6 juni 2019

utan atmosfären i vägen kan NASA ta några av de mest exakta bilderna som finns tillgängliga från rymden. Tekniken bakom rymdfotografering måste överträffa den för jordbundna kameror. Fotograferingsutrustning i yttre rymden är svårare att få service. För att säkerställa att allt är klart att vara en del av ett rymdutforskningsprogram måste enheter genomgå omfattande tester. Upptäck mer om kameror och annan utrustning som används i rymden och de stränga standarder de måste stå upp till.

vilka saker i rymden har NASA tagit bilder av?

under åren har NASA tagit bilder av olika kroppar i rymden, några från jorden och andra från omloppsbana. Bland de mest kända är bilder som har fångat allmänhetens fantasi genom att visa föremål på sätt som de flesta människor på jorden inte kan föreställa sig. Många av dessa bilder har blivit kulturella ikoner som hjälpte till att förändra människors perspektiv på jorden och dess plats i universum.

Earthrise

Apollo 8 astronauter knäppte den här berömda bilden 1968 medan de kretsade runt månen. Det visar att jorden stiger över månhorisonten som en vaxande gibbous måne över jorden. Denna bild sätter i perspektiv hur liten vår planet framträder från rymden. Fram till bilden kunde få föreställa sig jorden som något så litet att ett enda fotografi kunde fånga det.

strax efter att allmänheten såg bilden lanserades miljörörelsen. Författare Jeffrey Kluger och många andra krediterar bilden av Earthrise med denna händelse. Bara två år efter att Apollo 8: s besättning tog bilden etablerade miljöförespråkare den första jorddagen den 22 April 1970.

astronauter

långt innan selfies med mobiltelefoner har astronauter tagit bilder av sig själva och varandra under sitt arbete i rymden. Oavsett om de flyter på en rymdstation eller tar steg på månen, har astronauterna dokumenterat sina ansträngningar i bilder som NASA har delat med allmänheten.

vissa bilder — som mänskliga fotspår på månen-inspirerar. Andra — som astronauterna som sover upp och ner på den internationella rymdstationen-visar verkligheten att bo i rymden. Genom dessa bilder kan människor på jorden se livet astronauterna lever, samtidigt som de ger dem en uppfattning om vad människor som reser genom rymden kommer att uppleva i framtiden.

nebulosor

bilder tagna från Rymdteleskopets avancerade kamera för undersökningar — HST: s ACS — visar ett brett spektrum av våglängder från ultraviolett till synligt, vilket möjliggör fotografier av nebulosor. Dessa kroppar är stjärnornas födelseplatser. Att se dessa stjärnskolor sätter en himmelsk figur som solen i perspektivet av någon annan medelstor stjärna.

nebulosfotografierna tjänar dock ett annat syfte än filosofiska. Former av nebulosor verkar vagt lika, men förblir drastiskt annorlunda än någonting på jorden. Namnen på dessa kroppar antyder deras möjliga likheter, såsom evighetens pelare, som bara är en del av Örnnebulosan. Bilder av dessa kroppar vittnar om den fantastiska, oväntade skönheten bortom jordens atmosfär.

planetariska ytor

Rovers skickade till andra planeter och månar har tagit fotografier av landskapen och skickat dessa bilder tillbaka till jorden. Till exempel skickade Sojourner och Pathfinder bilder till NASA från Mars-ytan 1997. Så detaljerat som satellitbilder har blivit, tittar planeter och månar direkt från ytan gör det möjligt för bilder att mer exakt visa relativa höjder av berg och djup av kratrar.

de första bilderna av marsytan chockade många som förväntade sig synpunkter på en främmande civilisation. Men dessa fotografier illustrerade också storheten i en värld utan väderpåverkan av regnet vi har här på jorden. Det torra, dammiga Marslandskapet fortsätter att fascinera de på jorden som porerar över bilder som skickats från det senaste lander-uppdraget.

Stäng Orbitalvyer

bilder från rymdprober, som Voyager 1 och 2, visade mycket högre detaljer om planeter och månar i solsystemet än jordbundna teleskop kunde se. 1979 passerade Voyager 1 Jupiters vulkaniska måne Io och fångade ett tillfälligt vulkanutbrott som skapade en plume högt över ytan. Även om NASA inte bestämde sig för att ta sådana bilder blev det den första bilden av en vulkan någonstans utanför jorden.

