questi corpi celesti. Mentre generalmente li vediamo dalla Terra come solo strisce luminose, vedendo la roccia che rende il nucleo dà un quadro più chiaro di ciò che le comete sono.

Terra

I satelliti in orbita fotografano regolarmente la superficie terrestre. La serie di satelliti Landsat della NASA ha costantemente orbitato e catturato immagini della Terra dal lancio del programma nel 1972.

Oggi, il programma Landsat non è l’unico a scattare immagini satellitari della Terra. I satelliti commerciali e di sicurezza fanno lo stesso. Spesso, però, condividono solo le loro foto con i clienti o governi, rispettivamente. Questi satelliti di piccole e medie dimensioni non hanno la capacità di lunga durata di un corpo più grande in orbita attorno al pianeta, ma hanno ancora bisogno di telecamere durature e durature per rimanere utili il più a lungo possibile.

Il Sole

Per catturare adeguatamente le immagini del Sole, la NASA utilizza strumenti speciali. Con questi, può fotografare viste drammatiche di brillamenti solari e macchie solari. Queste immagini mostrano il Sole come più di una lampadina e riscaldatore per il pianeta. Attraverso il monitoraggio foto solari, i ricercatori possono imparare di più sulle operazioni che creano energia per il Sole.

Come scattano foto nello spazio?

Come fanno gli astronauti a scattare foto nello spazio? La risposta dipende dall’applicazione. Sulla Stazione Spaziale Internazionale, o ISS, gli astronauti scattano rapidamente foto fuori dalla finestra. Poiché la ISS si muove così velocemente, gli astronauti non hanno il tempo di impostare una fotocamera per uno scatto o cambiare le lenti. Per assicurarsi di catturare un grande colpo, gli astronauti tengono sempre otto telecamere a portata di mano nella cupola della stazione spaziale, in modo che qualcuno possa afferrare una fotocamera e scattare una foto quando necessario.

Quando si tratta di scattare foto dal telescopio spaziale Hubble, il dispositivo dispone di più telecamere per scattare foto di spazio. Invece di agire come un telescopio visivo come il tipo che gli astronomi usano sulla Terra, l’HST si comporta più come una fotocamera digitale per catturare immagini con lo stesso metodo di una fotocamera del telefono cellulare. Le onde radio trasmettono quindi queste immagini digitali sulla Terra. Le immagini digitali richiedono più strumenti per scattare foto, tra cui telecamere a luce visibile, sensori a infrarossi e rilevatori di calore.

I tipi di sensori e telecamere sul telescopio spaziale Hubble sono essenziali perché l’apparecchiatura sull’HST deve durare per anni. Ci sono state solo cinque missioni di manutenzione pianificate per riparare il telescopio dal suo lancio nel 1993.

Quali materiali utilizza il telescopio spaziale Hubble?

I materiali sull’HST devono resistere a sbalzi di temperatura di oltre 100 gradi ogni orbita intorno alla Terra. Inoltre, l’esterno dell’Hubble viene bombardato dalle radiazioni del Sole senza protezione dall’atmosfera che i telescopi terrestri hanno.

La struttura del telescopio stesso è solo un sottile strato di alluminio, ma al di fuori di questo sono strati di isolamento. Uno strato è costituito da coperte, noto anche come isolamento multistrato, o MLI. Nel corso del tempo, le aree del MLI si sono interrotte dall’esposizione alle radiazioni e dalle variazioni di temperatura. Nei luoghi in cui questo isolamento necessitava di riparazioni o sostituzioni, gli astronauti hanno rattoppato l’HST con nuovi strati esterni di coperta.

La capriata dello scheletro trattiene la pelle lontano dagli strumenti all’interno. Realizzata in resina epossidica grafite, questa capriata ha un peso leggero, ma forte, texture. Sulla Terra, attrezzature sportive come racchette da tennis, telai di biciclette e mazze da golf utilizzano resina epossidica di grafite nella loro costruzione per combinare resistenza, longevità e peso ridotto.

Strumenti diversi dalle telecamere aiutano l’HST a muoversi e a indirizzare i corpi necessari. I sensori di guida sottili consentono all’HST di rimanere diretto verso la cosa che sta fotografando utilizzando le distanze tra il corpo mirato e le stelle guida vicine. Per studiare i buchi neri, l’HST deve separare la luce nel suo spettro di colori con lo spettrografo di imaging del telescopio spaziale. A bordo dell’HST c’è anche un sensore di calore chiamato fotocamera vicino all’infrarosso e spettrometro multi-oggetto. Lo spettrografo cosmic origins esamina le parti della radiazione ultravioletta per studiare i gas nell’universo. Oltre a questi, HST dispone di telecamere per la fotografia spaziale per catturare immagini da oltre il nostro sistema solare.

