6 czerwca 2019

bez atmosfery na drodze, NASA może wykonać niektóre z najbardziej precyzyjnych zdjęć dostępnych z kosmosu. Technologia stojąca za fotografią Kosmiczną musi przewyższać technologię kamer związanych z ziemią. Sprzęt fotograficzny w kosmosie jest trudniejszy do serwisowania. Aby upewnić się, że wszystko jest gotowe do udziału w programie eksploracji kosmosu, urządzenia muszą przejść szeroko zakrojone testy. Dowiedz się więcej o kamerach i innym sprzęcie używanym w kosmosie oraz o rygorystycznych standardach, którym muszą sprostać.

jakie rzeczy w kosmosie NASA zrobiła zdjęcia?

przez lata NASA wykonywała zdjęcia różnych ciał w przestrzeni kosmicznej, niektóre z ziemi, a inne z orbity. Wśród najbardziej znanych są obrazy, które uchwyciły wyobraźnię publiczną, pokazując przedmioty w sposób, którego większość ludzi na ziemi nie może sobie wyobrazić. Wiele z tych obrazów stało się ikonami kultury, które pomogły zmienić perspektywę ziemi i jej miejsca we wszechświecie.

Earthrise

astronauci Apollo 8 wykonali to słynne zdjęcie w 1968 roku podczas orbitowania Księżyca. Pokazuje ziemię wznoszącą się nad horyzontem księżyca, jak woskujący Księżyc nad ziemią. Ten obraz pokazuje, jak mała nasza planeta pojawia się z kosmosu. Do czasu Zdjęcia niewielu mogło wyobrazić sobie ziemię jako coś tak małego, że jedno zdjęcie mogło ją uchwycić.

Autor Jeffrey Kluger i wielu innych przypisuje obraz Earthrise z tego wydarzenia. Zaledwie dwa lata po wykonaniu zdjęcia przez załogę Apollo 8, 22 kwietnia 1970 roku orędownicy środowiska ustanowili Pierwszy Dzień Ziemi.

Astronauci

na długo przed selfie z telefonami komórkowymi astronauci robili sobie i sobie zdjęcia podczas pracy w kosmosie. Niezależnie od tego, czy pływają na stacji kosmicznej, czy stawiają kroki na Księżycu, astronauci udokumentowali swoje wysiłki na zdjęciach, które NASA udostępniła społeczeństwu.

niektóre obrazy — np. ślady ludzkich stóp na Księżycu — inspirują. Inne-jak astronauci śpiący do góry nogami na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej-pokazują realia życia w kosmosie. Dzięki tym zdjęciom Ludzie na Ziemi mogą zobaczyć życie astronautów, dając im jednocześnie wyobrażenie o tym, czego ludzie podróżujący w przestrzeni kosmicznej doświadczą w przyszłości.

mgławice

zdjęcia wykonane z Zaawansowanego aparatu Kosmicznego Teleskopu Hubble ’ a do badań — ACS HST — pokazują szeroki zakres długości fal od ultrafioletu do widzialnego, umożliwiając fotografowanie mgławic. Te ciała są miejscem narodzin gwiazd. Zobaczenie tych szkółek gwiazd stawia niebiańską postać podobną do Słońca w perspektywie każdej innej średniej wielkości Gwiazdy.

zdjęcia z mgławicy służą jednak innym celom niż filozoficzne. Kształty mgławic wydają się niejasno podobne, ale pozostają drastycznie różne od czegokolwiek na Ziemi. Nazwy tych ciał wskazują na ich możliwe podobieństwa, takie jak filary wieczności, które są tylko częścią mgławicy Orzeł. Zdjęcia tych ciał dają świadectwo oszałamiającego, nieoczekiwanego piękna poza ziemską atmosferą.

powierzchnie Planet

łaziki wysłane na inne planety i księżyce wykonały zdjęcia krajobrazów i odesłały je z powrotem na Ziemię. Na przykład Sojourner i Pathfinder wysłali do NASA zdjęcia z powierzchni Marsa w 1997 roku. Tak szczegółowe, jak stały się zdjęcia satelitarne, oglądanie planet i księżyców bezpośrednio z powierzchni pozwala na dokładniejsze pokazanie względnych wysokości gór i głębokości kraterów.

pierwsze zdjęcia powierzchni Marsa zaszokowały wielu, którzy oczekiwali widoków obcej cywilizacji. Ale zdjęcia te ilustrowały również ogrom świata bez wpływu deszczu na warunki atmosferyczne, jaki mamy tutaj na Ziemi. Suchy, zakurzony marsjański krajobraz nadal fascynuje tych na Ziemi, którzy przeglądają zdjęcia wysłane z ostatniej misji lądownika.