Deep Space Images

under 2004 spenderade Hubble Space Telescope 1 miljon sekunder för att fånga en exponering av djupt utrymme som visar mer än 10 000 galaxer. Teleskopet krävde 400 banor av jorden för att helt fånga bilden. Även om det behövde en lång exponering, fångade den här bilden fantasin hos tittare runt om i världen.

precis som Earthrise-bilden visade planeten tillräckligt liten för att passa in i ett enda foto, visade HST: s berömda bild universums storhet och obetydligheten i vår egen Vintergalax. Jorden kretsar kring en stjärna som är en av miljarder i universum. Detta foto inspirerar fortsatt Och vidare utforskning av rymden på jakt efter andra jordliknande planeter som sannolikt finns utanför solsystemet.

bakgrundsbilder

inte alla bilder involverar synligt ljus. 1992 visade NASAs kosmiska Bakgrundsutforskare mikrovågsstrålning, en rest av Big Bang. Denna bild vann NASA ett Nobelpris 2006 för sina bidrag till vetenskapen. Medan andra bilder bara visar vad människor kan se, visade bilden av mikrovågor i universum spektrumet bortom synligt ljus. Det visade rester av Big Bang kvar idag, runt om i universum, väntar på en kamera med rätt lins för att se dem.

kometer

NASA har inte bara tagit bilder av passande kometer utan också fångat närbilder av dessa kroppar. Den 4 juli 2005 gjorde NASA ett foto av en projektil som slog den steniga kärnan i kometen Tempel 1. Det fångade också kometen Shoemaker-Levy slående Jupiter 1994.

närbilden av en komet förändrade många människors åsikter om dessa himmelska kroppar. Medan vi i allmänhet ser dem från jorden som bara ljusa streck, ser berget som gör kärnan en tydligare bild av vad kometer är.

jorden

satelliter i omloppsbana fotograferar regelbundet jordens yta. NASAs Landsat-serie av satelliter har konsekvent kretsat och tagit bilder av jorden sedan programmet lanserades 1972.

idag är Landsat-programmet inte det enda som tar satellitbilder av jorden. Kommersiella och säkerhetssatelliter gör detsamma. Ofta delar de dock bara sina foton med kunder respektive regeringar. Dessa små och medelstora satelliter har inte den långvariga kapaciteten hos en större kropp som kretsar runt planeten, men de behöver fortfarande hållbarhet och varaktiga kameror för att förbli användbara så länge som möjligt.

solen

för att på ett adekvat sätt fånga bilder av solen använder NASA speciella instrument. Med dessa kan den fotografera dramatiska vyer över solfläckar och solfläckar. Dessa bilder visar solen som mer än en glödlampa och värmare för planeten. Genom att övervaka solfoton kan forskare lära sig mer om de operationer som skapar energi för solen.

Hur tar de bilder i rymden?

Hur tar astronauter bilder i rymden? Svaret beror på ansökan. På den internationella rymdstationen, eller ISS, tar astronauterna snabbt bilder utanför fönstret. Eftersom ISS rör sig så snabbt har astronauterna inte tid att ställa in en kamera för ett skott eller byta linser. För att säkerställa att de tar ett bra skott, håller astronauterna alltid åtta kameror redo i rymdstationens kupol, så att någon kan ta en kamera och ta en bild när det behövs.

när det gäller att ta bilder från rymdteleskopet Hubble har enheten flera kameror för att ta bilder av rymden. Istället för att fungera som ett visuellt teleskop som den typ som astronomer använder på jorden, utför HST mer som en digitalkamera för att ta bilder på samma sätt som en mobiltelefonkamera. Radiovågor sänder sedan dessa digitala bilder tillbaka till jorden. De digitala bilderna kräver flera instrument för att ta bilder, inklusive synliga ljuskameror, infraröda sensorer och värmedetektorer.

typerna av sensorer och kameror på Hubble Space Telescope är viktiga eftersom utrustningen på HST måste hålla i flera år. Det har bara varit fem planerade serviceuppdrag för att reparera teleskopet sedan lanseringen 1993.

vilka material använder Hubble Space Telescope?

material på HST måste tåla temperatursvängningar på över 100 grader varje bana runt jorden. Dessutom bombarderas utsidan av Hubble av strålning från solen utan skydd från atmosfären som jordbundna teleskop har.

själva teleskopets struktur är bara ett tunt lager av aluminium, men utanför detta finns lager av isolering. Ett lager består av filtar, även känd som flerskiktsisolering, eller MLI. Med tiden bröt områden av MLI ner från strålningsexponering och temperaturvariationer. På platser där denna isolering behövde repareras eller bytas ut, lappade astronauterna HST med nya yttre filtlager.