Quali telecamere sono sul HST?

Due telecamere principali a luce visibile sull’HST aiutano a catturare le immagini più note di questo telescopio. Sia la advanced Camera for surveys, ACS, sia la wide-field camera 3, o WFC3, consentono agli scienziati della Terra di scattare foto dallo spazio.

Il ACS dispone di tre telecamere — wide-field, solare cieco e telecamere ad alta risoluzione. La fotocamera ad alta risoluzione è andata offline nel 2007 e gli astronauti non hanno potuto ripararla durante le riparazioni delle telecamere ACS nel 2009. La fotocamera ad ampio campo scatta immagini di grandi dimensioni dell’universo. Quando la radiazione solare interferisce con la luce ultravioletta, gli scienziati usano la telecamera solare cieca, che cattura stelle calde e altri corpi che emettono raggi ultravioletti. La fotocamera ad alta risoluzione potrebbe scattare foto all’interno di galassie. Il WFC3 sostituisce alcune di questa funzione.

La fotocamera principale del Telescopio spaziale Hubble, la WFC3, è in grado di catturare immagini in una gamma di spettri di luce: vicino all’ultravioletto, visibile e vicino all’infrarosso. Le immagini del WFC3 e ACS si combinano per dare agli astronomi un’immagine più chiara dell’universo di quanto entrambe le telecamere possano ottenere da sole. Il WFC3, però, ha avuto alcuni problemi ultimamente. La fotocamera si è spenta nell’autunno 2018 a causa di un problema hardware. Mentre Hubble ha a bordo l’elettronica di backup, gli astronauti devono riparare problemi significativi sull’HST.

Come possono le telecamere resistere all’ambiente duro?

Per resistere alle condizioni difficili, l’HST presenta coperte isolanti all’esterno della sua struttura in alluminio. Sia l’isolamento multistrato che i nuovi strati di coperta esterna proteggono l’interno del telescopio. All’interno della struttura, gli strumenti hanno una protezione adeguata per operare in sicurezza.

Componenti durevoli e sistemi di backup assicurano che le telecamere sull’HST possano funzionare con il minor intervento umano possibile. Poiché queste fotocamere non sono le stesse di un film terrestre o di fotocamere digitali, scattano foto in modo diverso.

In che modo fotografare nello spazio è diverso dalla fotografia sulla Terra?

La fotografia spaziale ha molti fattori che si sovrappongono alla presa di immagini sulla Terra e altri che differiscono. Nello spazio, l’atmosfera non oscura la luce del sole, quindi tutto appare più luminoso e più chiaro. La velocità della ISS o navetta gioca anche un ruolo nella velocità con cui gli astronauti devono catturare le immagini. Hanno pochi secondi prima che la nave passi il luogo fotografato. Non c’è tempo per cambiare gli obiettivi della fotocamera o rimuovere i copriobiettivi prima di scattare una foto.

Quando si tratta di HST, la fotocamera space photography non funziona come una fotocamera standard basata su pellicola. L’HST ha una lente che si apre per ammettere la luce. Gli scienziati utilizzano più filtri per acquisire informazioni. Dopo che l’HST trasmette questi dati sulla Terra, gli scienziati combinano i dati e aggiungono colore in base al filtro attraverso il quale la luce è entrata. Se viste da lontano, le galassie non apparirebbero vibranti come le foto corrette dal colore. Tuttavia, uno spettatore più vicino ad alcune galassie vedrebbe probabilmente i colori vicino alle immagini dell’HST.

A quali procedure di test dovrebbero sottoporsi le telecamere prima di essere lanciate nello spazio?

Quando si testano le telecamere per lo spazio, entrano in gioco diversi fattori. I dispositivi devono essere abbastanza resistenti da resistere ai rigori dei viaggi spaziali e alle condizioni in orbita. Come qualsiasi cosa destinata allo spazio, le telecamere devono passare attraverso condizioni di test rigorosi prima di ottenere l’approvazione per l’uso. Simulando le dure condizioni e testando i materiali utilizzati per costruire le telecamere entrambi aiutano a verificare le telecamere sono pronti per l’uso nello spazio.

A NTS, forniamo la prova dei materiali per verificare la durevolezza dei materiali utilizzati nella fabbricazione delle componenti del veicolo spaziale. Alcuni programmi che di prova materiali forniamo includono quanto segue:

• Composizione
• Corrosione
• Fatica
• Infiammabilità
• Flessura
• Effetti
• Ozono e gas di esposizione
• Taglio
• a Trazione/compressione
• Termica
• l’analisi Termomeccanica

La nostra struttura dispone di attrezzature per assicurare che i materiali utilizzati nel settore aerospaziale, di aderire alla FAA linee guida e RTCA DO-160. L’American Association for Laboratory Accreditation ha certificato i nostri laboratori secondo ISO / IEC 17025. Testando i materiali per lo spazio, è possibile verificare che le strutture avranno la durata necessaria per durare in ambienti difficili.