bliskie widoki orbitalne

obrazy z sond kosmicznych, takich jak Voyager 1 i 2, pokazywały znacznie wyższe szczegóły planet i księżyców w Układzie Słonecznym niż teleskopy związane z ziemią. W 1979 roku Voyager 1 minął wulkaniczny księżyc Jowisza Io i uchwycił przypadkową erupcję wulkaniczną, która stworzyła pióropusz wysoko nad powierzchnią. Chociaż NASA nie postanowiła zrobić takich zdjęć, stało się to pierwszym zdjęciem wulkanu gdziekolwiek poza Ziemią.

obrazy głębokiego kosmosu

w 2004 roku Kosmiczny Teleskop Hubble ’ a spędził 1 milion sekund, aby uchwycić ekspozycję głębokiego kosmosu pokazującą ponad 10 000 galaktyk. Teleskop wymagał 400 Orbit ziemi, aby w pełni uchwycić obraz. Chociaż potrzebował długiej ekspozycji, Ten obraz przyciągnął wyobraźnię widzów na całym świecie.

tak jak obraz Ziemi pokazywał planetę na tyle małą, że zmieściła się w jednym zdjęciu, tak słynny obraz HST pokazywał ogrom wszechświata i znikomość naszej własnej galaktyki Drogi Mlecznej. Ziemia obraca się wokół gwiazdy, która jest jedną z miliardów we wszechświecie. To zdjęcie inspiruje do dalszej eksploracji kosmosu w poszukiwaniu innych planet podobnych do ziemi, które prawdopodobnie istnieją poza Układem Słonecznym.

obrazy tła

nie wszystkie zdjęcia zawierają światło widzialne. W 1992 roku kosmiczny Odkrywca tła NASA pokazał promieniowanie mikrofalowe, pozostałość po Wielkim Wybuchu. Obraz ten zdobył NASA Nagrodę Nobla w 2006 roku za jego wkład w naukę. Podczas gdy inne zdjęcia pokazują tylko to, co ludzie mogą zobaczyć, obraz mikrofal we wszechświecie wyświetlał widmo poza światłem widzialnym. Pokazał, że pozostałości Wielkiego Wybuchu pozostają do dziś, w całym wszechświecie, czekając na kamerę z odpowiednim obiektywem, aby je zobaczyć.

komety

NASA nie tylko wykonała zdjęcia przechodzących komet, ale także uchwyciła Zbliżenia tych ciał. 4 lipca 2005 roku NASA wykonała zdjęcie pocisku uderzającego w skaliste jądro komety Tempel 1. W 1994 roku zarejestrował również kometę Shoemaker-Levy uderzającą w Jowisza.

zbliżenie komety zmieniło wiele opinii o tych ciałach niebieskich. Podczas gdy zwykle widzimy je z ziemi jako tylko jasne smugi, widząc skałę, która tworzy jądro, daje jaśniejszy obraz tego, czym są komety.

Ziemia

satelity na orbicie regularnie fotografują powierzchnię ziemi. Seria satelitów NASA Landsat konsekwentnie orbituje i rejestruje obrazy Ziemi od czasu uruchomienia programu w 1972 roku.

Dziś program Landsat nie jest jedynym, który wykonuje zdjęcia satelitarne Ziemi. Komercyjne i satelity bezpieczeństwa robią to samo. Często jednak udostępniają swoje zdjęcia tylko klientom lub rządom. Te małe i średnie satelity nie mają długotrwałej pojemności większego ciała krążącego wokół planety, ale nadal potrzebują trwałej i trwałej kamery, aby pozostać użytecznym tak długo, jak to możliwe.

Słońce

aby odpowiednio uchwycić obrazy słońca, NASA używa specjalnych instrumentów. Dzięki nim może fotografować dramatyczne widoki rozbłysków słonecznych i plam słonecznych. Te obrazy przedstawiają Słońce jako coś więcej niż żarówkę i grzejnik dla planety. Dzięki monitorowaniu zdjęć słonecznych naukowcy mogą dowiedzieć się więcej o operacjach, które wytwarzają energię dla Słońca.

jak robią zdjęcia w kosmosie?