skelettet fackverket håller upp huden bort från instrumenten inuti. Tillverkad av grafit epoxi, detta fackverk har en lätt, men ändå stark, konsistens. På jorden använder sportutrustning som tennisracketar, cykelramar och golfklubbar grafitepoxi i sin konstruktion för att kombinera styrka, livslängd och låg vikt.

andra instrument än kameror hjälper HST att flytta runt och rikta in sig på de nödvändiga kropparna. De fina styrsensorerna gör det möjligt för HST att hålla sig riktad mot det som det fotograferar genom att använda avstånd mellan den riktade kroppen och närliggande styrstjärnor. För att studera svarta hål måste HST separera ljus i sitt färgspektrum med space telescope imaging spectrograph. Också ombord på HST är en värmesensor som kallas nära infraröd kamera och multi-object spectrometer. Den kosmiska ursprungsspektrografen tittar på delarna av ultraviolett strålning för att studera gaser i universum. Utöver dessa har HST rymdfotograferingskameror för att fånga bilder från vårt solsystem.

vilka kameror finns på HST?

två huvudsakliga synliga ljuskameror på HST hjälper till att fånga de mest kända bilderna från detta teleskop. Både advanced camera for surveys, ACS och wide field camera 3 eller WFC3 gör det möjligt för forskare från jorden att ta bilder från rymden.

ACS har tre kameror — wide-field, solar blind och högupplösta kameror. Den högupplösta kameran gick offline 2007, och astronauterna kunde inte fixa den under reparationer av ACS-kamerorna 2009. Den breda kameran tar stora bilder av universum. När solstrålning stör ultraviolett ljus använder forskare solblindkameran, som fångar heta stjärnor och andra ultravioletta emitterande kroppar. Den högupplösta kameran kan ta bilder inuti galaxer. WFC3 ersätter en del av denna funktion.

Hubble Space Telescope ’ s främsta kamera, WFC3, kan ta bilder över en rad ljusspektrum — nära ultraviolett, synligt och nära infrarött. Bilderna från WFC3 och ACS kombineras för att ge astronomer en tydligare bild av universum än någon av kamerorna kan uppnå ensam. WFC3 har dock upplevt några problem nyligen. Kameran stängdes av hösten 2018 på grund av ett hårdvaruproblem. Medan Hubble har ombord backup Elektronik, astronauter måste reparera betydande problem på HST.

Hur kan kamerorna stå emot den hårda miljön?

för att klara de hårda förhållandena har HST isolerande filtar utanför sin aluminiumstruktur. Både flerskiktsisolering och nya yttre filtlager skyddar teleskopets inre. Inuti strukturen har instrumenten tillräckligt skydd för att fungera säkert.

hållbara komponenter och backupsystem säkerställer att kamerorna på HST kan fungera med så lite mänskligt ingripande som möjligt. Eftersom dessa kameror inte är desamma som en jordisk film eller digitalkameror, tar de bilder annorlunda.

Hur skiljer sig bilder i rymden från fotografering på jorden?

Rymdfotografering har många faktorer som överlappar med Jordfotografering och andra som skiljer sig åt. I rymden döljer atmosfären inte solljus, så allt verkar ljusare och tydligare. Hastigheten på ISS eller shuttle spelar också en roll i hur snabbt astronauterna måste ta bilder. De har sekunder innan fartyget passerar den fotograferade platsen. Det finns ingen tid att byta kameralinser eller ta bort linslock innan du tar ett foto.

när det gäller HST fungerar inte rymdfotokameran som en vanlig filmbaserad kamera. HST har en lins som öppnas för att erkänna ljus. Forskare använder flera filter för att fånga information. Efter att HST överför dessa data tillbaka till jorden kombinerar forskare data och lägger till färg baserat på filtret som ljuset kom in genom. Om man ser långt ifrån, skulle galaxerna inte vara lika levande som de färgkorrigerade bilderna. En tittare närmare vissa galaxer skulle dock sannolikt se färger nära bilderna från HST.

vilka testprocedurer måste kameror genomgå innan de lanseras i rymden?

när du testar kameror för rymden spelar flera faktorer in. Enheterna måste vara hållbara nog att stå upp till påfrestningarna i rymdfärder och förhållandena i omloppsbana. Precis som allt som är avsett för rymden måste kameror passera genom rigorösa testförhållanden innan de får godkännande för användning. Att simulera de hårda förhållandena och testa materialet som används för att bygga kamerorna hjälper båda till att verifiera att kamerorna är klara för användning i rymden.

på NTS tillhandahåller vi materialtestning för att verifiera hållbarheten hos de material som används vid tillverkning av komponenter i rymdfarkoster. Vissa materialtestprogram vi tillhandahåller inkluderar följande:

• sammansättning
• korrosion
• trötthet
• brandfarlighet
• böjning
• påverkan
• exponering för ozon och gas
• skjuvning
• drag-/kompression
• termisk
• termomekanisk analys

vår anläggning har utrustningen för att säkerställa att material som används inom flygindustrin följer FAA-riktlinjerna och RTCA do-160. American Association for Laboratory ackreditering certifierade våra laboratorier enligt ISO / IEC 17025. Genom att testa materialen för utrymme kan du verifiera att strukturerna har hållbarheten att hålla i den hårda miljön.

ett annat sätt att göra vissa material och färdiga delar är redo för rymden är att genomföra rymdsimuleringar. En termisk vakuumkammare möjliggör testning av rymdfarkoster och deras komponenter i en miljö som liknar rymden och den yttersta delen av jordens atmosfär. Solstrålning, kalla temperaturer och ett högt vakuum är de förhållanden som de undersökta materialen eller enheterna upplever.

dessa inställningar kan skapa reaktioner i materialet i rymdfarkosten som inte ses på jorden. Till exempel ökar förhöjda temperaturer och vakuum risken för utgasning från gasreaktioner. Genom att känna igen när utgasning inträffar kan rymdsimuleringstestning förutsäga fel i rymdfarkoster. Undersökning för utgasning är kritisk, eftersom det är en av de vanligaste orsakerna till misslyckande i sådana hantverk.

extrema temperaturer är också avgörande eftersom satelliter i omloppsbana kommer att uppleva varmt och kallt när de utsätts för solljus eller inte. Temperaturerna i vår testkammare har ett intervall på -320 till 1000 grader Fahrenheit, med möjlighet att testa explosioner upp till 10 000 grader Fahrenheit. Hantverket som tål dessa förhållanden kan lätt stå upp mot värmen och kyla i rymden.

termisk vakuumtestning, som den typ Vi utför, har varit en grundpelare i det amerikanska rymdprogrammet sedan starten, och på NTS har vi 50 års erfarenhet av att testa produkter för flygindustrin och andra för att se hur bra de kan hålla upp till extrema miljöer. Att genomföra testprogram i termiska vakuumkammare är inte det enda vi gör. På NTS erbjuder vi liknande tester för att driva rymdfarkoster och andra enheter till sina gränser.

vilken liknande testning erbjuder NTS?

för att någon rymdfarkost ska nå sin destination måste dess framdrivningssystem fungera. Testmaterial för utrymme kräver flera komponentkontroller. Farkosten måste röra sig som förväntat, oavsett om de har en besättning ombord eller inte. En del av processen att utvärdera framdrivningssystem kräver att man ser hur de fungerar under samma förhållanden i rymden. Rymdsimulering är avgörande för framdrivningstestning, precis som det är för att verifiera integriteten hos ett hantverks struktur.

Framdrivningsprovning kräver att motorn stannar medan den mäter sin effekt. Vi använder statisk testning för att utvärdera motorns grundläggande prestanda. Därefter flyttar systemet till vårt tryckmätningssystem, som kan arbeta med system upp till 50 000 pund dragkraft. Eftersom sådana system skapar höga ljudnivåer använder vi vattenkylda kanaler för att dämpa ljudet för en tystare testanläggning.

en annan kritisk aspekt av rymdskeppstestning är satellitutvärdering. Vi kan testa både stora och små banor, även om dessa kategorier har olika krav. Större satelliter förblir i geostationär bana i minst 10 år, men mindre båtar varar bara mellan några veckor upp till fyra år och kretsar på låga eller medelstora nivåer. De kortare livslängderna och lägre banorna betyder att små och medelstora satelliter har olika miljöexponeringar jämfört med de på högre nivåer.

satelliter med låg och medelhög jordbana kräver olika inställningar för rymdsimulering än större geostationära omloppsenheter. Våra rymdsimuleringsanläggningar möjliggör anpassning av förhållandena för att säkerställa realistisk testning innan en rymdfarkost går i omlopp.

prata med en Expert på Rymdfotografering Kameratestning och liknande förfaranden

om du har några frågor angående våra testmetoder, certifieringar, ingenjörer eller hantering av vår leveranskedja, kontakta oss online via vårt ask an expert-formulär. Om du bestämmer dig för att ditt företag skulle dra nytta av våra testprogram, begär en offert från oss på NTS. Med 50 års erfarenhet av att utveckla flygprovning och simuleringar har vi kapacitet att säkerställa att dina produkter är redo för flygframdrivning och den hårda miljön bortom jorden.