Un altro mezzo per rendere determinati materiali e parti finite pronti per lo spazio sta conducendo simulazioni spaziali. Una camera a vuoto termico consente di testare i veicoli spaziali e i loro componenti in un ambiente simile a quello dello spazio e della parte più esterna dell’atmosfera terrestre. La radiazione solare, le temperature fredde e un alto vuoto sono le condizioni che i materiali o i dispositivi esaminati sperimentano.

Queste impostazioni possono creare reazioni nei materiali del veicolo spaziale non visti sulla Terra. Ad esempio, temperature elevate e vuoto aumentano le possibilità di degassamento da reazioni di gas. Riconoscendo quando si verifica il degassamento, i test di simulazione spaziale possono prevedere il fallimento nel veicolo spaziale. Esame per degassamento è fondamentale, in quanto è una delle cause più comuni di fallimento in tale mestiere.

Anche le temperature estreme sono cruciali perché i satelliti in orbita sperimenteranno caldo e freddo se esposti alla luce solare o meno. Le temperature nella nostra camera di prova hanno una gamma di -320 a 1.000 gradi Fahrenheit, con la possibilità di testare esplosioni fino a 10.000 gradi Fahrenheit. L’imbarcazione in grado di sopportare queste condizioni può facilmente resistere al calore e al freddo dello spazio.

Il test del vuoto termico, come quello che conduciamo, è stato un pilastro del programma spaziale statunitense sin dal suo inizio, e in NTS abbiamo 50 anni di esperienza nel testare prodotti per l’industria aerospaziale e altri per vedere quanto bene possono resistere ad ambienti estremi. Condurre programmi di test in camere a vuoto termico non è l’unica cosa che facciamo. A NTS, offriamo test simili per spingere veicoli spaziali e altri dispositivi ai loro limiti.

Quali test simili offre NTS?

Affinché qualsiasi veicolo spaziale raggiunga la sua destinazione, il suo sistema di propulsione deve funzionare. Materiali di prova per lo spazio richiede diversi controlli dei componenti. Craft deve muoversi come previsto, se hanno un equipaggio a bordo o no. Parte del processo di valutazione dei sistemi di propulsione richiede di vedere come funzionano nelle stesse condizioni nello spazio. La simulazione spaziale è vitale per i test di propulsione, così come lo è per verificare l’integrità della struttura di un’imbarcazione.

richiedono che il motore rimanga fermo durante la misurazione della sua potenza. Utilizziamo test statici per valutare le prestazioni fondamentali del motore. Successivamente, il sistema passa al nostro sistema di misurazione della spinta, che è in grado di lavorare con sistemi fino a 50.000 libbre di spinta. Poiché tali sistemi creano alti livelli di rumore, utilizziamo condotti raffreddati ad acqua per smorzare il suono per un impianto di test più silenzioso.

Un altro aspetto critico dei test di veicoli spaziali è la valutazione satellitare. Possiamo testare sia le imbarcazioni orbitanti grandi che piccole, anche se queste categorie hanno requisiti diversi. I satelliti più grandi rimangono in orbita geostazionaria per almeno 10 anni, ma le imbarcazioni più piccole durano solo da poche settimane fino a quattro anni e orbitano a livelli bassi o medi. La durata della vita più breve e le orbite più basse significano che i satelliti di piccole e medie dimensioni hanno esposizioni ambientali diverse rispetto a quelle a livelli più alti.

I satelliti in orbita terrestre bassa e media richiederanno impostazioni diverse per la simulazione spaziale rispetto ai dispositivi in orbita geostazionaria più grandi. Le nostre strutture di simulazione spaziale consentono di personalizzare le condizioni per garantire test realistici prima che un veicolo spaziale entri in orbita.

Parla con un esperto di prove di fotografia spaziale e procedure simili

Se hai domande sui nostri metodi di prova, certificazioni, ingegneri o gestione della nostra catena di fornitura, contattaci online attraverso il nostro modulo chiedi un esperto. Se decidi che la tua azienda trarrebbe beneficio dai nostri programmi di test, richiedi un preventivo da noi a NTS. Con 50 anni di esperienza nello sviluppo di test e simulazioni aerospaziali, abbiamo le capacità per garantire che i vostri prodotti siano pronti per la propulsione aerospaziale e per gli ambienti difficili al di là della Terra.