jak astronauci robią zdjęcia w kosmosie? Odpowiedź zależy od aplikacji. Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej lub ISS astronauci szybko robią zdjęcia za oknem. Ponieważ ISS porusza się tak szybko, astronauci nie mają czasu na ustawienie aparatu do zdjęcia lub zmianę obiektywu. Aby mieć pewność, że wykonają świetne ujęcie, astronauci zawsze trzymają w gotowości osiem kamer w kopule stacji kosmicznej, aby ktoś mógł chwycić kamerę i zrobić zdjęcie w razie potrzeby.

jeśli chodzi o robienie zdjęć z Kosmicznego Teleskopu Hubble ’ a, urządzenie posiada wiele kamer do robienia zdjęć kosmosu. Zamiast działać jako teleskop wizualny, jakiego używają astronomowie na Ziemi, HST działa bardziej jak aparat cyfrowy do przechwytywania obrazów w ten sam sposób, co aparat komórkowy. Fale radiowe następnie przesyłają te cyfrowe obrazy z powrotem na Ziemię. Zdjęcia cyfrowe wymagają wielu instrumentów do robienia zdjęć, w tym kamer światła widzialnego, czujników podczerwieni i detektorów ciepła.

rodzaje czujników i kamer na teleskopie Hubble ’ a są niezbędne, ponieważ sprzęt na HST musi trwać latami. Od czasu uruchomienia teleskopu w 1993 roku zaplanowano tylko pięć misji serwisowych mających na celu naprawę teleskopu.

z jakich materiałów korzysta Kosmiczny Teleskop Hubble ’ a?

materiały na HST muszą wytrzymać wahania temperatury o ponad 100 stopni na każdej orbicie wokół Ziemi. Dodatkowo zewnętrzna strona Hubble ’ a zostaje zbombardowana przez promieniowanie Słońca bez ochrony przed atmosferą teleskopy ziemskie mają.

sama konstrukcja teleskopu to tylko cienka warstwa aluminium, ale poza tym są to warstwy izolacji. Jedna warstwa składa się z koców, znanych również jako wielowarstwowa izolacja lub MLI. Z czasem obszary MLI ulegały rozpadowi w wyniku narażenia na promieniowanie i wahań temperatury. W miejscach, gdzie ta izolacja wymagała naprawy lub wymiany, astronauci łatali HST nowymi zewnętrznymi warstwami koca.

kratownica szkieletowa trzyma skórę z dala od instrumentów wewnątrz. Wykonana z grafitowej żywicy epoksydowej kratownica ma lekką, a jednocześnie mocną teksturę. Na Ziemi Sprzęt sportowy, taki jak rakiety tenisowe, ramy rowerowe i kije golfowe, wykorzystują w swojej konstrukcji żywicę epoksydową grafitową, aby połączyć wytrzymałość, długowieczność i niską wagę.

instrumenty inne niż kamery pomagają HST poruszać się i celować w potrzebne ciała. Precyzyjne czujniki naprowadzania pozwalają HST pozostać skierowanym na fotografowaną rzecz, wykorzystując odległości między docelowym ciałem a pobliskimi gwiazdami prowadzącymi. Aby zbadać czarne dziury, HST musi rozdzielić światło na spektrum kolorów za pomocą spektrografu obrazowego teleskopu kosmicznego. Na pokładzie HST znajduje się również czujnik ciepła zwany kamerą bliskiej podczerwieni i spektrometrem wieloskładnikowym. Cosmic origins spectrograph patrzy na części promieniowania ultrafioletowego do badania gazów we wszechświecie. Oprócz tego, HST oferuje aparaty do fotografii kosmicznej, które rejestrują obrazy spoza naszego Układu Słonecznego.

jakie kamery są na HST?

dwie główne kamery światła widzialnego na HST pomagają uchwycić najbardziej znane zdjęcia z tego teleskopu. Zarówno zaawansowana kamera do badań, ACS, jak i szerokokątna kamera 3, czyli WFC3, umożliwiają naukowcom z ziemi robienie zdjęć z kosmosu.

ACS posiada trzy kamery — szerokokątną, żaluzję słoneczną i Kamery o wysokiej rozdzielczości. Kamera o wysokiej rozdzielczości została wyłączona w 2007 roku, a astronauci nie mogli jej naprawić podczas napraw kamer ACS w 2009 roku. Kamera szerokokątna wykonuje duże obrazy wszechświata. Gdy promieniowanie słoneczne zakłóca światło ultrafioletowe, naukowcy używają kamery Solar blind, która rejestruje gorące gwiazdy i inne ciała emitujące promieniowanie ultrafioletowe. Kamera o wysokiej rozdzielczości może robić zdjęcia wewnątrz galaktyk. WFC3 zastępuje część tej funkcji.

premierowa kamera Teleskopu Hubble ’ a, WFC3, może rejestrować obrazy w różnych widmach światła — w pobliżu ultrafioletu, widzialnego i bliskiej podczerwieni. Obrazy z WFC3 i ACS łączą się, aby dać astronomom jaśniejszy obraz wszechświata niż każda kamera może osiągnąć samodzielnie. Jednak WFC3 ma ostatnio pewne problemy. Kamera została wyłączona jesienią 2018 roku z powodu problemów ze sprzętem. Podczas gdy Hubble ma na pokładzie zapasową elektronikę, astronauci muszą naprawić istotne problemy z HST.

jak Kamery mogą wytrzymać trudne warunki?

aby wytrzymać trudne warunki, HST posiada koce izolacyjne poza aluminiową konstrukcją. Zarówno wielowarstwowa izolacja, jak i nowe powłoki zewnętrzne chronią wnętrze lunety. Wewnątrz konstrukcji instrumenty mają odpowiednią ochronę do bezpiecznej pracy.

wytrzymałe komponenty i systemy kopii zapasowych zapewniają, że kamery w HST mogą działać przy jak najmniejszej ingerencji człowieka. Ponieważ aparaty te nie są tym samym, co ziemski film lub aparaty cyfrowe, robią zdjęcia inaczej.

czym różni się robienie zdjęć w kosmosie od fotografii na Ziemi?

Fotografia kosmiczna ma wiele czynników, które nakładają się na fotografowanie ziemi i inne, które się różnią. W przestrzeni atmosfera nie zasłania światła słonecznego, więc wszystko wydaje się jaśniejsze i wyraźniejsze. Prędkość ISS lub promu odgrywa również rolę w tym, jak szybko astronauci muszą przechwytywać obrazy. Mają kilka sekund, zanim statek przejdzie przez fotografowane miejsce. Nie ma czasu na zmianę obiektywów aparatu ani zdejmowanie pokrywek obiektywu przed zrobieniem zdjęcia.

jeśli chodzi o HST, aparat do fotografii kosmicznej nie działa jako standardowy aparat filmowy. HST ma obiektyw, który otwiera się, aby przyjąć światło. Naukowcy używają wielu filtrów do przechwytywania informacji. Po tym, jak HST przesyła te dane z powrotem na Ziemię, naukowcy łączą Dane i dodają kolor w oparciu o Filtr, przez który weszło światło. Jeśli widziane z daleka, galaktyki nie wydają się tak żywe, jak na zdjęciach z korekcją kolorów. Jednak widz bliższy niektórym galaktykom prawdopodobnie zobaczyłby kolory zbliżone do obrazów z HST.

jakie procedury testowe musiałyby przejść kamery przed wystrzeleniem w kosmos?

podczas testowania kamer w przestrzeni kosmicznej bierze udział kilka czynników. Urządzenia muszą być wystarczająco wytrzymałe, aby wytrzymać rygory podróży kosmicznych i warunki na orbicie. Podobnie jak wszystko, co przeznaczone jest w przestrzeni kosmicznej, kamery muszą przejść rygorystyczne warunki testowania przed uzyskaniem zatwierdzenia do użytku. Symulacja trudnych warunków i testowanie materiałów użytych do budowy kamer pomagają sprawdzić, czy kamery są gotowe do użycia w przestrzeni kosmicznej.

w NTS zapewniamy testowanie materiałów w celu sprawdzenia trwałości materiałów używanych do produkcji elementów statków kosmicznych. Niektóre programy do testowania materiałów, które oferujemy, obejmują następujące:

• skład
• korozja
• zmęczenie
• Palność
• zginanie
• uderzenie
• ekspozycja na ozon i gaz
• ścinanie
• rozciąganie/ściskanie
• analiza termomechaniczna
• Analiza Termomechaniczna

nasz zakład wyposażony jest w sprzęt zapewniający, że materiały stosowane w przemyśle lotniczym są zgodne z wytycznymi FAA i RTCA DO-160. American Association for Laboratory Accreditation certyfikowało nasze laboratoria zgodnie z normą ISO/IEC 17025. Testując materiały pod kątem przestrzeni, możesz sprawdzić, czy konstrukcje będą miały trwałość w trudnych warunkach.

innym sposobem wytwarzania pewnych materiałów i gotowych części są gotowe do przestrzeni jest prowadzenie symulacji kosmicznych. Termiczna komora próżniowa pozwala na testowanie statków kosmicznych i ich komponentów w warunkach podobnych do przestrzeni kosmicznej i najbardziej zewnętrznej części ziemskiej atmosfery. Promieniowanie słoneczne, oziębłe temperatury i wysoka próżnia to Warunki, których doświadczają badane materiały lub urządzenia.

te ustawienia mogą wywoływać reakcje w materiałach statku kosmicznego, których nie widziano na Ziemi. Na przykład podwyższone temperatury i próżnia zwiększają szanse na odgazowanie z reakcji gazowych. Rozpoznając, kiedy następuje odgazowanie, testowanie symulacji kosmicznej może przewidzieć awarię statku kosmicznego. Badanie na odgazowanie jest krytyczne, ponieważ jest to jedna z najczęstszych przyczyn awarii w takich jednostkach.

ekstremalne temperatury są również kluczowe, ponieważ satelity na orbicie doświadczają gorąca i zimna, gdy są wystawione na działanie promieni słonecznych lub nie. Temperatury w naszej komorze testowej mają zakres od -320 do 1000 Stopni Fahrenheita, z możliwością testowania wybuchów do 10 000 stopni Fahrenheita. Statek, który wytrzyma te warunki, z łatwością wytrzyma upał i chłód przestrzeni.

termiczne testy próżniowe, takie jak te, które przeprowadzamy, były podstawą amerykańskiego programu kosmicznego od samego początku, a w NTS mamy 50-letnie doświadczenie w testowaniu produktów dla przemysłu lotniczego i innych, aby sprawdzić, jak dobrze wytrzymują ekstremalne warunki. Przeprowadzanie programów testowych w termicznych komorach próżniowych to nie jedyne co robimy. W NTS oferujemy podobne testy, aby wypchnąć statki kosmiczne i inne urządzenia do granic możliwości.

jakie podobne testy oferuje NTS?

aby każdy statek kosmiczny dotarł do celu, jego układ napędowy musi działać. Testowanie materiałów w przestrzeni kosmicznej wymaga kilku kontroli komponentów. Statek musi poruszać się zgodnie z oczekiwaniami, niezależnie od tego, czy ma na pokładzie załogę, czy nie. Część procesu oceny układów napędowych wymaga sprawdzenia, jak działają one w tych samych warunkach w przestrzeni kosmicznej. Symulacja kosmiczna jest niezbędna do testowania napędu, podobnie jak w sprawdzaniu integralności konstrukcji jednostki.

testowanie napędu wymaga, aby silnik pozostawał nieruchomy podczas pomiaru mocy. Używamy testów statycznych do oceny podstawowej wydajności silnika. Następnie system przenosi się do naszego systemu pomiaru ciągu, który jest zdolny do pracy z systemami do 50 000 funtów ciągu. Ponieważ takie systemy generują wysoki poziom hałasu, używamy chłodzonych wodą kanałów do tłumienia dźwięku w cichszym obiekcie testowym.

kolejnym krytycznym aspektem testowania statków kosmicznych jest ocena satelity. Możemy testować zarówno duże, jak i małe jednostki orbitujące, choć te kategorie mają różne wymagania. Większe satelity pozostają na orbicie geostacjonarnej przez co najmniej 10 lat, ale mniejsze jednostki trwają tylko od kilku tygodni do czterech lat i orbitują na niskim lub średnim poziomie. Krótsza długość życia i niższe orbity oznaczają, że małe i średnie satelity mają różne narażenie na działanie środowiska w porównaniu z tymi na wyższych poziomach.

satelity o niskiej i średniej orbicie okołoziemskiej będą wymagały innych ustawień do symulacji kosmicznej niż większe urządzenia na orbicie geostacjonarnej. Nasze urządzenia do symulacji kosmicznych pozwalają na dostosowanie warunków, aby zapewnić realistyczne testy przed wejściem statku kosmicznego na orbitę.

Porozmawiaj z ekspertem ds. testowania aparatów fotograficznych w przestrzeni kosmicznej i podobnych procedur

jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące naszych metod testowania, certyfikatów, inżynierów lub zarządzania naszym łańcuchem dostaw, skontaktuj się z nami online za pośrednictwem formularza Zapytaj eksperta. Jeśli zdecydujesz, że Twoja firma skorzysta z naszych programów testowych, poproś o wycenę od nas w NTS. Dzięki 50-letniemu doświadczeniu w opracowywaniu testów i symulacji lotniczych, mamy możliwości, aby zapewnić, że Twoje produkty są gotowe do napędu w lotnictwie i trudnych warunkach poza Ziemią.